Будущее – за жидкостным охлаждением процессоров?
К примеру, Али Шакури (Ali Shakouri) из Калифорнийского университета (г. Санта-Круз) работает над созданием микрохолодильников размером с пылинку, в которых охлаждение осуществляется не с помощью фреона, как в классических холодильниках, а посредством электронов, уносящих термическую энергию с горячих областей на поверхности чипа и рассеивающих ее в окружающем пространстве. Его группе удалось таким способом охладить поверхность микросхемы на 5 градусов Цельсия. Однако, чтобы такие компании, как Intel и Motorola, заинтересовались методикой г-н Шакури, этот показатель должен быть, по крайней мере, удвоен. "Чтобы повлиять на конструкторские решения, производителям микросхем требуется охлаждение не менее чем на 10-20 градусов, - признался он. - В настоящее время мы с помощью моделирования пытаемся понять, насколько далеко можно продвинуться. Теоретические расчеты показывают, что с имеющимися в нашем распоряжении материалами мы можем достичь охлаждения на 20-30 градусов".
Орест Симко (Orest Symko) из университета Юты разработал устройство, с помощью которого, по его словам, можно охладить микросхему на 10-20 градусов. Вместо электронов в его устройстве используется ультразвук. "Термоакустические насосы" (Thermoacoustic engines) исследуются учеными с XIX века, однако г-ну Симко удалось развить известную методику, сделав возможным ее использование в микроэлектронных устройствах.
Тепло передается к пластинам, расположенным внутри сделанных из органического материала труб, напоминающих органные. Группа г-на Симко сделала два прототипа подобных устройств - размером 4 и 1,5 сантиметра, которые в настоящее время проходят испытания. Более крупное из устройств при работе издает звук, который способно различить человеческое ухо. Меньший прибор работает на ультразвуковой частоте 21 кГц.
Г-ну Симко и его коллегам удалось также разработать метод, позволяющий конвертировать часть звуковой энергии обратно в электрическую. "На конференции мы планируем заявить, что правильность нашей концепции подтверждена практикой, - сказал г-н Симко. - В ближайшие полгода мы собираемся выйти на уровень, который позволит нам обратиться к потенциальным заказчикам и сказать: у нас есть то, что вам нужно".
Однако Кен Гудсон (Ken Goodson) из Стэнфорда продолжает скептически относиться к целесообразности охлаждения микрочипов с помощью термоакустических, термоэлектрических и пьезоэлектрических систем. Все эти системы объединяет то, что в их основе лежит идея передачи энергии по воздуху или электронам.
Диффузные газы могут рассеять часть энергии, однако сомнительно, чтобы они смогли отвести 200 ватт с одного квадратного сантиметра. Здесь, по словам г-н Гудсона, ничто не может сравниться в эффективности с жидкостным охлаждением. Единственная причина, по которой процессоры еще не охлаждаются на манер автомобильных - это технические сложности, связанные с необходимостью прокачки охлаждающей жидкости сквозь муфты размером с человеческий волос.
Предварительное тестирование системы водяного охлаждения компьютерного чипа, проведенное 20 лет назад, по словам г-на Гудсона, показало, что система позволяет отвести киловатт с одного квадратного сантиметра. Единственная причина, по которой это решение не использовалось в промышленности до сих пор, - отсутствие такой потребности.
Однако теперь, с развитием технологии микромашинных насосов, будущее - за жидкостным охлаждением, заявляют ученые.
Поделиться