অতিরিক্ত গরম থেকে মাইক্রোচিপকে বাঁচাবে নতুন এ উপায়

গবেষকরা বলছেন, চিপের ভেতরে পানি ফুটতে শুরু করলে বা বাষ্পীভূত হতে থাকে তাহলে এটি এই প্রক্রিয়ায় অনেক বেশি শক্তি শোষণ করে।

ছবি: ফ্রিপিক

বিদ্যুচ্চালিত বিভিন্ন ডিভাইস আরও ছোট ও শক্তিশালী হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে এদের অতিরিক্ত তাপ থেকে বাঁচানোর বিষয়টি চ্যালেঞ্জিং হয়ে উঠেছে।

বিজ্ঞানীরা দাবি করেছেন, চিপকে অতিরিক্ত গরম হওয়া থেকে রক্ষা করতে নতুন এক উপায় খুঁজে পেয়েছেন তারা।

অতিরিক্ত তাপ কর্মসক্ষমতা কমিয়ে দিতে পারে, চিপের ও বিভিন্ন যন্ত্রাংশের ক্ষতি করতে পারে, এমনকি বিভিন্ন ডিভাইসকে নষ্টও করে দিতে পারে বলে প্রতিবেদনে লিখেছে বিজ্ঞানভিত্তিক সাইট নোরিজ।

এখন উন্নত এক শীতলকরণ পদ্ধতি তৈরি করেছেন ‘ইউনিভার্সিটি অফ টোকিও’র গবেষকরা, যা বিভিন্ন ইলেকট্রনিক চিপে তাপ পরিচালনার পদ্ধতিকে নাটকীয়ভাবে উন্নত করবে বলে দাবি তাদের।

গবেষণাটি প্রকাশ পেয়েছে বিজ্ঞানভিত্তিক জার্নাল ‘সেল রিপোর্টস ফিজিক্যাল সায়েন্স’-এ। গবেষণায় আরও স্মার্ট ও কার্যকর উপায়ে পানি ব্যবহার করে বিভিন্ন চিপকে ঠাণ্ডা রাখার নতুন এক উপায় দিয়েছেন তারা।

বর্তমানের প্রচলিত সেরা শীতল কৌশলগুলোর মধ্যে একটি হচ্ছে, বিভিন্ন মাইক্রোচ্যানেলের ব্যবহার, যা সরাসরি চিপের মধ্যে নির্মিত ছোট আকারের পানিভরা বিভিন্ন নল। এসব মাইক্রোচ্যানেলের মধ্য দিয়ে পানি প্রবাহিত হওয়ার সঙ্গে সঙ্গে এটি তাপ শোষণ করে ও তা বহন করে নিয়ে যায়।

এ পদ্ধতির অসুবিধা হচ্ছে, এটি কেবল ‘সেন্সিবল হিট’ ব্যবহার করে। যার মানে হচ্ছে, পানির তাপমাত্রা বাষ্পে পরিণত হওয়ার আগের ধাপ পর্যন্ত যতটা তাপ শোষণ করা যায় ততটুকুই এ পদ্ধতিতে সম্ভব।

গবেষকরা বলছেন, চিপের ভেতরে পানি ফোটানো সম্ভব হলে বা বাষ্পীভূত হতে পারলে এই প্রক্রিয়ায় অনেক বেশি শক্তি শোষণ করা সম্ভব। একে ‘সুপ্ত তাপ’ বলে এবং এটি কেবল পানির তাপমাত্রা বাড়ানোর চেয়ে চিপের তাপ অপসারণে প্রায় সাত গুণ বেশি কার্যকর হতে পারে।

এ জটিল অংশটি ফুটন্ত পানি তৈরি করে বিভিন্ন বুদবুদকে চালনা করে, যা এসব চ্যানেলকে ব্লক করতে ও শীতলকরণের সক্ষমতা কমিয়ে আনতে পারে।

এ সমস্যা সমাধানের জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা কৌশিক কাঠামো’সহ একটি থ্রি ডি কুলিং সিস্টেম তৈরি করেছে গবেষণা দলটি। এটি একটি ক্ষুদ্র পথ, যা পানি কীভাবে চলে ও বাষ্পীভূত হয় তা নিয়ন্ত্রণ করতে সহায়তা করে।

এসব চ্যানেলের জন্য বিভিন্ন আকার ও নকশা পরীক্ষা করে দেখেছেন গবেষকরা, যেখানে কুলিং সিস্টেমের জ্যামিতি কতটা ভালভাবে কাজ করে তার ওপর বড় প্রভাব ফেলেছে এটি। চিপ তৈরিতে পানি প্রবাহ ও বুদবুদ গঠন উভয়কেই সাবধানতার সঙ্গে নিয়ন্ত্রণ করে এর সক্ষমতাকে উচ্চ পর্যায়ে নিয়েছেন তারা।

গবেষকরা বলছেন, তাদের নতুন কুলিং সিস্টেমটি ১০৫ পর্যন্ত কোএফিশিয়েন্ট অফ পারফরম্যান্স (কপ) অর্জন করেছে, যা পুরনো কুলিং পদ্ধতির তুলনায় বড় উন্নতি। যার মানে হচ্ছে, একই পরিমাণ শক্তি ব্যবহার করে অনেক বেশি শীতল করে এটি।

এ গবষণার জ্যেষ্ঠ লেখক মাসাহিরো নোমুরা বলেছেন, স্মার্টফোন থেকে শুরু করে সুপার কম্পিউটার পর্যন্ত ভবিষ্যতের উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন বিভিন্ন ডিভাইসের জন্য আরও ভালো শীতলকরণ পদ্ধতি গুরুত্বপূর্ণ। শক্তির ব্যবহার কমাতে ও কার্বন নিরপেক্ষতা অর্জনের প্রচেষ্টাকে সমর্থন করতেও সাহায্য করতে পারে এই প্রযুক্তি।