IBM studia nuove CPU 3D raffreddate ad acqua

La progettazione di CPU tridimensionali, ovvero processori realizzati mediante la sovrapposizione di un elevato numero di layer, consentirebbe di incrementare notevolmente la potenza di calcolo degli elaboratori. Finora però non è stato possibile realizzare soluzioni di questo tipo a causa delle difficoltà insite nello smaltimento del calore generato dagli strati intermedi del processore.

Da un punto di vista tecnico, le CPU chip stacks consentirebbero non solo di incrementare il numero di transistor presenti all'interno nella CPU, ma anche di avvicinare i componenti tra loro, riducendo conseguentemente in modo significativo i tempi di trasferimento dei dati. Purtroppo però i tradizionali sistemi di raffreddamento non si sono dimostrati in grado di rispondere alle esigenze termiche di questa tipologia di chip, rendendo per il momento impossibile una loro implementazione.

Schema del prototipo sviluppato da IBM

La situazione pare tuttavia destinata ad evolversi, grazie ad un prototipo realizzato da IBM in collaborazione con i ricercatori del Fraunhofer Institute di Berlino. Il chip in questione incorpora al proprio interno un particolare sistema di raffreddamento a liquido che sebbene non risolva ancora interamente il problema, ha mostrato risultati davvero incoraggianti.

Il concetto alla base di questo prototipo è piuttosto semplice: frapporre ai vari strati della CPU delle piste dentro cui pompare il liquido di raffreddamento. Meno semplice risulta essere la realizzazione fisica: i micro-condotti hanno infatti un diametro di appena 100 micron. I risultati ottenuti nel corso dei vari test condotti mostrano che questo sistema riesce a garantire una dissipazione termica di 180W per centimetro quadrato.

Questo valore è ancora ben lontano dall'essere sufficiente a soddisfare le esigenze di una CPU di tipo chip stacks, tuttavia il prototipo di IBM ha dimostrato che la strada dei sistemi di raffreddamento integrati all'interno della CPU è percorribile, ed in un futuro non troppo lontano questa tipologia di CPU potrebbe diventare realtà, grazie anche ai progressi delle tecniche produttive.