Vědci z Purdueské univerzity si nechali patentovat nový způsob chlazení, u kterého se počítá s využitím nanotrubek. Ten by mohl pomoci řešit problémy s odvodem tepla z procesorů počítačů.
Nový způsob chlazení byl předveden pouze na ukázkovém zařízení nikoliv v praxi na mikroprocesoru. Mělo by jít o pole nanotrubek. Na některé z nich se přivede záporný pól elektrického napětí. To způsobí, že z nanotrubek začnou vylétávat elektrony. Ty se smísí se vzduchem, a tak se vzduch ionizuje – to znamená, že už není elektricky neutrální. Ionizovaný vzduch má snahu se „uzemnit“ tzn. dojít ke kladnému pólu, odevzdat mu své přebytečné elektrony a stát se elektricky neutrální. Tak dojde k výboji a mikroskopickému blesku. Přivedením kladného a záporného pólu napětí na vhodná místa můžeme proud vzduchu vhodně usměrňovat a vytvořit mikroskopický „přízemní“ vítr přímo na povrchu čipu. „Přízemnost“ tohoto proudu vzduchu je velkou výhodou, neboť vzduch hnaný větrákem se při průchodu chladičem zpomaluje, vznikají víry a proudící vzduch se nemusí dostat do všech zákoutí složitě tvarovaného tělesa chladiče. Zatímco má-li vítr původ přímo na jeho povrchu, je odvod tepla mnohem účinnější.
Zatímco pro vytvoření běžného blesku jsou nutné desítky tisíc voltů, na mikroblesk stačí napětí kolem 100 V. To souvisí zejména se vzdáleností elektrod mezi kterými má blesk proletět. Jelikož oblaka a povrch země jsou velmi vzdálené, je nutné vysoké napětí, ale nanotrubkové elektrody na povrchu čipu budou dostatečně blízko na to, aby si vystačily s přijatelně nízkým napětím.
Takové chlazení ale může mít i nevýhody. V článku, ze kterého jsem čerpal je zmíněno, že statická elektřina generovaná takovým způsobem chlazení může mít neblahy vliv na blízké části počítače a možná i na procesor samotný. Dále mě napadá, že teplo generované samotným výbojem může snížit efektivitu chlazení tím, že bude samo vzduch zahřívat.
Nedávno byl představen jiný způsob chlazení procesorů s pomocí nanotrubek. Firmy Intel a Zyvex spojily své síly, aby vytvořily teplovodivý gel obsahující nanotrubky, pro odvedení „žáru“ z procesoru do chladiče.
Nanotrubky z uhlíku se vyznačují neobvyklou pevností, ohebností, elektrickou vodivostí a především velkou schopností odvádět teplo.
Budou-li výrobci mikroprocesorů chtít zůstat u stávajících technologií výroby, budou se muset chlazením důkladně zabývat. Běžný křemíkový procesor za provozu generuje teplo s intenzitou, která se blíží jadernému reaktoru. (Samozřejmě vztaženo k objemu.) Už dnes se teplo odvádí pomocí velkých chladičů a výkonných větráků. Počítače jsou proto stále hlučnější. Nevím, zda chlazení mikroblesky bude tišší než současné metody. Odhadoval bych že ne, protože asi nikomu hrom způsobený bleskem nepřipadá tichý. A jelikož každý blesk procházející vzduchem má svůj hrom, tak i mikroblesk bude mít svůj mikrohrom. Možná se dočkáme toho, že místo hučení ventilátorů se bude z počítače ozývat slabé hřmění.
Autor píše weblog o vědě a technice Techblog
Hlavní zdroj informací:
At Purdue, cooling chips with mini lightning stormsDiskuze:
Hlučnost nebude problém, ale...
Pavel Hudecek,2004-04-03 10:13:45
Tohle je vpodstatě nanejvýš miniaturizovaný iontový ventilátor. V něm za provozu nikdy nedochází k jiskrovému výboji, ale jen ke koronovému a ten je trvalý, takže vydává pouze slabé šumění. Ale samotný ionizační princip má zázadní problém: Produkuje ozón a ten je jak známo pro člověka škodlivý.
Po pravdě řečeno, když jsem nad tím přemýšlel
Pavel Brož,2004-03-30 16:04:36
tak jsem dospěl k závěru, že takovýto revoluční, byť nepochybně výkonný chladič bych ve svém počítači asi nechtěl. Ve své profesi programátora jsem za ta léta viděl už několik opravdu kvalitně vyhořelých počítačů, a proto se obávám, že bych si na zvuky jiskření linoucí se z té kastle vážně špatně zvykal :-) Přemýšlím, jestli zrovna v tomhleto nebude schován marketingový kámen úrazu této jinak bezesporu průlomové chladící technologie :-)))
Jasně
Martin Šrubař,2004-03-29 18:48:34
Díky za vysvětlení. Věděl jsem, že se vzduch u povrchu nehýbe, ale, jak tak koukám, nevěděl jsem proč a zdůvodňoval jsem si to turbulentním prouděním nad povrchem, pod kterým se vzduch nehýbe. :-)
Tááák, a dám si pauzu - proudění místo prudění :-)
Pavel Brož,2004-03-29 14:40:04
Jó, to je tak, když se rychleji píše než čte :-)))
Ohledně toho přízemního větru kontra klasického vě
Pavel Brož,2004-03-29 14:38:23
U klasického větrání vzduchem není problém v tom, že by se tvořily víry. Problém je obecná vlastnost proudění vazkých tekutin, díky níž se rychlost proudění směrem ke stěnám snižuje, a přímo u stěn samotných je nulová. Také vzduch má svou viskozitu, a i když je nepatrná, stačí na to, aby způsobovala tento efekt (díky němuž mimochodem i v místech, kde proudí vzduch obrovskou rychlostí, můžete nalézat jemňoučký prach usazující se na stěnách - a to právě proto, že těsně u těchto stěn je rychlost prudění vzduchu nepatrná). Efektivnost onoho odvodu tepla přízemním prouděním je ve skutečnosti způsobena právě tím, že zde dochází k jakémusi druhu elektrického průrazu oné jinak nehybné mezní vrstvičky vzduchu, čímž se v ní samozřejmě radikálně mění charakter toho proudění.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
