为了解决散热问题 IBM开了个大脑洞

据报道，IBM发明了一种“5D电子血液”，它是一种内含带电粒子的电解液，能够通过接触通道内的电极来为芯片实现供能。IBM正是计划通过其来该机计算 机的散热和功能问题。具体来说，其工作原理就像大脑中的血液一样，人类大脑中有及其丰富的毛细血管，这些血管在给大脑带来新鲜氧气的同时也带走热量，而 IBM研发的“电子血液”在流经芯片带走散发的热量后返回中央储藏室进行冷却，重新充电后再返回芯片中进行循环使用。

使用该技术的计算机在耗能和容量方面都有极大的改进。

目前的难题：散热和电力传输

据外媒报道，如今，无论是计算机科学、电子工程或者信息技术领域，他们共同面临着一个错综复杂的问题是：密度。简单地说，就是要在既定的空间内塞进更多的数字功能（计算、储存、闪存等）是一件异常艰难的事情。这听起来似乎有点不合常理，因为现代计算机芯片已经做得那么小了。想想，一台台式计算机机箱所占空间大约为50立方分米或者更多——但是CPU、GPU、RAM以及其他芯片所占的地方可能不到1%。

事实上，并不是芯片设计师或者计算机制造商不想更好地利用计算机的空间，而是因为当前的技术只能做到这样了。我们尚不能够实现通过取缔液体冷却来再腾出更多的位置——传统电子芯片中，其实有98%以上的体积用于冷却，只有2%用于计算）——要突破传统的冷却和供电输送技术是一件着实艰难的事情。

此外，近年来我们也看到一种能够解决立体传输的方式越来越流行——在一个芯片上叠加再一块。比如此前斯坦福大学工程师开发出的四层“多层芯片”原型，即底层和顶层是逻辑晶体管，中间是两层存储芯片层。垂直的管子是纳米级的电子“电梯”，连接逻辑层和存储层，让它们能一起工作解决问题，避免拥堵。但即使如此，我们仍然能够看见大部分商家在此苦战，多层逻辑芯片仍然罕见。

然而，不管是装进更多电路卡还是制造摩天大楼式的多层芯片，它们都是为了解决同一个问题：散热和电力传输。

我们先来谈谈散热系统的问题。其实多年以来，高端CPU的最大热设计功耗（TDP）并没有实质性的改变，这其中有许多复杂的原因，但最重要的还是，一方面，随着芯片变得越来越小巧，那么它和散热器或者水冷的接触面积就会变小，芯片本来能够散发掉的热量就受到了限制。而另一方面，当芯片变得越来越小时，芯片内部工作频率高的晶体管发热量会比其他部分大。

另外关于电力输送的问题，你知道在现代的CPU上——比如英特尔LGA1155封装的IvyBridge处理器——1155个接口中大部分是用作电力传输吗？如上图，所有以“V”开头标记的格子——VSS、VCC——都是用于提供稳定的电力流动的。

如果想要将两个处理器垂直堆积起来，不仅需要增加处理器底部的接口，而且必须找到一种在两层处理器间连接电路的方式。这是非常困难的，也是3D封装处理器发展受阻的原因——不管是“硅片直通孔(TSV)”或其它形式的3D封装技术。据了解，TSV可把芯片上数据需要传输的距离缩短1,000倍，并使每个器件的互连性增加100倍。

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