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2. Nuovi transistor termici per raffreddare i chip senza parti in movimento

I processori moderni, soprattutto quelli di fascia alta, hanno un problema di surriscaldamento a causa della densità termica. Tuttavia, una ricerca dell'Università di California L.A. ha scoperto che i transistori termici potrebbero essere la soluzione. Questi transistori canalizzano il calore in modo uniforme all'interno del processore utilizzando un campo elettrico. Grazie a uno strato di molecole sottilissime, i transistori termici possono spostare il calore da una zona calda a una più fresca del chip. Rispetto ai metodi di raffreddamento tradizionali, i transistori sperimentali sono risultati 13 volte più efficienti.

Un nuovo studio dell'Università della California L.A. ha dimostrato che i transistor termici potrebbero essere la soluzione per il problema della temperatura sempre più alta dei processori (via IEEE). Anche se questi transistor termici sono ancora nella fase sperimentale, offrono un modo molto interessante per rimuovere il calore dai processori che potrebbe suscitare l'interesse di aziende come AMD e Intel.

I processori moderni di oggi, in particolare quelli di fascia alta, hanno un problema acuto quando si tratta di calore. I processori stanno diventando sempre più piccoli, ma il consumo energetico non diminuisce allo stesso ritmo e, dato che l'energia si trasforma in calore, significa che sempre più calore viene concentrato in uno spazio più piccolo. Questo calore si concentra spesso in una parte specifica del processore (un punto caldo) e, anche se la temperatura media di una CPU è accettabile, la temperatura del punto caldo potrebbe impedire al processore di funzionare al meglio delle sue capacità.

Questi nuovi transistor termici canalizzano essenzialmente il calore in tutto il resto del processore tramite un campo elettrico, distribuendo uniformemente il calore. L'innovazione di design che ha reso tutto ciò possibile è uno strato di molecole spesso un solo atomo che diventano conduttive termicamente quando vengono caricate con elettricità. I transistor termici potrebbero spostare il calore da un punto caldo (spesso nei core) a una parte più fredda del chip. Rispetto ai metodi di raffreddamento normali, i transistor sperimentali erano 13 volte più efficienti.

L'avvento dei problemi di densità termica può essere attribuito a Dennard Scaling. Dennard Scaling sosteneva che i transistor più piccoli fossero più efficienti, il che significava che la densità termica non sarebbe mai aumentata. Tuttavia, Dennard Scaling ha smesso di essere valido a metà degli anni 2000, intorno al momento in cui l'industria ha raggiunto il processo a 65nm. Da allora, il rapporto tra potenza/calore e area è aumentato gradualmente.

Inoltre, mentre i progettisti di processori migliorano i loro algoritmi di aumento di frequenza per estrarre maggiori prestazioni, è diventato sempre più evidente quanto sia difficile contrastare il calore. Se i transistor termici uscissero dal laboratorio e fossero utilizzati nei dispositivi per i consumatori, potrebbero almeno alleviare il problema della densità termica, se non risolverlo del tutto. Altrimenti, potrebbero essere necessarie versioni più esotiche dei tradizionali metodi di raffreddamento, come il raffreddamento per immersione.