Çip teknolojileri güçlendikçe ve yoğunlukları arttıkça, ortaya çıkan en büyük meselelerden biri ısı idaresi oluyor. Hava, sıvı ve daldırmalı soğutma üzere formüller yıllardır kullanılsa da, artık bu klâsik yolların sonlarına yaklaşılmış durumda. Lakin ABD merkezli bir teşebbüs olan Maxwell Labs, bu meseleye epey sıra dışı bir tahlil öneriyor: Lazerle soğutma. Bu fikri hayata geçirmek için Maxwell Labs, Sandia Ulusal Laboratuvarları ile birlikte çalışıyor. Geliştirilen usul, çiplerin en fazla ısınan mikro bölgelerini lazer ışınlarıyla direkt amaç alarak soğutmayı amaçlıyor.
Bilim kurgu değil, gereç bilimi
Lazerle soğutma fikri birinci başta kulağa çelişkili gelebilir. Lakin bu usulün gerisindeki bilim epey enteresan. Temelinde, özel olarak geliştirilmiş ultra saf galyum arsenit (GaAs) yarı iletken plakalar yer alıyor. Bu plakalar, makul bir dalga uzunluğuna ayarlanmış lazer ışığına maruz kaldığında ısınmak yerine soğuma tepkisi veriyor.
Bu fizikî fenomen birinci sefer 2012 yılında Kopenhag Üniversitesi Niels Bohr Enstitüsü’ndeki bilim insanları tarafından gözlemlenmişti. Maxwell Labs ise bu keşfi pratik bir mühendislik tahliline dönüştürmek için yola çıktı.
Maxwell Labs, GaAs plakalarını işlemcilerin en fazla ısınan bölgelerine stratejik halde yerleştiriyor. Mikroskobik desenlerle yönlendirilen lazer ışınları, sadece bu mikro bölgeleri amaç alarak son derece lokalize ve verimli bir soğutma sağlıyor. Ancak şirketin planı yalnızca çipleri serin tutmakla sonlu değil. Sistem birebir vakitte uzaklaştırdığı ısıyı fotonlar aracılığıyla yine kullanarak elektrik gücüne dönüştürmeyi hedefliyor. Böylelikle bu usul, sırf ısı sorununu çözmekle kalmayıp, verimlilik artışı da sağlayabilir.
Engeller de var
Elbette bu fikrin ticari olarak gerçekleşmesinin önünde önemli maniler de bulunuyor. Birinci olarak, kelam konusu ultra saf GaAs plakalarının üretimi hem teknik açıdan zor hem de maliyetli. Ayrıyeten bu materyallerin klasik silikon çiplerle entegre edilmesi, ileri seviye 3D yonga istifleme ve bağlama tekniklerini gerektiriyor.
Bir öbür değerli nokta ise şu: Maxwell’in lazerle soğutma teknolojisi şimdi yalnızca simülasyon ortamında test edildi. Şirket, birinci fizikî prototipini bu sonbaharda hazır hale getirmeyi planlıyor. Prototip üzerinde testler gerçekleştiğinde ayrıntıları sizlere aktaracağız. Şayet bu teknoloji başarılı olursa, hem data merkezlerinde hem de yüksek performanslı bilgisayarlarda ısı idaresi paradigması büsbütün değişebilir.