dimensiunea mor Procesor - limitări termice

Dar să revenim la subiectul prezentat în titlu!

Noile procese reduc dimensiunea de tranzistori, care, la rândul său, poate duce la o scădere a dimensiunii cip procesor și alte componente ale calculatorului. Dar aceste dimensiuni nu pot fi reduse pe termen nelimitat sub nivelurile de chips-uri de căldură existente până la 130 wați.

Analiza proiectarea procesoarelor moderne și precursorii acestora arată că densitatea fluxului termic al cristalului este de aproximativ 50 W / cm 2. Valorile reale sunt în intervalul de la 30 la 60 W / cm2 (în funcție de design).

Rezistența termică a cipului de circuit - răcitor este invers proporțională cu aria suprafeței de contact,

astfel încât atunci când creșterea fluxului de căldură sau a micșora zona cip (ca unul dintre elementele circuitului termic) cu cristale de temperatură în creștere.

Producătorii de procesoare utilizate IHS (radiator integrat) - integrat teploraspredelyayuschuyu placă (capac), care a permis să se distribuie uniform temperatura pe suprafața cristalului, deoarece sursele maxime de căldură sunt dispuse neuniform (local) pe suprafața cristalului *.

* Surse de căldură de pe cip de procesor sunt în primul rând core procesor și grafică core procesor.

Pierderea de putere principal în procesorul la aceste noduri. A schimbările de temperatură pe suprafața cristalului creeaza tensiuni nodurile care le pot afecta catastrofic.

Localizare miezuri și nucleul grafic pe cip este prezentat în Fig. 1.

Uniform distribuie temperatura de pe suprafața cristalului este principala sarcină IHS.

Și ca efect secundar - aplicarea IHS posibilă creșterea „aria echivalentă de suprafață de cristal“ ** aproximativ 1,5 ori mai mare (în funcție de grosimea plăcii), fără a crește cristalul în sine. Se crede că acest lucru va mări suprafața de contact a unui cuplu de „cristal - mai rece“, care trece la lanțul „de cristal - IHS - mai rece.“

** „suprafață echivalentă a suprafeței cristalului“ - zona în care fluxul de căldură este de 90% din fluxul de căldură al cristalului.

Dar ea funcționează doar în cazul în care, ca interfață termică IHS - cristal este o lipire de metal.

Producătorii de procesoare, să ia calea de a reduce costurile și pentru a simplifica procesoarele de tehnologie au ales să înlocuiască interfața termică pasta conductoare termic metalic.

Și nu este un defect major utilizat de interfață termică - reducerea conductivității termice în legătură cu aplicarea de pasta termică.

Modul CPU și căldură

Știm că disiparea căldurii procesorului este determinată de sarcina de calcul.

Încărcare variază în timp ca sarcinile definite de programul de control. Chiar și programul pentru o lungă perioadă de timp de încărcare pe CPU are ciclurile sale de a crește în mod periodic sau micșora încărcarea procesorului de calcul, și, astfel, disiparea căldurii a procesorului.

Ciclicitate de căldură se produce atunci când porniți - opriți computerul.

Temperatura cea mai tare regiuni temperatura ISH se apropie de cele mai fierbinti zone ale matriței procesorului, iar temperatura aerului cel cald la o temperatură în interiorul procesorului. Această zonă este ALU (aritmetică și unitate logică).

Direct de pe procesor, se pare ca acest lucru:

Astfel IHS deformat și diferența dintre chip CPU și creșterile IHS și determinat de diferența de temperatură # 916; t = t2 - t1 și coeficientul de dilatare liniară materialului IHS. în acest caz de cupru. Și, în cea mai mare parte a regiunii este încălzită maximă.

Ca rezultat al deformărilor ciclice, acum există mai multe publicații de pe crește temperatura procesorului după un timp activitatea sa în aplicații „grele“.

A fost o filmare cu procesor IHS pentru entuziaști. Și în conformitate cu experimentatori, aceasta duce la o îmbunătățire în modul termic al procesorului.

Conform datelor lor după îndepărtarea pastei conductiv termic este IHS „structura poroasa de tip“.

Toate acestea sunt rezultatul de pasta termică în condiții de stres termic ciclic și de a le deforma.

concluzie

Eu cu siguranță nu suna pentru îndepărtarea IHS. prezența plăcii de distribuție a căldurii este un pas necesar îmbunătățește fiabilitatea procesorului.

Pur și simplu bazat pe logica, mi se pare, pentru IHS a venit momentul în care fluxul de căldură atins limitele. Și acest lucru necesită o revizuire a mai repartiției de căldură proiectarea capac și introducerea obligatorie a interfeței termice metalice IHS <-> cristal (lipiturii).

Și de a folosi ca o interfață termică paste termoconductoare, care sunt bune, ele nu ar fi devenit pur și simplu inacceptabil.