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


Určitě si přečtěte

Kde se bere elektřina v zásuvce? Poznejte 10 tajemství venkovních stožárů s dráty

Kde se bere elektřina v zásuvce? Poznejte 10 tajemství venkovních stožárů s dráty

Elektřina se vyrábí v elektrárnách, ale do zásuvek v našich domovech to pak má ještě hodně daleko. Dnes se na tuhle dlouhou cestu podíváme.

David Polesný | 82

Čtyřicet procent je moc. Spalovací motory nedokážou splnit požadavek EU na snížení emisí

Čtyřicet procent je moc. Spalovací motory nedokážou splnit požadavek EU na snížení emisí

** EP nařídil automobilkám snížit o 40 % emise CO2 ** EU chce zvýšit podíl elektromobilů ** Výrobci hrozí ztrátou pracovních míst

Karel Kilián | 254

Tohle tak jednou zažít: Nová vzducholoď Airlander 10 s prosklenou podlahou

Tohle tak jednou zažít: Nová vzducholoď Airlander 10 s prosklenou podlahou

** Airlander 10 nabídne plavby vzduchem v interiéru s prosklenou podlahou ** Luxusní vzducholoď byla původně vyvíjena pro vojenské účely ** Počítá se s třídenními „kochacími“ výlety za poznáním

Karel Kilián | 7

Musk pošle lidi na oblet Měsíce. Japonský podnikatel Maezawa vezme na cestu až osm umělců

Musk pošle lidi na oblet Měsíce. Japonský podnikatel Maezawa vezme na cestu až osm umělců

** SpaceX chce nejdříve v roce 2023 vyslat lidi na oblet Měsíce ** Hlavním pasažérem bude japonský podnikatel Jusaku Maezawa, který vezme na cestu až 8 umělců ** Pětidenní cesta proběhne v chystané lodi BFS

Petr Kubala | 14

Google Cloud Next: Blíží se bitva o to, kdo ovládne cloud, tedy internet zítřka

Google Cloud Next: Blíží se bitva o to, kdo ovládne cloud, tedy internet zítřka

** Google v týdnu ukázal nové telefony Pixel ** V Londýně se ale také konal Google Cloud Next ** Konference o tom, jak bude vypadat internet v cloudu zítra

Jakub Čížek | 31


Aktuální číslo časopisu Computer

Jak vytvořit a spravovat vlastní web

Velký test herních klávesnic a DVB-T2 tunerů

Vše o formátu RAW

Vybíráme nejlepší základní desku