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Nicht nur Intel, sondern nahezu alle Chiphersteller sind immer wieder auf der Suche nach neuen und effizienteren Kühllösungen. Auf der Foundry Direct Connect zeigte Intel den aktuellen Stand dieser Entwicklung. Anders als Kühllösungen der OEMs und ODMs kann Intel in Form einer Package-Level-Integration deutlich tiefer in das Design der Kühlung eingreifen.
Im Unterschied zu den aktuellen Kühllösungen ermöglicht die Package-Level-Integration einer Wasserkühlung den Wärmeübergang zu optimieren. Nicht ohne Grund gibt es eine Direct-Die- bzw. Direct-Chip-Kühlung, bei der auf einen Heatspreader verzichtet wird. Neben der Wärmeleitfähigkeit spielt die Dicke der verschiedenen Schichten (des Chips selbst, dem Thermal-Interface Material wie der Wärmeleitpaste, Flüssigmetall usw., des Heatspreaders und des Kühlers selbst) eine wichtige Rolle. Roman Hartung alias der8auer hat dazu erst vor wenigen Tagen ein interessantes Video veröffentlicht.
Zurück zur Package-Level-Integration einer Wasserkühlung: Intel arbeitet hier an Lösungen für LGA- und BGA-Packages. Bereits in der Entwicklung des Chips wird darauf geachtet, dass IP-Blöcke mit einer höheren Leistungsaufnahme und Abwärme nicht direkt beieinander liegen bzw. – wenn dies nicht vermeidbar ist – dem Chipdesigner bewusster gemacht wird.
Darüber hinaus fällt auf, dass die Wasserkühler, die Intel hier entwickelt hat, extrem dünn sind. Gezeigt werden kleine Wasserkühler für LGA-Prozessoren wie die Core-Ultra-Serie, aber auch solche für Xeon-Serverprozessoren und größere KI-Beschleuniger. Die geringe Dicke der Kühler und die Durchflussmenge soll jedoch ausreichend sein, um bis zu 1.000 W an Abwärme abführen zu können. Im Vergleich zu einer Standard-Wasserkühlung soll die Package-Level-Integration eine um bis zu 20 % höhere Kühlleistung aufweisen.
In der vergangenen Woche wurde ein interessantes Projekt öffentlich, bei dem ein Heatspreader eines Intel-Prozessors so angepasst wurde, dass daraus ein Wasserkühler wurde. Die Package-Level-Integration einer Wasserkühlung ist im Grunde nicht anders.
Ob und in welcher Form die Entwicklungen bei Intel Früchte tragen bzw. konkret umgesetzt werden, bleibt abzuwarten. Die gezeigten Materialien und Forschungsergebnisse stammen teilweise aus dem Jahre 2005, wurden seither jedoch stetig weiterentwickelt. In Anbetracht der immer größeren Abwärme bei den Server-Prozessoren und KI-Beschleunigern sind solche Lösungen aber sicherlich zukünftig auch notwendig.
