Chip pendingin, masa depan perangkat komputasi ringan
Salah satu faktor utama yang membatasi pengembangan chip berdaya komputasi tinggi adalah kemampuan pembuangan panasnya. Masalah pembuangan panas chip selalu menjangkiti industri. Sebuah chip seukuran tutup paku sebenarnya merupakan sumber panas 300 watt, namun kenyataannya chip tersebut sudah sangat panas ketika konsumsi dayanya jauh di bawah tersebut. Miniaturisasi dan integrasi chip yang tinggi dapat menyebabkan peningkatan kepadatan fluks panas lokal secara signifikan. Peningkatan daya dan kecepatan komputasi membawa konsumsi daya dan pembangkitan panas yang besar.
Sebuah laporan yang dirilis oleh TSMC menunjukkan bahwa di masa depan, beberapa "chip besar" dengan luas lebih dari 500 milimeter persegi mungkin memiliki target konsumsi daya desain lebih dari 2000 watt. Meskipun ukuran proses chip terus berkurang, kepadatan daya terus meningkat . Begitu proses semikonduktor memasuki 2nm, jumlah transistor dan daya komputasi chip secara alami akan meningkat secara signifikan. Peningkatan pesat dalam daya komputasi AI akan terus menimbulkan tantangan signifikan terhadap pendinginan dan pendinginan chip berdaya sangat tinggi. Saat ini, seluruh industri chip elektronik konsumen sebenarnya telah memasuki lingkaran setan "peningkatan kinerja secara signifikan dan konsumsi daya yang meningkat pesat", menunjukkan tren "menukar konsumsi daya dengan kinerja".
Baru-baru ini, Frore Systems, solusi pendinginan solid-state inovatif berdasarkan MEMS piezoelektrik, mengumumkan bahwa laptop yang dilengkapi dengan solusi chip pendingin aktif MEMS (AirJet) akan dirilis pada awal tahun 2023, memberikan kinerja pendinginan yang lebih baik daripada kipas tradisional sekaligus mengurangi kebisingan. Chip pendingin AirJet menjadi solusi masalah pendinginan yang membatasi kinerja CPU pada laptop masa kini. Ini adalah apa yang disebut "solusi pendinginan solid-state" yang sepenuhnya meninggalkan metode pendinginan kipas tradisional.
Selain itu, Huawei dan Harbin Institute of Technology telah bersama-sama mengajukan paten yang disebut "Diamond Chip". Ini adalah chip pembuangan panas efisien yang terbuat dari bahan berlian, yang dapat memecahkan masalah pemanasan chip berkinerja tinggi dan membuka jalur baru untuk meningkatkan kinerja chip. Berlian adalah kristal yang terdiri dari elemen karbon, dengan sifat fisik dan kimia yang sangat baik. Berlian, sebagai mineral alami, memiliki konduktivitas termal yang sangat baik. Menerapkan berlian pada pembuangan panas chip elektronik dapat meningkatkan efisiensi pembuangan panasnya secara signifikan. Dibandingkan dengan bahan tradisional, bahan ini secara efektif mengatasi masalah yang disebabkan oleh pengoperasian chip pada suhu tinggi dalam jangka panjang.
Meskipun solusi unik dapat digunakan dalam beberapa aplikasi, sebagian besar pasar harus menemukan cara untuk berbuat lebih banyak dengan sumber daya yang lebih sedikit, yang berarti memiliki lebih banyak fungsi per watt. Biaya yang terkait dengan hal ini jauh lebih tinggi dibandingkan solusi sebelumnya.
