Kun prosessori lämpenee liiaksi, sen kellotaajuus hidastuu ja käyttöjännite alenee. Mitä paremmin lämpöä saadaan johdettua pois, sitä tehokkaammin prosessori toimii. Saksalaisessa Fraunhoferin tutkimusinstituutissa on nyt kehitetty tekniikka, jonka avulla prosessoria voi jäähdyttää nesteellä myös alapuolelta.
CarriCool-projektissa Fraunhoher IZM:n tutkijat ovat rakentamaan prosessorin ja piirikortin väliseen liitoskerrokseen mikrokokoisia kanavia, joita pitkin jäähdyttävä neste voi kulkea. Tekniikan avulla prosessori jäähtyy myös alapäin, jolloin se voi toimia pidempään nopeammin.
Prosessorin rakenteen välissä on 200 mikronin välein erillinen liitäntäkerros, jota pitkin transistoreille syötetään virtaa ja johon sijoitettua dataliitäntää pitkin bitin kulkevat.
Mikrokanavat rakennetaan prosessorin ja piirikortin väliin hermeettisesti suljettuine via-läpivienteineen. Jäähdytysnestettä pumpataan näiden kanavien läpi, mikä siirtää lämpöä prosessorin pohjasta ulos.
Tutkijoiden mukaan haasteellista oli mikrokanavien istuttamisen lisäksi rakenteen hermeettinen sinetöiminen. Kanavat pitää eristää sähköisistä signaalipoluista. Tämä onnistui, kun liitäntäkerros valmistetaan kahdesta piikalvosta tai -levystä. Jotta jäähdytinvesi ja sähköinen signaali eivät kosketa, jokainen läpivienti piti sinetöidä erikseen.
Tähän asti jäähdytysrakenteet eivät ole olleet kovin lähellä prosessorin laskentaytimiä. Jäähdyttimet kuten tuulettimet ovat suuntautuneet prosessoriin ylhäältä päin, mikä ei ole kovin tehokasta. Mitä lähempänä lämmönlähdettä jäähdytysratkaisu on, sitä paremmin lämpötilaa voidaan kontrolloida.
Ikään kuin jäähdytyskanavissa ei olisi ollut tarpeeksi, päättivät Fraunhofer IZM:n tutkijat integroida liitäntäkerrokseen myös tehonsyötön jänniteregulaattorit sekä optiset komponentit, joita pitkin data kerroksessa kulkee. Käytännössä prosessorilta tuleva sähköinen signaali muuttuu kerroksessa optiseksi, minkä ansiosta suuria määriä dataa voidaan siirtää ilman hävikkiä.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
