Ответ на этот воопрос может подсказать знаменитая фраза Мэрилин Монро: «Лучшие друзья девушек — это бриллианты». Оказалось, что то, что хорошо для девушек, хорошо и для чипов.
Ведь в эпоху бурно развивающегося искусственного интеллекта центры обработки данных, буквально напичканные мощнейшими серверами, растут словно грибы после дождя. И что особенно интересно, большая часть энергии таких центров расходуется вовсе не на полезные вычисления. Она тратится на производства тепла на каждом транзисторе, коих в современном чипе многие миллиарды.
В итоге более половины потребляемой такими центрами энергии тратится попросту впустую. Поэтому борьба с токами утечки транзисторов — задача с большой буквы для современной полупроводниковой промышленности. К тому же в результате перегрева существенно снижается срок службы микросхем, да и сами микросхемы могут работать менее эффективно, чем могли бы.
Возникает вопрос: как в таких условиях существенно снизить температуру серверов дата-центров? Оригинальное решение, которое предлагают сразу несколько ведущих мировых лабораторий, — использовать в целях охлаждения микросхем синтетические алмазы.
Когда речь заходит об этих драгоценных камнях, мы обычно думаем об их красоте или твёрдости, не принимая при этом в расчёт, что алмаз к тому же обладает лучшими теплопроводными свойствами из всех материалов. К примеру, теплопроводность алмаза в несколько раз превышает теплопроводность столь популярной в системах охлаждения меди.
Причиной тому очень прочные связи между атомами углерода этого кристалла. Собственно, этим же обусловлена и знаменитая твёрдость алмаза. Создать тонкий слой алмазного (монокристалл) теплораспределителя и прикрепить его к обратной стороне кремниевой пластины выглядит исключительно элегантным решением.
К тому же современные кремниевые «системы на кристалле», да и дискретные процессоры, столь недёшевы, что использование алмазов особого испуга ни у кого не вызывает. К тому же выращивать такие монокристаллы уже научились весьма эффективно и экономично.
И если использование алмазов для охлаждения микросхем обычных ноутбуков и смартфонов — это, скорее, вопрос будущего, то в спутниках связи и прочих мощных радиокоммуникационных устройствах такие решения применяются уже в наши дни.
Кто сейчас является мировым передовиком по этой части? Здесь всё без сюрпризов. Это крупнейшая в мире компания по добыче, переработке и торговле алмазами, южноафриканский конгломерат De Beers, а точнее принадлежащая ему компания Element Six.
Так что фразу Мэрилин можно смело перефразировать на полупроводниковый манер: «Лучшие друзья чипов — это монокристаллические алмазы».