Tutkijat ovat saattaneet löytää vastauksen pienempiin ja nopeampiin siruihin, jotka voisivat tuoda prosessorien tulevaisuuden, ja vastaus saattaa olla pii-28-nanolankojen käyttö.
Vaikka tekniikkaa hylättiin alun perin tehottomana, lisätutkimukset ja parannukset osoittivat, että materiaali voi johtaa lämpöä jopa 150 % tehokkaammin.
Kehittyneissä prosessoreissa ja monissa muissa tietokonelaitteistoissa (kuten näytönohjaimissa) lämpö voi olla todellinen vihollinen. Liian kuumat komponentit eivät toimi parhaimmillaan. Kuumuus lisää myös kulumista, ja pahimmassa tapauksessa se voi olla tietokoneen osien hajoamisen katalysaattori. Sinänsä useimmat valmistajat kiinnittävät paljon huomiota termeihin, mutta mitä tehokkaammiksi komponenteistamme tulee, sitä vaikeampaa on pitää ne viileinä tekemättä niistä valtavan suuria.
Prosessoreissa pii on luonnollinen lämmöneriste, mutta kuten Tom's Hardware totesi, se ei ole hyvä lämmönjohdin. Kun mikrosirut pienenevät sukupolven myötä, mutta ovat silti täynnä miljardeja transistoreita, piin käyttäminen muuttuu hankalammaksi.
Tämän ongelman torjumiseksi tutkijat jatkavat erilaisten teknologioiden tutkimista, jotka voivat tehdä siruista tehokkaampia ilman, että heidän tarvitsee tinkiä koosta ja lämpötiloista. Lawrence Berkeley National Laboratoryn julkaiseman artikkelin mukaan tutkijat ovat saattaneet löytää avaimen prosessorien parempaan lämmönjohtavuuteen käyttämällä puhdistettua pii-28:aa (Si-28).
Luonnollinen pii voidaan jakaa kolmeen isotooppiin: pii-28, pii-29 ja pii-30. Ensimmäinen kolmesta, Si-28, muodostaa noin 92 % kaikesta luonnollisesta piistä, ja se valitaan usein parhaaksi lämmönjohtimeksi puhdistettuna. Puhdistuksen jälkeen sen lämmönjohtavuus skaalautuu noin 10 %. Vaikka 10 %:n lisäys ei ole liian nuhjuinen, sitä ei pidetty kannattavana tähän asti, kun tähän projektiin osallistuneet tutkijat tarkastelivat uudelleen pii-28:aa.
Ensimmäisellä silmäyksellä mikään ei ole muuttunut – tutkijat pystyivät vahvistamaan, että puhdistettu Si-28 paransi vain 10 % luonnollista piitä. Kuitenkin, kun ne pienentyivät käyttämään 90 nm:n nanolankoja, jotka ovat noin tuhat kertaa ihmisen hiussäikeitä, tulokset olivat eksponentiaalisesti parempia. 90 nm:n Si-28 nanolankojen käyttö osoitti 150 %:n parannusta lämmönjohtavuudessa, mikä ylitti huomattavasti tutkijoiden odotukset.
"Odotimme näkevämme vain lisähyötyä - noin 20 % - isotooppisesti puhtaan materiaalin käytöstä nanolangan lämmönjohtamiseen", sanoi Junqiao Wu, yksi projektissa mukana olevista tutkijoista. Kuvittele yllätys, kun hyöty osoittautui jopa 150 prosentiksi tavoitellun 20 prosentin sijaan.
Siksi, miksi näin oli, on pitkä tekninen selitys, mutta yksinkertaisemmin sanottuna uusi materiaali pystyi vähentämään kahta mekanismia, jotka aiemmin estivät osan Si-28:n tarjoamasta lämmönjohtavuudesta. Muista sukeltaa syvemmälle artikkeliin alkuperäisestä lähteestä, jos haluat oppia tarkalleen, miten se toimii.
Mitä nämä uudet, huomattavasti parannetut lämpöä johtavat piinanolangat tarkoittavat meille muille, jotka olemme pikemminkin loppukäyttäjiä kuin tiedemiehiä? Se voisi olla seuraava askel loputtomalla tiellä kohti pienempiä, mutta tiheämpiä siruja. Jos termeistä voidaan tehdä niin paljon parempia, tämä voisi antaa tuleville siruvalmistajille mahdollisuuden saavuttaa uudet suoritustasot ilman, että heidän tarvitsee huolehtia laitteistonsa lämpötiloista.
Vaikka tutkijat haluavat jatkaa Si-28-nanolankojen tutkimusta keskittyen lämmönjohtavuuden hallintaan, se ei ole niin helppoa. Nykyisessä muodossaan testattavaa puhdistettua pii-28:aa ei ole saatavilla. Jos materiaalia saadaan lisää ja lisätutkimus osoittautuu hedelmälliseksi, ei ole ollenkaan epätodennäköistä, että tämä tekniikka löytää tiensä tuleviin siruihin.
