Рассеивание тепла — серьезная проблема дата-центров. Около 30%-40% энергии, потребляемой этими объектами, идет на охлаждение серверов и высокопроизводительных компьютеров. Это делает эксплуатацию дорогой, а также истощает местные ресурсы. В последние годы внедряются разные методы охлаждения, от традиционного воздушного до жидкостного.
Maxwell Labs работает над принципиально новым подходом — лазерным фотонным охлаждением.В основе технологии лежат особые холодные пластины из сверхчистого арсенида галлия (GaAs). При воздействии на них сфокусированных лазерных лучей определенной длины волны, пластины не нагреваются, а, наоборот, охлаждаются. Благодаря высокой подвижности электронов в GaAs полупроводник отводит тепло в заданных участках. Этот метод предназначен для поддержки, а не замены существующих систем охлаждения.
На практике это должно работать так: тонкие (менее милиметра) пластины из GaAs размещают на самых горячих участках процессоров. Микроскопический рисунок на полупроводнике точно направляет лазерные лучи на эти точки, обеспечивая точечное охлаждение. Это эффективно, так как тепло отводится именно там, где оно выделяется, а не охлаждается вся система целиком. Более того, технология позволяет не просто отводить тепло, но и возвращать обратно. Оно преобразуется в фотоны, которые можно снова использовать для получения электроэнергии. Это потенциально повысит энергоэффективность вычислительных систем.
Недостаток новой методики — ее дороговизна.
Для получения сверхчистых пластин GaAs нужны сложные и энергозатратные технологии, такие как молекулярно-лучевая эпитаксия (MBE) или металлоорганическое химическое осаждение из паровой фазы (MOCVD). Из-за необходимости получения сверхчистых кристаллов велик риск дефектов, что увеличивает затраты. На данный момент 200-миллиметровая пластина GaAs может стоить около $5000, в то время как кремниевая пластина такого же размера — всего $5.
Транзисторы на арсениде галлия нельзя напрямую встроить в кремниевые чипы на одной подложке. Однако для охлаждения чипов или чиплетов их можно использовать через гетерогенную 3D-интеграцию или склеивание пластин — технологии, применяемые в кремниевой фотонике. Эти методы хоть и дорогие, но обходятся дешевле, чем сами GaAs-пластины.
Пока эта идея существует лишь в виде экспериментов и компьютерных моделей. Результаты моделирования выглядят многообещающе, но работоспособность метода еще не подтверждена реальными испытаниями — пока тестировались только отдельные части, а не вся система целиком. Maxwell Labs рассчитывает создать действующий прототип к осени 2025 года. Компания уже нашла клиентов для своей первой версии под названием MXL-Gen1 и планирует начать поставки в течение следующих двух лет. Более широкое распространение технологии ожидается к концу 2027 года.
Свежие комментарии