211service.com
Dzesēšanas mikroshēmas ar jonu vēsmas palīdzību
Elektrodi, kas sūta jonizēta gaisa plūsmu virs silīcija mikroshēmas virsmas, varētu padarīt datoru un klēpjdatoru dzesēšanas ventilatorus daudz efektīvākus. Pētnieki no Purdjū universitātes un Intel atklāja, ka ierīce, kas rada jonu vēsmu, saglabā datora mikroshēmas par 25 ºC vēsākas nekā tikai ventilatori. Iespējojot mazāku ventilatoru izmantošanu, ierīce var radīt kompaktākus klēpjdatorus.
Vēss vējš: Mikroshēmas virsmas infrasarkanie attēli parāda vienu no diviem elektrodiem, kas ģenerē jonizēta gaisa dzesēšanas vēsu jaunā ierīcē, kas izstrādāta Purdjū universitātē. Augšējā attēlā (sarkanā krāsā) ventilatori uztur mikroshēmas virsmas temperatūru 60 ºC. Apakšējā attēlā (zilā krāsā) elektrodu aktivizēšana samazina temperatūru līdz 35 ºC.
Tā kā mikroshēmas kļūst pārpildītas ar arvien vairāk komponentu, mūsdienu dzesēšanas metodes vairs nebūs piemērotas. Pašlaik siltumu no skaidām noņem metāla siltuma izlietnes — paneļi, kas piestiprināti pie spuru vai dakšu blokiem, kas maksimāli palielina siltumu izkliedējošās virsmas laukumu. Datora ventilatori atdzesē siltuma izlietnes un izpūš karsto gaisu. Taču gaisa dzesēšana ir izstiepta līdz siltuma noņemšanas jaudas robežai, saka Suresh Garimella , Purdue mašīnbūves profesors. Un turklāt ventilatori var būt apjomīgi un trokšņaini.
Jaunā ierīce ir neliela, un to var integrēt tieši datora mikroshēmā. Novietojot to noteiktos mikroshēmas karstajos punktos, inženieri varētu uzlabot dzesēšanas ventilatora efektivitāti šajās vietās. Tas var novest pie mazākiem ventilatoriem, kas darbojas tikpat labi kā pašreizējie ventilatori, saka Garimella, un tādējādi tie var kļūt plānāki, mazāki klēpjdatori. Galīgais mērķis ir izstrādāt dzesēšanas tehnoloģijas maziem piezīmjdatoriem un rokas datoriem, saka Rajiv Mongia, Intel pētniecības inženieris, kurš kopā ar Purdue pētniekiem strādāja pie jaunās ierīces.
Garimella un viņa kolēģi uzbūvēja savu eksperimentālo dzesēšanas sistēmu uz viltus datora mikroshēmas. Sistēma sastāv no diviem elektrodiem — nerūsējošā tērauda stieples, kas darbojas kā pozitīvi lādēts anods, un vara lentes, kas kalpo kā katods —, kas ir atdalīti par dažiem milimetriem.
Pieliekot spriegumu pāri elektrodiem, gaisā esošie elektroni saduras ar skābekļa un slāpekļa molekulām, atdalot tos no elektroniem un radot pozitīvi lādētus jonus. Joni virzās uz negatīvi lādētu katodu, velkot apkārtējās gaisa molekulas un radot vēsu. Pētnieki atklāja, ka ventilators, kas pūš virs siltuma izlietnes, atdzesēja mikroshēmas virsmu līdz aptuveni 60 ºC, bet jonu vēsmas pievienošana to atdzesēja līdz 35 ºC.
Garimella saka, ka, tā kā ierīce izmanto metāla sloksnes kā elektrodus, pretstatā asākiem galiem, jonu brīze noslauka lielāku mikroshēmas daļu, lai gan tas nerada pietiekamu gaisa spiedienu, lai atdzesētu mikroshēmu bez ventilatora palīdzības.
Jonu brīze saskaras ar spēcīgu konkurenci ar citām eksperimentālām mikroshēmu dzesēšanas metodēm. Datoru ražotāji nesen ir sākuši pētīt šķidruma dzesēšanu, kurā sūknis caur caurulēm izspiež ūdeni vai citu šķidrumu. (Šo sistēmu izmanto Apple Mac Pro datori.) Taču lielākā daļa šķidruma dzesēšanas sistēmu ir sarežģītas un palielina ražošanas izmaksas; Purdue ierīce varētu nodrošināt lētāku alternatīvu. Mūsu izgudrojums ļauj mums paplašināt gaisa dzesēšanas veiktspēju, nepārslēdzoties uz agresīvākām un dārgākām metodēm, piemēram, šķidruma dzesēšanu, saka Garimella. Tajā pašā laikā mēs nepievienojam papildu apjomu.
Tomēr, iespējams, tiks ieviesta mazāka apjoma pieeja šķidruma dzesēšanai Cooligy , atrodas Mauntinvjū, Kalifornijā. Uzņēmums izstrādā uz mikrokanālu balstītu dzesēšanas tehnoloģiju, kas licencēta Stenfordas universitātē. Tehnoloģija ir mazāka, mikroshēmas versija šķidrumu cirkulācijas sūkņa un caurules metodei. Cooligy ierīcē dzesēšanas šķidrums cirkulē pa maziem kanāliem, kas izgrebti silīcija slānī, kas atrodas datora mikroshēmas augšpusē.
Girish Upadhya, Cooligy lietojumprogrammu inženierijas direktors, piesardzīgi slavē jonu brīzes dzesēšanu, ko viņš sauc par unikālu pieeju, kurai var būt specifiski pielietojumi vietas dzesēšanā. Taču viņam ir aizdomas, ka Purdue ierīci varētu izrādīties grūti iekļaut datoru mikroshēmās. Grūtākā daļa ir nākt klajā ar konkrētu produktu, izmantojot šādu pieeju, saka Upadhya.
Intel, kas sadarbojās ar Purdue pētniekiem, saglabā savas iespējas. Uzņēmums ir arī strādājis pie līdzīgas jonu sūkņa pieejas ar pētniekiem Vašingtonas universitātē Sietlā. (Skatiet sadaļu Tiny Pump Cools Chips.)
Bet Garimella ir pārliecināta, ka Purdue ierīce sniegs praktisku pielietojumu. Tomēr vispirms pētniekiem tas būs jāpadara mazāks un izturīgāks. Ierīce ir milimetru skalā, un mēs strādājam pie tā, lai to samazinātu līdz desmitiem mikrometru, saka Garimella. Viņš saka, ka mazāka ierīce var sasniegt tādu pašu dzesēšanas efektu ar zemāku spriegumu. Un tas, viņš piebilst, padarītu tehnoloģiju komerciāli dzīvotspējīgu.