CPU jõudluse kitsaskoht
Intel mainis oma tehnilises foorumis, et lekkevoolu ja soojuse hajumise probleemidele õige lahenduse leidmise viivituse tõttu, kui liini laius jõuab nanomeetri skaala piirini, on ta ajutiselt loobunud kõrgema põhisagedusega protsessorite arendamisest ja pöördunud arenduse poole. kahetuumaliste või isegi mitmetuumaliste protsessoritega. Sellegipoolest leevendub soojuse hajumise probleem vaid ajutiselt, ühe protsessori soojuse tootmine kasvab jätkuvalt ja soojuse hajumine seisab silmitsi suuremate väljakutsetega.
Joonis A on soojuse hajumise skemaatiline diagramm. Soojust genereerib protsessori stants ja see edastatakse metallkihi keevituskihi kaudu otse jahutusradiaatorisse. Keskel ei ole madala soojusjuhtivusega materjali, mis parandab oluliselt selle soojusjuhtivust. Joonisel B on CPU ristlõike optiline mikrograaf. Iga kiht on tihedas kontaktis ja vähendab soojustakistust. Joonistel C ja D on kujutatud protsessorit, mis on otse sülearvuti jahutusradiaatori külge keevitatud. Joonis e on pilt keevitatud CPU paigaldamisest sülearvutisse, et rakendust otse käivitada.
Pinna topograafia ebatäiuslikkuse tõttu kasutatakse tavaliselt silikoonvormi ja kaane vahelise kontakttakistuse vähendamiseks termilise liidese materjali (TIM1), et täita kahe ebatäiusliku pinna vahelisi tühikuid. Suure suurenduse korral on isegi poleeritud pindadel pinnakaredus, mis on piisav soojusvoo katkestamiseks kontaktliideste vahel.
Polümeeripõhiseid materjale kasutatakse tavaliselt TIM1-na soojusjuhtimiseks üle liidese. Polümeer TIM koosneb juhtivatest täiteaineosakestest polümeermaatriksis. Kuna enamikul polümeermaatriksitel on väga halb soojusjuhtivus, toimub soojusjuhtivus peamiselt täiteaineosakeste vahelise tiheda kontakti kaudu, mistõttu on lihtne mõista, miks 100-protsendilise metalli või jootematerjali TIM soojusjuhtivus on palju suurem kui polümeeri baasil TIM. .
Esitleme keevitusega integreeritud jahutusstruktuuri, mis ühendab jahutusradiaatori ja ühekristallilise räni CPU stantsi, mis on toodetud nii, et esmalt on vaja madalal toatemperatuuril protsessori metalliseerimist ja seejärel keevitamist jahutusradiaatori külge.
Kiht peab neelama pinget, mis tuleneb matriitsi, põhimiku ja integreeritud jahutusradiaatori soojuspaisumistegurite (CTE) mittevastavusest temperatuuritsükli ajal. Joonistel a ja b on kujutatud metalliseerimispinna mikrostruktuur, joonisel c on silikoonvormi ja metalliseerimiskihi vaheline ristlõige, poorne struktuur võib temperatuuritsükli ajal termilise pinge vabastada.
Nõudlusest ja soovist CPU otsekeevitusega jahutusradiaatori järele on näha, et see tehnoloogia on jõudnud ühiskonnas teatud määral üksmeelele ja muutunud kiireloomuliseks lahendamist vajavaks probleemiks.
