Vi xử lý thế hệ mới sẽ tản nhiệt bằng cách “dội nước”

(Dân trí) – Định luật Moore dự báo số lượng transistor trên mỗi inch vuông sẽ tăng lên gấp đôi sau mỗi 2 năm sắp đến giới hạn. Các nhà sản xuất vi xử lý đang tìm mọi cách “chạy đua” theo định luật này, thậm chí bằng những giải pháp tưởng chừng siêu tưởng nhất.

Các kĩ sư của IBM vừa hoan hỉ trình diễn phiên bản mẫu đầu tiên của chip thế hệ mới được thiết kế theo cách... chồng lên nhau và làm mát bằng nước vào cuối tuần trước. Thay vì đặt các thành phần của máy tính (CPU + RAM) cạnh nhau trên bo mạch chủ như truyền thống, loại chip mới này này xếp chồng các thành phần lên nhau theo nghĩa đen, và làm mát bằng cách “phun” nước qua giữa các lớp chip.

IBM tuyên bố thiết kế này là “cách tiếp cận hứa hẹn nhất giúp đưa CPU vượt khỏi mọi giới hạn từ trước đến nay”. Thiết kế chồng lên nhau sẽ giảm bớt khoảng cách truyền dữ liệu hơn 1 ngàn lần, cũng như tăng dung lượng băng thông dữ liệu cả trăm lần. Vấn đề lớn nhất của giải pháp này là nhiệt độ chip quá cao so với thông thường. Thomas Brunschwiler, trưởng dự án cho biết: “Giải pháp làm mát truyền thống bằng quạt hút khí nóng từ mặt sau CPU không thể giải nhiệt cho hệ thống chip được chồng lên nhau. Để tận dụng khả năng tính toán cực mạnh của thiết kế mới, chúng tôi buộc phải tìm cách giải nhiệt bằng cách cho nước chảy qua giữa các lớp chip”

Khác với phương pháp tản nhiệt nước truyền thống hiện nay, về cơ bản vẫn là hút nhiệt tương tự như dùng quạt, nước giờ đây được cho chảy qua khoảng cách chỉ nhỏ bằng sợi tóc người ngay giữa các lớp của con chip. Theo thiết kế này của nhóm Brunschwiler, nhiệt được “tống khứ” ngay từ nguồn. Hệ thống làm mát bằng nước này sẽ cực kì phức tạp: nước chảy luồn lách qua các kẽ của con chip mà không được gây đoản mạch. Trở ngại lớn nhất của nhóm thiết kế là tạo nên một hệ thống cho phép chảy càng nhiều nước càng tốt qua các “khe” của các lớp, nhưng lại “đóng kín” tiếp điểm để tránh chập điện. Kết quả là ta sẽ có một hệ thống “đường hầm” chằng chịt như mạch máu đan xen trong cơ thể người.

Kế hoạch sắp tới của nhóm Brnschwiler là giảm kích thước chip và tăng tiếp điểm, trong khi vẫn đảm bảo làm mát được bằng nước theo cách này. Mặc dù vậy, công nghệ này sẽ còn phải chờ nhiều năm nữa để bước ra khỏi phòng thí nghiệm và đưa vào sản xuất.

Hoàng Hải

Theo TheRegister