NEC-Technologie reduziert Wärmeentwicklung in Chips

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Der Lösungsanbieter NEC stellt eine neue Technologie vor, mit der sich die Wärmeverteilung von LSI-Chips grafisch darstellen und ihr Stromverbrauch drastisch senken lässt. Der Computerhersteller bewältigt damit eine der größten Herausforderungen der Chip-Industrie, die durch die zunehmende Miniaturisierung von LSI-Bausteinen entstanden ist.

Die Wärmesensorik von NEC wurde bereits auf einem der leistungsfähigsten Supercomputer der Welt, dem NEC SX-9, vorgeführt. Der Trend zu immer kleineren Chips ist unaufhaltbar, allerdings bereitet er der Chip-Industrie durch die steigende Wärmeentwicklung immer größeres Kopfzerbrechen. Denn die immer höheren Temperaturen in den Chips führen sehr häufig zu einem merklichen Leistungsabfall bei den Transistoren und Verdrahtungen. Ab einer Temperatur von etwa 40 Grad Celsius kommt es im Inneren von LSI-Chips(Large Scale Integration)zu einer Verzehnfachung der Kriechströme, wodurch sich die Lebensdauer von Transistoren und Verdrahtungen nahezu halbiert.

Als Konsequenz hat sich das Augenmerk immer stärker auf eine Verbesserung der Temperaturregelung von LSI-Bausteinen gerichtet. Dies kann allerdings nur erreicht werden, wenn Chips mit einer hohen Anzahl von Wärmesensoren bestückt werden, die Temperaturmessungen in Echtzeit ermöglichen. Herkömmliche Wärmesensoren sind jedoch groß und sperrig, so dass nur wenige von ihnen auf einen Chip passen. Dies führt dazu, dass ihre Zuverlässigkeit und Messgenauigkeit bislang sehr zu wünschen übrig ließ.

Mit der NEC-Technologie kommen Hunderte von Wärmesensoren mit nur 1/10 der Größe bisheriger Sensoren zum Einsatz. Sie sind über die gesamte Fläche im Inneren des LSI-Bausteins verteilt und wandeln Temperaturveränderungen in digitale Signale um, sodass die Wärmeverteilung des Bausteins in Echtzeit grafisch darstellbar wird. Dank ihres hohen Miniaturisierungsgrades können die Wärmesensoren auf einen Großteil der LSI-Fläche verteilt werden, was die Genauigkeit der Messungen erhöht.