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, Watt, Chlazení, Purdue, Destička, Malý tým, Čtvereční centimetr, Proces, Budoucí uplatnění, Strojní inženýrství


Určitě si přečtěte

Vyzkoušeli jsme TP-Link Deco P9: zajistí doma Wi-Fi díky drátům ve zdi

Vyzkoušeli jsme TP-Link Deco P9: zajistí doma Wi-Fi díky drátům ve zdi

** Nová generace Mesh Wi-Fi s propojením přes elektrické rozvody ** Lepší parametry a nižší cena než u předchůdce ** Aplikace zatím podporuje jen základní nastavení bez rozšířených funkcí

Tomáš Holčík | 25

USA rozdávají chudým dotované telefony s Androidem. Jsou z Číny a plné virů

USA rozdávají chudým dotované telefony s Androidem. Jsou z Číny a plné virů

** Chudí Američané mohou dosáhnout na dotovaný mobil ** Jeden takový rozdává třeba tamní Virgin Mobile ** Má to jeden háček. Je prošpikovaný malwarem

Jakub Čížek | 46

Biblická potopa Česka: Jak bychom dopadli, kdyby nás zatopil oceán

Biblická potopa Česka: Jak bychom dopadli, kdyby nás zatopil oceán

** Představte si biblickou potopu ** Nejprve zaniknou Děčín a Břeclav, pak i Brno a Praha ** Hlavním městem se stane Jihlava a zbytky Čechů přežijí na Kvildě

Jakub Čížek | 93



Aktuální číslo časopisu Computer

Velký test autokamer

Test ATX skříní

Jak surfovat pohodlně

Sportovní aplikace

Jak funguje procesor