Нанопленки будут охлаждать процессоры будущего

С усложнением центральных процессоров в компьютерах будущего проблема охлаждения чипов будет становиться все более сложной, так как плотность электронной начинки будет увеличиваться, а расстояние между элементами уменьшаться. Ранее с этой проблемой уже успела столкнуться AMD, однако в будущем эта проблема станет актуальной и для Intel, уверены независимые эксперты.

Во время постоянной работы сервера центральные процессоры в штатном режиме работают при температуре 50-65 градусов, однако в ряде случаев температура может подскакивать и до 90 градусов, превращая процессор в настоящую раскаленную сковороду. Особенно проблема перегрева известна геймерам и компьютерным энтузиастам, разгоняющим процессоры выше штатной частоты с целью выжать из ЦПУ максимум возможностей. Иногда для охлаждения таких систем используют экстремальные системы охлаждения на базе жидкого азота.

Однако проблема смешивания раскаленного процессора, сжиженного азота и сравнительно прохладной материнской платы зачастую оказываются настоящим испытанием для последней, причем далеко не всегда плата выходит победителем из него.

Теперь разработчики из Intel, RTI International и Государственного Университета штата Аризона предложили более элегантное решение для охлаждения "камня". Они разработали микро-холодильники, которые можно без проблем установить на горячих элементах с хирургической точностью.

Разработанные устройства охлаждения действительно невелики, при помощи них можно охлаждать устройства диаметром до 10 микрон, при этом они используют минимум электричества в сравнении с современными воздушными, водяными или азотными системами.

Принцип работы охлаждающих устройств разработчики взяли со всем привычных холодильников, использующих механические тепловые насосы для сжатия и распространения жидкого хладогена, поглощающего тепло внутри холодильника. Микро-холодильники имеют тот же принцип, но реализованы иначе. Они представляют собой сверхтонкие пленки из термоэлектрического состава на основе теллурида висмута или теллурида сурьмы.

"Термоэлектрические материалы конвертируют тепло в электричество. Иными словами, в качестве тепловых насосов выступает тепло процессора", - поясняют создатели системы.

На сегодня готовы экспериментальные системы охлаждения. Во время первых опытов результаты превзошли все ожидания исследователей - работающий процессор был охлажден на 15 градусов по Цельсию. В ближайшее время разработчики хотят использовать для изготовления теплоотводных пленок соединения, которые обладают еще более более высокой термопроводимостью с одной стороны и более плотным прилеганием к чипам с другой. Обеспечить контакты разработчики намерены при помощи углеродных нанотрубок. Сейчас на практике таких систем пока нет, однако результаты компьютерного моделирования показывают, что будущие пленки смогут забирать до 40 градусов с работающего процессора.

"Такое резкое снижение температуры позволит использовать чип на более высоком напряжении и с более высоким коэффициентом умножения. Также эта система позволяет производить процессоры с более высокой плотностью начинки", - говорят в Intel.

Второе важное преимущество микро-охлаждающих систем заключается в их экономичности. Каждый такой кулер может охлаждать как полную систему, так и ее горячие точки - непосредственно ядро процессора, чипы памяти, некоторые компоненты материнской памяти и в этом случае система будет потреблять всего 2-3 ватта, и то она будет включаться только по команде, которую будет давать датчик температуры.

"Это похоже на бегуна, который прикладывает лед к шее. Из-за больших объемов крови, поставляемых сердцем в шейные и головные отделы, они во время бега сильно разогреваются и потеют больше других, приложив лед, их можно остудить и бежать дальше будет легче", - говорят разработчики.