CPU کارکردگی میں رکاوٹ
انٹیل نے اپنے تکنیکی فورم میں بتایا کہ لائن کی چوڑائی نینو میٹر پیمانے پر پہنچنے پر لیکیج کرنٹ اور گرمی کی کھپت کے مسائل کا مناسب حل حاصل کرنے میں تاخیر کی وجہ سے، اس نے عارضی طور پر زیادہ مین فریکوئنسی والے سی پی یوز کی ترقی کو ترک کر دیا ہے اور ترقی کی طرف رجوع کیا ہے۔ ڈوئل کور یا یہاں تک کہ ملٹی کور CPUs کا۔ اس کے باوجود، گرمی کی کھپت کا مسئلہ صرف عارضی طور پر ختم ہوا ہے، ایک ہی CPU کی گرمی کی پیداوار میں اضافہ ہوتا رہے گا، اور گرمی کی کھپت کو زیادہ چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑے گا۔
تصویر A گرمی کی کھپت کا ایک اسکیمیٹک خاکہ ہے۔ حرارت پروسیسر کے ڈائی سے پیدا ہوتی ہے اور دھاتی تہہ ویلڈنگ کی تہہ کے ذریعے براہ راست ہیٹ سنک میں منتقل ہوتی ہے۔ درمیان میں کوئی کم تھرمل چالکتا مواد نہیں ہے، جو اس کی تھرمل چالکتا کو نمایاں طور پر بہتر بناتا ہے۔ تصویر B CPU کراس سیکشن کا آپٹیکل مائکروگراف ہے۔ ہر پرت قریبی رابطے میں ہے اور تھرمل مزاحمت کو کم کرتی ہے۔ تصویر سی اور ڈی سی پی یو کی تصویریں ہیں جو براہ راست نوٹ بک کے ہیٹ سنک پر ویلڈیڈ ہیں۔ تصویر ای ایپلی کیشن کو براہ راست چلانے کے لیے نوٹ بک میں ویلڈڈ سی پی یو کو انسٹال کرنے کی تصویر ہے۔
سطحی ٹپوگرافی میں خامیوں کی وجہ سے، تھرمل انٹرفیس میٹریل (TIM1) عام طور پر سلیکون ڈائی اور ڈھکن کے درمیان رابطے کی مزاحمت کو کم کرنے کے لیے، دو نامکمل سطحوں کے درمیان خلا کو پُر کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اعلی میگنیفیکیشن کے تحت، پالش شدہ سطحیں بھی سطح کی کھردری کو ظاہر کرتی ہیں جو رابطہ کرنے والے انٹرفیس میں گرمی کے بہاؤ میں خلل ڈالنے کے لیے کافی ہے۔
پولیمر پر مبنی مواد کو عام طور پر انٹرفیس میں گرمی کی ترسیل کے لیے TIM1 کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ پولیمر TIM ایک پولیمر میٹرکس میں کوندکٹو فلر ذرات پر مشتمل ہے۔ چونکہ زیادہ تر پولیمر میٹرکس میں تھرمل چالکتا بہت کم ہوتی ہے، اس لیے گرمی کی ترسیل بنیادی طور پر فلر کے ذرات کے درمیان قریبی رابطے کے ذریعے ہوتی ہے، لہذا، یہ سمجھنا آسان ہے کہ 100 فیصد دھات یا سولڈر TIM میں پولیمر بیس TIM سے کہیں زیادہ تھرمل چالکتا کیوں ہوتی ہے۔ .
ہم ایک ویلڈنگ انٹیگریٹڈ کولنگ ڈھانچہ پیش کرتے ہیں جس میں ہیٹ سنک اور سنگل کرسٹل لائن سیلیکون سی پی یو ڈائی کو ملایا جاتا ہے، جو پہلے کمرے کے کم درجہ حرارت CPU میٹلائزیشن کی ضرورت کے ساتھ تیار کیا جاتا ہے اور بعد میں ہیٹ سنک میں ویلڈنگ کی جاتی ہے۔
درجہ حرارت سائیکلنگ کے دوران ڈائی، سبسٹریٹ اور انٹیگریٹڈ ہیٹ سنک کے تھرمل ایکسپینشن (CTE) کے گتانکوں کے مماثلت کے نتیجے میں پرت کو تناؤ کو جذب کرنا پڑتا ہے۔ شکل a اور b دھات کاری کی سطح کا مائیکرو اسٹرکچر ہے، فگر سی سلکان ڈائی اور میٹالائزیشن پرت کے درمیان کراس سیکشن ہے، غیر محفوظ ڈھانچہ درجہ حرارت سائیکلنگ کے دوران تھرمل تناؤ کو چھوڑ سکتا ہے۔
سی پی یو ڈائریکٹ ویلڈنگ ہیٹ سنک کی مانگ اور خواہش سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ یہ ٹیکنالوجی معاشرے میں ایک خاص حد تک اتفاق رائے تک پہنچ چکی ہے اور اسے حل کرنے کا فوری مسئلہ بن گیا ہے۔
