Novos chips de resfriamento para eletrônicos empilhados
Os métodos de resfriamento dos testes de chip para microeletrônicos empilhados criando calor e medindo a temperatura, ajudando os pesquisadores a gerenciar superaquecimento em sistemas de chip 3D.
Como os sistemas microeletrônicos precisam se tornar mais poderosos e eficientes, o setor está começando a empilhar chips um sobre o outro, chamado de integração 3D.Isso permite que processadores rápidos, como os usados para inteligência artificial, se sentem em estreita colaboração com chips especiais para coisas como comunicação e imagem.Mas o empilhamento de chips cria um grande problema: eles podem ficar muito quentes.Para ajudar a resolver isso, o MIT Lincoln Laboratory criou um chip especial que ajuda a testar maneiras de resfriar essas pilhas de chip.O chip aquece como um chip de alta potência, criando pontos quentes e espalhando calor através do silício.À medida que novos métodos de resfriamento são usados, o chip mede o quanto a temperatura muda.Ao colocá -lo dentro de uma pilha de chips, os pesquisadores podem entender melhor como o calor se move através das camadas e ver como as idéias de refrigeração diferentes funcionam.
O chip executa duas funções principais: gerar temperatura de calor e detecção.Para simular as intensas demandas de energia de futuros chips de alto desempenho, a equipe projetou circuitos capazes de operar com densidades de energia extremamente altas-na ordem de quilowatts por centímetro quadrado.Eles também replicaram o layout do circuito dos chips lógicos do mundo real, tornando o chip de teste um retorno realista e eficaz para as soluções de resfriamento de benchmarking.
Os aquecedores do chip são projetados para imitar o calor de fundo distribuído por uma pilha e os intensos pontos quentes localizados.Esses pontos quentes geralmente surgem nas áreas mais enterradas e difíceis de alcançar de uma pilha de chips 3D, tornando-o desafiador para os desenvolvedores determinar se os métodos de resfriamento-como microcanais que fornecem líquido frio-estão efetivamente atingindo e resfriando essas regiões críticas.
É aí que os elementos de detecção de temperatura do chip entram em jogo.Espalhados pelo chip são o que Chen descreve como "pequenos termômetros", que medem a temperatura em vários pontos à medida que as soluções de resfriamento são aplicadas.
À medida que os diodos aquecem, sua relação corrente / tensão muda.Ao monitorar essa alteração, é possível determinar a temperatura em pontos diferentes no chip, como 200 graus Celsius, 100 graus Celsius ou 50 graus Celsius.O processo de design envolveu pensar criativamente sobre como os dispositivos podem falhar devido ao superaquecimento e, em seguida, usando essas mesmas propriedades para criar ferramentas eficazes de medição de temperatura.