Heutige Chips produzieren teilweise bereits eine Energiedichte von 100 Watt pro Quadratzentimeter – mehr als Kochplatten. Aktuelle Kühlungstechnik, zumeist basierend auf verstärkter Luftumwälzung, stoße vermutlich bald an ihre Grenzen, so Big Blue. Außerdem nähere sich die für die Kühlung benötigte Energiemenge zusehends der, die für das eigentliche Computing erforderlich sei.

Forscher aus dem IBM-Labor in Zürich haben nun eine Chipkappe entwickelt, auf deren Oberfläche ein Netz aus baumartig verzweigten Kanälen sitzt. Diese ermögliche einen bis zu zehnfach besseren Hitzetransport als bei bisherigen Verfahren.

Die Entwickler wollen dieses Konzept nun in Richtung Wasserkühlung weiterentwickeln. Dabei soll Wasser in einem geschlossenen Kreislauf auf die Rückseite eines Chips verteilt und wieder abgesaugt werden. Hierfür sind bis zu 50.000 winzige Ausbringungspunkte und eine komplexe baumartige Rückführungsstruktur vorgesehen.

Weil die Kühlstrukturen direkt auf der Chiprückseite sitzen, können die Widerstand erzeugenden Schnittstellen zwischen Kühlsystem und Silizium entfallen. Im Labor gelang es den Züricher Wissenschaftlern bereits, mit Wasser Energiedichten von bis zu 370 Watt pro Quadratzentimeter zu kühlen und dabei auch noch deutlich weniger Energie für die Umwälzung zu verbrauchen als andere Kühlsysteme. Für aktuelle Luftkühlungssysteme sei bei etwa 75 Watt pro Quadratzentimeter Energiedichte das Ende der Fahnenstange erreicht. (tc)