Processador ganha radiador e comunicação óptica integrados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/10/2017

O radiador integrado deverá aumentar significativamente a velocidade dos processadores.
[Imagem: Fraunhofer IZM]

Chip com radiador

Financiados pela IBM, engenheiros do Instituto Fraunhofer, na Alemanha, finalmente conseguiram ir buscar o calor dos chips de computador onde ele é gerado, lá no fundo dos processadores.

Há muito tempo se tenta construir microcanais que possam refrigerar os chips de modo mais eficaz, mas ninguém havia conseguido fazer isto sem atrapalhar a construção do próprio chip.

Hermann Oppermann e Jessika Kleff deixaram de lado o miolo do chip e construíram um sistema de microcanais que permite resfriar o processador por cima e por baixo.

As estruturas hermeticamente seladas foram instaladas em uma camada do chip conhecida como interposer, uma espécie de espaçador que fica entre os núcleos processadores propriamente ditos e a placa de circuito impresso, sendo responsável por distribuir a fiação que permite que o processador se comunique com o restante da placa-mãe.

O líquido refrigerante é então bombeado através dos microcanais dos trocadores de calor superior e inferior, retirando o calor do processador.

A expectativa é que o aumento na eficiência da refrigeração leve a um significativo aumento no desempenho dos processadores.

"Quanto mais perto você chegar da fonte de calor, melhor você consegue limitar a temperatura ou aumentar a saída. Na computação de alto desempenho, em particular, as taxas de transferência de dados estão aumentando continuamente. Portanto, é importante ter um resfriamento efetivo para garantir uma maior taxa de clock. Os sistemas de refrigeração utilizados anteriormente não eram tão efetivos neste contexto. Agora, com este novo sistema de refrigeração, o desempenho pode ser significativamente aumentado," disse Oppermann.

Dados transmitidos por fibra óptica

Ao mexer no interposer, a melhoria na refrigeração não foi o único benefício alcançado.

A equipe conseguiu inserir nessa camada, que mede poucos micrômetros de espessura, uma série de componentes eletrônicos e fotônicos.

Os componentes eletrônicos foram usados para construir reguladores de tensão, que controlam a energia fornecida ao processador, enquanto a parte optoeletrônica converte sinais elétricos do processador em sinais de luz.

Como resultado, quantidades de dados muito maiores podem ser transmitidas para dentro e para fora do processador com alta qualidade de sinal - as linhas de cobre atuais geram perdas de dados que aumentam com o aumento da taxa de transferência.

"Combinando interposer, refrigeração, reguladores de tensão e tecnologia de interconexão óptica, alcançamos um novo nível de integração que permite [fabricar] circuitos menores com mais potência. Este é um passo importante na computação de alto desempenho, já que conseguimos velocidades de clock mais altas no mesmo espaço," completou Oppermann.