कूलिंग चिप्स, हल्के कंप्यूटिंग उपकरणों का भविष्य

उच्च कंप्यूटिंग पावर चिप्स के विकास को प्रतिबंधित करने वाले मुख्य कारकों में से एक उनकी गर्मी अपव्यय क्षमता है। चिप ताप अपव्यय का मुद्दा हमेशा उद्योग को परेशान करता रहा है। एक नेल कैप के आकार की चिप वास्तव में 300 वाट का ताप स्रोत है, लेकिन वास्तव में, चिप पहले से ही गर्म होती है जब यह इस बिजली की खपत से काफी कम होती है। चिप्स के लघुकरण और उच्च एकीकरण से स्थानीय ताप प्रवाह घनत्व में उल्लेखनीय वृद्धि हो सकती है। कंप्यूटिंग शक्ति और गति में सुधार से भारी बिजली की खपत और गर्मी पैदा होती है।

टीएसएमसी द्वारा जारी एक रिपोर्ट से पता चलता है कि भविष्य में, 500 वर्ग मिलीमीटर से अधिक क्षेत्र वाले कुछ "बड़े चिप्स" में 2000 वाट से अधिक की लक्ष्य डिजाइन बिजली खपत हो सकती है। चिप प्रक्रिया आकार में निरंतर कमी के बावजूद, बिजली घनत्व लगातार बढ़ रहा है . एक बार जब सेमीकंडक्टर प्रक्रिया 2nm में प्रवेश करती है, तो चिप की ट्रांजिस्टर और कंप्यूटिंग शक्ति की संख्या स्वाभाविक रूप से काफी बढ़ जाएगी। एआई कंप्यूटिंग शक्ति में तेजी से वृद्धि अल्ट्रा-हाई पावर चिप्स की कूलिंग और शीतलन के लिए महत्वपूर्ण चुनौतियां पेश करती रहेगी। वर्तमान में, संपूर्ण उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स चिप उद्योग वास्तव में "काफी बेहतर प्रदर्शन और तेजी से बढ़ती बिजली खपत" के दुष्चक्र में प्रवेश कर चुका है, जो "प्रदर्शन के लिए बिजली की खपत का आदान-प्रदान" करने की प्रवृत्ति दिखा रहा है।

हाल ही में, पीजोइलेक्ट्रिक एमईएमएस पर आधारित एक अभिनव सॉलिड-स्टेट कूलिंग समाधान फ्रोर सिस्टम्स ने घोषणा की कि इसके एमईएमएस सक्रिय कूलिंग चिप (एयरजेट) समाधान से लैस लैपटॉप 2023 की शुरुआत में जारी किए जाएंगे, जो शोर को कम करते हुए पारंपरिक प्रशंसकों की तुलना में बेहतर कूलिंग प्रदर्शन प्रदान करेंगे। एयरजेट कूलिंग चिप कूलिंग समस्या का एक समाधान है जो आज के लैपटॉप में सीपीयू प्रदर्शन को सीमित करता है। यह एक तथाकथित "सॉलिड-स्टेट कूलिंग सॉल्यूशन" है जो पारंपरिक पंखे को ठंडा करने के तरीकों को पूरी तरह से त्याग देता है।

इसके अलावा, हुआवेई और हार्बिन इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी ने संयुक्त रूप से "डायमंड चिप" नामक पेटेंट के लिए आवेदन किया है। यह हीरे की सामग्री से बनी एक कुशल गर्मी अपव्यय चिप है, जो उच्च-प्रदर्शन चिप्स की हीटिंग समस्या को हल कर सकती है और चिप के प्रदर्शन में सुधार के लिए एक नया रास्ता खोल सकती है। हीरा उत्कृष्ट भौतिक और रासायनिक गुणों के साथ कार्बन तत्वों से बना एक क्रिस्टल है। हीरा, एक प्राकृतिक खनिज के रूप में, उत्कृष्ट तापीय चालकता रखता है। इलेक्ट्रॉनिक चिप्स की गर्मी अपव्यय के लिए हीरे को लगाने से उनकी गर्मी अपव्यय दक्षता में काफी सुधार हो सकता है। पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में, यह चिप्स के दीर्घकालिक उच्च तापमान संचालन के कारण होने वाली समस्याओं को प्रभावी ढंग से कम करता है।

हालाँकि कुछ अनुप्रयोगों में अनूठे समाधानों का उपयोग किया जा सकता है, अधिकांश बाज़ारों को कम संसाधनों के साथ अधिक करने के तरीके खोजने होंगे, जिसका अर्थ है प्रति वाट अधिक कार्यक्षमता होना। इससे जुड़ी लागत पिछले समाधानों की तुलना में बहुत अधिक है।