Budoucnost procesorového chlazení: bublinky

Díky stále se zvyšujícímu výkonu generují dnešní procesory obrovské množství tepla. V nejbližších několika letech má tato produkce vzrůst hned čtyřikrát. Jak ale potom zvládnout nezbytné chlazení? Vědci přišli na jednoduché řešení spočívající v mikrokanálcích s bublinkami vodní páry.

Výzkumníci americké univerzity Purdue přišli s objevem, který by mohl vést k vývoji zcela nového typu procesorového chlazení určeného pro budoucí počítačové procesory. Vzhledem k tomu, že už dnes mají například nejnovější grafické čipy společnosti nVidia problémy s chlazením, se jedná o velmi aktuální téma.

Klepněte pro větší obrázek
Profesor Mudawar testuje svoji aparaturu.

Profesor strojního inženýrství Issam Mudawar představil systém na bázi mikrokanálků s průměrem jen třikrát větším než je průměr lidského vlasu. Do nich je vpuštěna kapalina, která se při průchodu vypařuje a formuje velice malé bublinky. Vědci si dříve mysleli, že tyto bubliny by mohly bránit průchodu kapaliny, ale opak je pravdou. Tyto bublinky jsou natolik malé, že jednoduše proplouvají mikrokánálky a tlačí kapalinu vpřed. Proto tento systém nevyžaduje žádná čerpadla, čímž se jeho konstrukce značně zjednodušuje a zlevňuje. Oběh kapaliny v chladícím systému a tím i odvod přebytečného tepla je tak zajištěn.

Ještě překvapivější je však možná fakt, že čím menší průměr kanálky mají, tím menší se tvoří bublinky a tím lépe dokáží odvádět teplo.

"Zatímco dnes je běžná produkce tepla 75 wattů na čtvereční centimetr, čipy blízké budoucnosti budou generovat až 300 wattů na čtvereční centimetr.", říká Mudawar. "Čím více součástek umístíte do stejného prostoru, tím více budete produkovat tepla.", dodává.

Jeho výzkumný tým vytvořil kapalinový systém chlazení, který využívá uzavřený okruh dvou souběžných vertikálních trubiček obsahujících dielektrickou kapalinu, tj. takovou, která nevede elektrický proud. Ta proudí trubičkami v plátku kovu připevněném na čipu. Když čip pracuje, ohřívá destičku a tím také kapalinu, která se začíná vařit - tak vznikají bublinky páry. Ty jsou lehčí než kapalina a stoupají vzhůru, kde jsou ochlazovány větráčkem a opět kondenzují, mění se v kapalinu. Ochlazená kapalina pak padá do paralelní trubice a vytváří tak soběstačný uzavřený okruh.

"Překvapilo nás, když jsme zjistili, že dielektrikum dokáže vytvářet tak malé bubliny, že proklouznou trubicí opravdu rychle. Nebrzdí průtok, jak by se dalo očekávat." vysvětluje Mudawar.

Výzkumníci zjistili, že tento způsob chlazení je přibližně šestkrát výkonnější než existující systémy pracující s miniaturními čerpadly.

"Tohle je teprve začátek, časem to možná ještě zlepšíme. Když konečně máme fungující systém, můžeme zkoušet různé geometrie, které by se mohly stát velkým přínosem v tomto oboru." dodává Mudawar. Na projektu spolupracuje nejen se svými studenty, ale také s americkým Ministerstvem energetiky, které se stará o financování.

Úspěšné budoucí uplatnění tohoto objevu je předem jasné - hodí se však nejen do oblasti procesorů, ale také vesmírných lodí a mnoha dalších odvětví.

Diskuze (12) Další článek: Finální verze DivX 5.0.4 s EKG k dispozici ke stažení

Témata článku: Budoucnost, Energetika, Proces, Malý tým, Čtvereční centimetr, Purdue, Watt, Strojní inženýrství, Chlazení, Destička, Budoucí uplatnění


Určitě si přečtěte

Co pořídit k počítači: tipy na osvědčené klávesnice, sluchátka a další příslušenství

Co pořídit k počítači: tipy na osvědčené klávesnice, sluchátka a další příslušenství

** Toto jsou tipy Živě.cz na příslušenství k počítači, se kterým neuděláte chybu ** Klávesnice, myši, tiskárny, sluchátka... ** Vybíráme jak příslušenství na běžnou práci, tak na hraní her

David Polesný | 26

Nový iPhone a další novinky Applu: sledujte, na co se zase budou stát fronty

Nový iPhone a další novinky Applu: sledujte, na co se zase budou stát fronty

** Apple dnes představuje nové produkty v čele s novými iPhony ** Nemusí zůstat jen u telefonů, čekají se i další novinky ** Úvodní přednáška začíná v 19:00 našeho času

David Polesný | 57

22 užitečných rozšíření pro Chrome: Naučte prohlížeč nové věci

22 užitečných rozšíření pro Chrome: Naučte prohlížeč nové věci

** Prohlížeč Chrome obsahuje širokou škálu funkcí, neumí ale všechno ** Jeho schopnosti můžete rozšířit pomocí rozšíření ** Vybrali jsme pro vás zajímavé a užitečné doplňky

Karel Kilián | 16

Modelářský zázrak: Maketa raketoplánu Columbia, která létá jako skutečná raketa

Modelářský zázrak: Maketa raketoplánu Columbia, která létá jako skutečná raketa

** Model raketoplánu Columbia od českého konstruktéra umí i létat ** Obdivuhodný model si vzal 1600 hodin práce ** Podívejte se na fotografie ze stavby a prvního letu

Karel Jeřábek | 20

Blíží se HTTP/3: Web bude rychlejší a bude používat úplně jinou technologii

Blíží se HTTP/3: Web bude rychlejší a bude používat úplně jinou technologii

** Příští verze klíčového protokolu HTTP nebude postavená na TCP ** Namísto toho použije „vylepšené UDP“ ** HTTP/3 bude postavené na QUIC

Jakub Čížek | 60



Aktuální číslo časopisu Computer

Jak nastavit a ochránit nový mobil

Velký test bezdrátových klávesnicí a myší

Počítače v roce 2019

Srovnání barevných laserových multifunkcí