مائیکرو چینل چپ کولنگ ٹیکنالوجی
مائع کولنگ ڈیٹا سینٹرز کا مستقبل ہے۔ ہوا بجلی کی کثافت کو سنبھال نہیں سکتی جو ڈیٹا ہال تک پہنچتی ہے، لہذا کنکشن میں اعلی تھرمل صلاحیت کے ساتھ ایک گھنے سیال بہہ رہا ہے۔ جیسے جیسے آئی ٹی آلات کی حرارت کی کثافت بڑھتی ہے، مائع اس کے قریب ہوتا جاتا ہے۔ لیکن مائع کس حد تک قریب آ سکتا ہے؟ ڈیٹا سینٹر کیبنٹ کے پچھلے دروازے سے پانی کی گردش کے نظام کو چلانے کے لیے بڑے پیمانے پر قبول کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد، نظام خاص طور پر گرم اجزاء جیسے GPUs یا CPUs پر کولڈ بورڈ میں پانی کو گردش کرتا رہتا ہے۔ اس کے علاوہ، وسرجن سسٹم پورے ریک کو ڈائی الیکٹرک سیال میں ڈبو دیتا ہے، لہذا کولنٹ سسٹم کے ہر حصے کے ساتھ رابطے میں آ سکتا ہے۔ اہم سپلائرز اب وسرجن کے لیے موزوں سرور پیش کرتے ہیں۔
1981 میں، اسٹینفورڈ یونیورسٹی کے محققین ڈیوڈ ٹکرمین اور آر ایف پیز نے گرمی کو زیادہ مؤثر طریقے سے دور کرنے کے لیے ہیٹ سنک میں چھوٹے "مائکرو چینلز" کو اینچ کرنے کی تجویز پیش کی۔ چھوٹے چینلز کی سطح کا رقبہ بڑا ہوتا ہے اور وہ زیادہ مؤثر طریقے سے گرمی کو دور کر سکتے ہیں۔ وہ تجویز کرتے ہیں کہ ہیٹ سنکس VLSI چپس کا ایک جزو بن سکتے ہیں، اور ان کا مظاہرہ یہ ظاہر کرتا ہے کہ مائیکرو چینل ہیٹ سنکس 800W فی مربع میٹر کے متاثر کن حرارت کے بہاؤ کو سہارا دے سکتے ہیں۔
سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کی ترقی اور تین جہتی ڈھانچے میں اس کے داخلے کے ساتھ، مربوط کولنگ اور پروسیسنگ کا خیال زیادہ عملی ہو گیا ہے۔ 1980 کی دہائی سے، مینوفیکچررز نے سلیکون چپس پر متعدد اجزاء کو اوورلی کرنے کی کوشش کی۔ ملٹی لیئر سلیکون چپس کے اوپر چینلز بنانا ٹھنڈا کرنے کا ایک تیز اور بہترین طریقہ ہو سکتا ہے، کیونکہ یہ صرف ہیٹ سنک پر پنکھوں کی طرح چھوٹے نالیوں کو لاگو کر کے شروع کر سکتا ہے۔ لیکن اس خیال کو زیادہ توجہ نہیں دی گئی ہے کیونکہ چپ فراہم کرنے والوں کو امید ہے کہ فعال اجزاء کو اسٹیک کرنے کے لیے 3D ٹیکنالوجی استعمال کریں گے۔ یہ طریقہ اب اعلی کثافت میموری کے ذریعہ قبول کیا گیا ہے، اور Nvidia کے پیٹنٹ سے پتہ چلتا ہے کہ اس کا مقصد GPUs کو اسٹیک کرنا ہو سکتا ہے۔
محققین کئی سالوں سے سلیکون چپس کی سطح پر مائیکرو فلائیڈک چینلز کو اینچ کرنے پر کام کر رہے ہیں۔ جارجیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹکنالوجی کی ایک ٹیم نے 2015 میں انٹیل کے ساتھ تعاون کیا تاکہ ممکنہ طور پر ایک مربوط مائکرو فلائیڈک کولنگ لیئر کے ساتھ FPGA چپ تیار کرنے والی پہلی ہو، جہاں سے ٹرانجسٹر سلکان پر کام کرتا ہے اس سے صرف چند سو مائکرو میٹر کے فاصلے پر واقع ہے۔ جارجیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے ٹیم لیڈر پروفیسر مہناد باکر نے ایک پریس ریلیز میں کہا، "ہم نے ٹرانزسٹر سے صرف چند سو مائیکرو میٹر کے فاصلے پر مائع کو ٹھنڈا کر کے سلیکون چپ کے اوپر کے ہیٹ سنک کو ختم کر دیا۔" ہمیں یقین ہے کہ مائیکرو فلائیڈک کولنگ کو براہ راست اور قابل اعتماد طریقے سے سلکان میں ضم کرنا الیکٹرانک مصنوعات کی اگلی نسل کے لیے ایک خلل ڈالنے والی ٹیکنالوجی بن جائے گی۔
مائیکرو فلائیڈک کولنگ چینلز کا ایک 3D نیٹ ورک چپ کے اندر ڈیزائن کیا گیا ہے، جو ہر ٹرانجسٹر ڈیوائس کے فعال حصے سے صرف چند مائیکرو میٹر نیچے واقع ہے، جہاں سے حرارت پیدا ہوتی ہے۔ یہ طریقہ کولنگ کی کارکردگی کو 50 گنا بہتر بنا سکتا ہے۔ مائیکرو چینلز سیالوں کو براہ راست ہاٹ سپاٹ تک پہنچاتے ہیں اور 1.7 کلو واٹ فی مربع سینٹی میٹر کی حیران کن طاقت کی کثافت کو سنبھالتے ہیں۔ یہ 17MW فی مربع میٹر کے برابر ہے، جو کہ موجودہ GPU ہیٹ فلکس سے کئی گنا زیادہ ہے۔
گرمی کی کھپت کی دشواری کا مطلب یہ ہے کہ آج کی سب سے بڑی چپس ایک ساتھ تمام ٹرانزسٹر استعمال نہیں کر سکتی ہیں، ورنہ وہ زیادہ گرم ہو جائیں گے۔ مائکرو فلائیڈکس کا اطلاق چپ کی کارکردگی اور کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ انرجی انٹینسیو ریفریجریشن سسٹم کی ضرورت کے بغیر ڈیٹا سینٹرز کو زیادہ موثر طریقے سے چلانا ممکن ہے۔
