Les puces refroidies au diamant pourraient être l'avenir
Afin d'augmenter considérablement les performances des microprocesseurs malgré l'énorme chaleur dégagée, une entreprise américaine utilise des diamants pour les refroidir. Lors d'expériences, l'une des puces Nvidia les plus puissantes calcule trois fois plus vite que ce qui était possible jusqu'à présent. La technique provient à l'origine d'Augsbourg.
La loi de Moore, selon laquelle la puissance de calcul des puces informatiques double tous les deux ans, n'est plus valable depuis quelques années déjà. Cela est principalement dû au fait que les processeurs ne peuvent plus être suffisamment refroidis si on les fait fonctionner aussi rapidement qu'ils le pourraient. Ni le processeur principal (CPU) ni le processeur graphique (GPU) ne supportent durablement plus de 100 degrés.
Les scientifiques cherchent donc des architectures alternatives. L'université technique de Berlin et le MIT de Boston ont par exemple obtenu des résultats prometteurs avec un prototype de puce laser. En utilisant des particules de lumière (photons) au lieu d'électrons, elle peut fonctionner beaucoup plus efficacement que les processeurs traditionnels. Mais il faudra encore attendre un certain temps avant que de tels systèmes soient prêts pour la production en série. On essaie donc de trouver des méthodes pour refroidir plus efficacement les puces traditionnelles. Une approche prometteuse vient d'une entreprise américaine qui utilise pour cela des diamants.
Le "plus grand diamant du monde" d'Augsbourg
En fait, il s'agit de diamants synthétiques. Il y a six ans et demi, l'université d'Augsbourg a fait sensation en cultivant en laboratoire le "plus grand diamant du monde". Il ne ressemblait toutefois pas à une vraie pierre précieuse, car le diamant de 155 carats était un disque de 92 millimètres de diamètre.
Cette forme est due au fait que, dans un réacteur, des molécules de carbone issues d'un plasma à plusieurs milliers de degrés se déposent couche par couche sur une base d'iridium sous une dépression de quelques dixièmes d'atmosphère. Très tôt, les scientifiques bavarois ont su que leurs wafers étaient "le matériau ultime pour l'électronique de haute performance". Afin de mettre en œuvre leurs découvertes sur le plan commercial, ils ont fondé en 2015 la société Augsburg Diamond Technology GmbH.
Une fréquence d'horloge deux à trois fois plus élevée
Depuis l'année dernière, Audiatec appartient à l'entreprise américaine Diamond Foundry qui, grâce à la technologie souabe, est en mesure de fabriquer des plaquettes de diamant de moins de trois millimètres d'épaisseur et de 100 millimètres de diamètre. Avec ce matériau comme système de refroidissement, les puces peuvent fonctionner sans défaillance à une fréquence d'horloge deux fois plus élevée que celle possible autrement, a déclaré le président du directoire Martin Roscheisen au"Wall Street Journal". Pour l'une des puces Nvidia les plus performantes, ils auraient même pu tripler la puissance. Roscheisen est également allemand et considéré comme une star de la création d'entreprise dans la Silicon Valley.
Diamond Foundry a déjà produit des centaines de plaquettes de diamant. Son entreprise est en pourparlers avec la plupart des plus grands fabricants de puces du monde, ainsi qu'avec des entreprises de défense et des constructeurs de véhicules électriques, afin d'accélérer leurs micro-puces et leur électronique et de minimiser l'espace nécessaire, selon Roscheisen. Les plaquettes de diamant sont devenues aussi bon marché que les plaquettes de carbure de silicium utilisées pour fabriquer des semi-conducteurs de puissance particulièrement efficaces.
Il y a d'autres possibilités
L'entreprise de Roscheisen n'est toutefois pas sans concurrence, écrit le "Wall Street Journal". Il existe des entreprises qui, grâce à d'autres procédés, sont en mesure de fabriquer des diamants synthétiques parfois encore plus grands. Il existe en outre d'autres solutions. Intel travaille par exemple à la mise en place de micro-puces sur une face arrière en verre.
Il est ainsi possible de fabriquer des méga-puces qui sont en principe composées de nombreuses petites puces (chiplets). Celles-ci restent stables en cas de forte consommation d'énergie et du dégagement de chaleur qui en résulte. La puissance thermique par paquet peut atteindre un kilowatt, a déclaré Rahul Manepalli, boursier Intel, au "Wall Street Journal". Un paquet de puces mesure dix centimètres carrés et absorbe environ la puissance d'un sèche-cheveux.
Le borarsénide pourrait constituer à l'avenir une alternative au silicium. Il ne dissipe certes pas aussi bien la chaleur que le diamant, mais c'est aussi un semi-conducteur. On pourrait donc fabriquer des micro-puces extrêmement performantes à partir de ce matériau.
Andy Bechtolsheim, cofondateur de Sun Microsystem, peut également imaginer une combinaison de différentes technologies dans une structure sandwich. "Du verre en haut pour la communication rapide, un empilement tridimensionnel de couches de silicium au milieu pour le traitement et une plaquette de diamant en bas pour dissiper toute la chaleur", a-t-il déclaré au "Wall Street Journal".
Source: www.ntv.de
