123
ИТ и электроника Новости Энергетика и экология

В МФТИ создали систему охлаждения для процессоров будущего

Российские физики решили проблему перегрева активных компонентов оптоэлектронных микропроцессоров, сообщает ТАСС со ссылкой на заявление пресс-службы МФТИ.

«Такие процессоры буду работать в десятки раз быстрее современных»,- говорится в пресс-релизе.

На сегодняшний день добиться роста производительности можно увеличением ядер, но определяющим фактором является уже не столько производительность каждого ядра, сколько скорость обмена данными между ними. Так, увеличив число ядер вдвое, мы уже не получим двукратный рост вычислительной мощности, в связи с ограниченной пропускной способностью медных соединений.

Это явилось причиной для большинства ведущих компаний на рынке для перехода от электроники к фотонике, где информация передается фотонами, а не электронами. Также рассматриваются гибридные системы. В случае оптоэлектронных процессоров информация между ядрами передается фотонами, а вычисления внутри каждого ядра ведутся за счет электронов.

Алексей Устинов: Квантовый компьютер уже фактически строится

Однако из-за дифракции фотонные компоненты нельзя так же легко уменьшать, как электронные. Эту проблему ученые решают переходом от объемных электромагнитных волн к плазмон-поляритонам: электромагнитным волнам, способным распространяться вдоль поверхности металлов.

Но так же, как протекание тока через резистор вызывает выделение тепла, так и фотонные компоненты разогреваются при прохождении поверхностной электромагнитной волны. Плотность тепловой мощности потерь с единицы поверхности плазмонного волновода составляет 10 кВт/см2, что в два раза превышает плотность излучения у поверхности Солнца.

Дмитрий Федянин и Андрей Вишневый, сотрудники лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ, нашли способ решения этой проблемы. Они показали, что использование различных термоинтерфейсов — слоев теплопроводящих материалов, находящихся между чипом и системой охлаждения и обеспечивающих беспрепятственный отвода тепла — позволит эффективно охлаждать высокопроизводительные оптоэлектронные чипы.

По итогам компьютерного моделирования ученые сделали вывод: оптоэлектронный чип с активными плазмонными волноводами, размещенный в воздухе, будет обладать температурой на сотни градусов выше, чем его аналог, помещенный в многослойные термоинтерфейсы, нано- и микрометровой толщины в сочетании с простыми системами охлаждения. Его итоговая температура будет превышать окружающую лишь на 10 градусов.

Исследование поддержано грантом Российского научного фонда и программой повышения конкурентоспособности МФТИ «5-100», а его результаты опубликованы в журнале ACS Photonics.

Как уже рассказывал Russian IT World, Ростех и Российский квантовый центр развивают фотонику.

Об авторе

Тимур Хафизов

Тимур Хафизов

Корреспондент Russian IT World

Получайте новости первыми

Подпишитесь на наш Telegram-канал

t-do.ru/ritworld