Chipsy chłodzące z bryzą jonów

Elektrody, które wysyłają strumień zjonizowanego powietrza po powierzchni chipa krzemowego, mogą znacznie zwiększyć wydajność wentylatorów chłodzących w komputerach i laptopach. Naukowcy z Purdue University i Intela odkryli, że urządzenie, które generuje jonową bryzę, utrzymuje układy komputerowe w temperaturze o 25ºC chłodniejsze niż same wentylatory. Dzięki umożliwieniu korzystania z mniejszych wentylatorów urządzenie może prowadzić do bardziej kompaktowych laptopów.



Chłodny wiatr: Obrazy w podczerwieni powierzchni mikroczipa pokazują jedną z dwóch elektrod, które wytwarzają chłodzący powiew zjonizowanego powietrza w nowym urządzeniu opracowanym na Purdue University. Na górnym obrazku (czerwony) wentylatory utrzymują temperaturę powierzchni chipa na poziomie 60 ºC. Na dolnym zdjęciu (niebieski) aktywacja elektrod obniża temperaturę do 35 ºC.

czy można sklonować ludzi?

Ponieważ mikroczipy są przepełnione coraz większą liczbą komponentów, dzisiejsze metody chłodzenia nie będą już wystarczające. Obecnie ciepło jest odprowadzane z chipów przez metalowe radiatory – panele przymocowane do szeregu żeber lub zębów, które maksymalizują powierzchnię rozpraszania ciepła. Wentylatory w komputerze schładzają radiatory i wydmuchują gorące powietrze. Ale chłodzenie powietrzem zostało rozciągnięte do granic możliwości usuwania ciepła, mówi Suresh Garimella , profesor inżynierii mechanicznej w Purdue. Poza tym wentylatory mogą być nieporęczne i hałaśliwe.

Nowe urządzenie jest niewielkie i można je zintegrować bezpośrednio z chipem komputerowym. Umieszczając go w określonych gorących punktach chipa, inżynierowie mogli zwiększyć wydajność wentylatora chłodzącego w tych obszarach. Może to prowadzić do mniejszych wentylatorów, które będą działać tak samo dobrze jak obecne wentylatory, mówi Garimella, a tym samym do cieńszych, mniejszych laptopów. Ostatecznym celem jest opracowanie technologii chłodzenia dla małych notebooków i komputerów przenośnych, mówi Rajiv Mongia, inżynier ds. badań Intela, który pracował z badaczami Purdue nad nowym urządzeniem.

Garimella i jego koledzy zbudowali swój eksperymentalny system chłodzenia na pozorowanym chipie komputerowym. System składa się z dwóch elektrod – drutu ze stali nierdzewnej, który działa jak anoda naładowana dodatnio, oraz taśmy miedzianej służącej jako katoda – które są oddzielone od siebie o kilka milimetrów.

Przyłożenie napięcia do elektrod powoduje, że elektrony w powietrzu zderzają się z cząsteczkami tlenu i azotu, pozbawiając je elektronów i tworząc dodatnio naładowane jony. Jony poruszają się w kierunku ujemnie naładowanej katody, ciągnąc za sobą otaczające cząsteczki powietrza i tworząc powiew. Naukowcy odkryli, że podczas gdy wentylator dmuchający nad radiatorem chłodził powierzchnię chipa do około 60 ºC, dodanie bryzy jonowej schładzało ją do 35 ºC.

Garimella mówi, że ponieważ urządzenie wykorzystuje paski metalu jako elektrody, w przeciwieństwie do ostrzejszych końcówek, bryza jonowa omiata większą część chipa – chociaż nie wytwarza wystarczającego ciśnienia powietrza, aby schłodzić chip bez pomocy wentylatora.

Bryza jonów napotyka silną konkurencję ze strony innych eksperymentalnych technik chłodzenia chipów. Producenci komputerów niedawno zaczęli badać chłodzenie cieczą, w którym pompa przepycha wodę lub inną ciecz przez rury. (Komputery Apple Mac Pro używają tego systemu). Jednak większość systemów chłodzenia cieczą jest skomplikowana i zwiększa koszty produkcji; urządzenie Purdue może stanowić tańszą alternatywę. Nasz wynalazek pozwala nam zwiększyć wydajność chłodzenia powietrzem bez konieczności przechodzenia na bardziej agresywne i drogie metody, takie jak chłodzenie cieczą, mówi Garimella. Jednocześnie nie dodajemy żadnej dodatkowej objętości.

Jednak podejście do chłodzenia cieczą o mniejszej objętości może pojawić się w związku z: Cooligy , z siedzibą w Mountain View w Kalifornii. Firma opracowuje technologię chłodzenia opartą na mikrokanałach na licencji Uniwersytetu Stanforda. Technologia jest mniejszą, on-chipową wersją metody pompowo-rurowej cyrkulacji cieczy. W urządzeniu Cooligy płyn chłodzący krąży w maleńkich kanałach wyrzeźbionych w warstwie krzemu umieszczonej na chipie komputera.

Girish Upadhya, dyrektor ds. inżynierii aplikacji w Cooligy, ostrożnie chwali chłodzenie za pomocą bryzy jonowej, które nazywa unikalnym podejściem, które może mieć określone zastosowania w chłodzeniu punktowym. Podejrzewa jednak, że urządzenie Purdue może okazać się trudne do włączenia do chipów komputerowych. Najtrudniejsze jest wymyślenie konkretnego produktu przy użyciu takiego podejścia, mówi Upadhya.

Intel, który współpracował z badaczami Purdue, nie otwiera swoich możliwości. Firma pracowała również nad podobnym podejściem do pompy jonowej z naukowcami z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w Seattle. (Patrz Malutka pompa chłodzi wióry .)

Trump chce siły kosmicznej

Garimella jest jednak przekonany, że urządzenie Purdue przyniesie praktyczne zastosowania. Najpierw jednak naukowcy będą musieli go zmniejszyć i wzmocnić. Urządzenie jest w skali milimetrowej, a my pracujemy nad zmniejszeniem go do skali dziesiątek mikrometrów – mówi Garimella. Mówi, że mniejsze urządzenie może osiągnąć ten sam efekt chłodzenia przy niższych napięciach. A to, dodaje, uczyniłoby tę technologię opłacalną komercyjnie.

ukryć

Rzeczywiste Technologie.

Kategoria

Bez Kategorii

Technologia

Biotechnologia

Polityka Techniczna

Zmiana Klimatu

Ludzie I Technologia

Dolina Krzemowa

Przetwarzanie Danych

Magazyn Mit News

Sztuczna Inteligencja

Przestrzeń

Inteligentne Miasta

Blockchain

Historia Funkcji

Profil Absolwenta

Połączenie Absolwentów

Funkcja Wiadomości Mit

1865

Mój Widok

77 Msza Św

Poznaj Autora

Profile W Hojności

Widziany Na Kampusie

Listy Absolwentów

Aktualności

Wybory 2020

Z Indeksem

Pod Kopułą

Magazyn Informacyjny Mit

Wąż Pożarowy

Nieskończone Historie

Projekt Technologii Pandemicznej

Od Prezydenta

Przykrywka

Galeria Zdjęć

Zalecane