Новая система охлаждения компьютеров с помощью микроканалов в чипах может пригодиться и для автомобилей, и для солнечных батарей
Швейцарская команда ученых создала крошечные, заполненные жидкостью каналы в микрочипах, чтобы отводить тепло и экономить энергию.
В1965 году Гордон Мур, один из основателей Intel, предсказал, что вычислительная техника будет расти в мощности и снижаться в цене экспоненциально. В течение десятилетий то, что позже стало известно как закон Мура, оказалось верным, поскольку мощность обработки микрочипов примерно удвоилась, а затраты падали каждые два года. Но по мере экспоненциального увеличения мощности росло и тепло, выделяемое при укладке миллиардов транзисторов на микросхему размером с ногтя.
В чем проблема?
Поскольку электричество встречает сопротивление, проходя через эти процессоры, оно создает тепло. Большее количество процессоров означает более высокие температуры, угрожая дальнейшему росту мощности компьютера, потому что по мере того, как они нагреваются, чипы снижают эффективность и в конечном итоге выходят из строя. Есть еще и экологические издержки. Эти чипы и охлаждение, которое они требуют, поглощают энергию с "ненасытным голодом". Центры обработки данных потребляют примерно один процент электроэнергии в мире.
Швейцарцы разберутся!
Теперь швейцарские исследователи опубликовали исследование в журнале Nature, в котором говорится, что у них есть одно решение проблемы охлаждения.
Предыдущие попытки охлаждения микрочипов опирались на металлические раковины, часто в сочетании с вентиляторами, которые поглощают тепло и действуют как выхлопная система. Некоторые системы полагаются на жидкость, протекающую через серверы, чтобы отводить тепло. Но эти системы разрабатываются и изготавливаются отдельно, а затем объединяются с чипами.
Элисон Матиоли, профессор Института электротехники в Федеральной политехнической школе Лозанны (EPFL), и его команда вместе проектировали и изготавливали чипы и системы жидкостного охлаждения. В новой конструкции охлаждающие элементы интегрированы повсюду, создавая микроканалы для жидкости внутри полупроводников, которые отводят тепло, экономят энергию и смягчают экологические проблемы, создаваемые центрами обработки данных.
Что это даст?
Их работа также может иметь важное применение в электрифицированном будущем, помогая устранить проблему тепла и уменьшить размер преобразователей мощности на автомобилях, солнечных панелях и другой электронике. "Предлагаемая технология должна позволить дальнейшую миниатюризацию электроники, потенциально расширяя закон Мура и значительно снижая потребление энергии при ее охлаждении", - пишут ученые.
Технология охлаждения потенциально может стать ключевой частью преобразователей мощности, начиная от небольших устройств и заканчивая электромобилями. Преобразователь, созданный командой Матиоли, выдавал более чем в три раза больше мощности обычного зарядного устройства для ноутбука, но был размером с USB-накопитель.