Metalu aušinamas kompiuteris

Daugeliu atžvilgių Moore'o dėsnis – garsioji lustų gamintojo „Intel“ įkūrėjo Gordono Moore'o prognozė, kad mikroprocesorių sudėtingumas eksponentiškai augs nepadidėjus kainai – galioja keturis dešimtmečius. Tačiau šis sudėtingumas atsirado dėl paslėptų išlaidų: šilumos.





Vis daugiau komponentų ir grandinių supakavimas į lustą reikalauja daugiau elektros energijos. Ir didžioji dalis tos galios virsta šiluma, todėl naujausi lustai gali greitai viršyti 100 laipsnių Celsijaus, jei nėra tinkamai aušinami.

Problema tampa tokia rimta, kad praėjusiais metais „Intel“ atšaukė didelės spartos procesoriaus projektą iš dalies dėl to, kad nerado praktiško būdo atvėsinti energiją vartojančius lustus (žr. pridedamą nešiojamąjį kompiuterį). Perkaitę lustai neveikia patikimai, todėl gali sugesti kompiuteris, sugadinti failai, atsirasti grafinių trikdžių ir net negrįžtamai sugadinti.

Yra didelė kompaktiškų, ekonomiškų vėsinimo sprendimų paklausa, sako Sureshas V. Garimella, Purdue universiteto Indianoje aušinimo technologijų tyrimų centro direktorius. Anot jo, tradiciškai asmeniniams kompiuteriams vėsinti naudojami ventiliatoriai pasiekia savo ribas.



Vienas iš galimų šios augančios problemos sprendimų dažniausiai siejamas su branduoliniais reaktoriais: skysto metalo aušinimas. Ši technologija, vadovaujama NanoCoolers, startuolio Austine, Teksaso valstijoje, naudoja neįprastą metalų junginį, kuris kambario temperatūroje išlieka skystas. Šiuo metu jų galio ir indžio mišinys (ir žiupsnelis alavo) laisvai teka esant aukštesnei nei 7 laipsnių C temperatūrai. O naujoji formulė gali siekti iki minus 10 laipsnių C, teigia produkto vadovas Mickas Wilcoxas.

Ši technologija yra vienas iš daugelio naujų ir perspektyvių aušinimo sprendimų, kurie pastaruoju metu siūlomi ir vykdomi, sako Garimella.

Skystas metalas teka kilpa aplink kompiuterį arba vaizdo plokštę. Pirma, jis paima šilumą nuo įkaitintos lusto viršaus. Tada skystis vamzdžiais pumpuojamas į radiatorių (dažniausiai ant jo pučiamas ventiliatorius), kur šiluma išleidžiama į orą. Galiausiai atvėsęs skystis cirkuliuoja atgal į lustą.



Siurblys, perkeliantis skystą metalą sistemoje, yra vienas iš pagrindinių išradimo pranašumų, palyginti su konkuruojančia technologija, vandens aušinimą. Pasinaudodamas metaliniu aušinimo skysčio pobūdžiu, siurblys elektromagnetiniu būdu stumia skystį. Skirtingai nuo vandens aušinimo, procesas nereikalauja judančių dalių, sunaudoja mažai energijos ir yra tylus. Patentinėje paraiškoje NanoCoolers netgi siūlo maitinti siurblį tik iš kompiuterio pagamintos šilumos. Nors skystas metalo junginys yra netoksiškas, pasak Wilcox, jis ėsdina kai kuriuos metalus, ypač aliuminį.

Pati skystojo metalo patrauklumas yra puikus jo šilumos laidumas. Remiantis „Sapphire Technology“, kuri pritaikė „NanoCoolers“ išradimą kompiuterio vaizdo plokštėms, ji yra 65 kartus laidesnė šilumai nei vanduo ir 1600 kartų geriau nei aušinimas oru.

Trumpai tariant, skystas metalas sugeba greičiau sugerti šilumą ir taip greičiau atvėsina drožles. Dėl šios savybės jis buvo naudojamas kaip galutinis aušinimo skystis kai kuriuose branduoliniuose reaktoriuose, kurie aušinami skystu natriu arba kaliu, taip pat gaminant aukštos kokybės mašinų komponentus, tokius kaip dujų turbinų mentės, kur komponentai greitai aušinami. iki 660 C su išlydytu aliuminiu, kad nesusidarytų defektai.



[Skysti metalai] tikrai galėtų užtikrinti didesnį aušinimo pajėgumą, sako Garimella. Tačiau kalbant apie jų praktinį pritaikymą, jis yra atsargesnis: [tai] labai priklauso nuo to, kaip jie įgyvendinami, ir nuo kontroliuojamos šiluminės varžos pakuotėje.

Iš tikrųjų lieka klausimas, ar sunkumai įgyvendinant šią naują technologiją netrukdys tapti praktiniu asmeninio kompiuterio aušinimo sprendimu. Vienas konkurentas mano, kad „Sapphire Technology“ skystųjų metalų technologijos naudojimas labiau susijęs su rinkodara. Dėl padidėjusios aušintuvo kainos, dydžio ir svorio nemanome, kad ši technologija yra paruošta rinkai, sako Lesteris Lau, konkuruojančio vaizdo plokščių gamintojo, Taivano „Abit Computer“ atstovas. Rinkodaros vertė yra intriguojanti, tačiau atrodo, kad minusai šiuo metu nusveria pranašumus.

Skeptiškai nusiteikęs ir pramonės ekspertas. Tai didelis šuolis, pristatantis tiek daug naujų komponentų, kurie nėra patvirtinti, sako Monemas Alyaseris, Santa Klaroje įsikūrusios inžinierių konsultacinės įmonės Applied Thermal Technologies, padėjusios kuriant Microsoft Xbox 360 ir Apple Powerbook Titanium šiluminį projektavimą, direktorius. Alyaser mano, kad aušinimas vandeniu būtų geresnis kitas žingsnis asmeninių kompiuterių pramonei, nes jis yra išbandytas ir patikrintas (jis egzistuoja tol, kol buvo radiatoriai automobiliuose).



„NanoCoolers“ Mickas Wilcoxas tvirtina, kad skystas metalas turi didelių pranašumų, palyginti su aušinimo vandeniu, įskaitant tylesnį ir patikimesnį elektromagnetinį siurblį, taip pat tai, kad jis turi tokį patį arba geresnį aušinimo pajėgumą.

Šiuo metu beveik visi kompiuterių rinkoje esantys gaminiai naudoja oro aušinimą. Priešingai, vandens aušinimas apsiriboja entuziastų rinkiniais. Atlikdamas bandymus su nešiojamuoju kompiuteriu, Wilcox teigia, kad „NanoCooler“ technologija yra maždaug trisdešimt procentų efektyvesnė už šilumos vamzdžio oro aušinimo sistemą ir penkiais procentais už aušinimą vandeniu.

Be abejo, tokie skaičiai yra žymiai mažesni, nei tikėtasi, atsižvelgiant į aukštą skysto metalo šilumos laidumą. Wilcoxo teigimu, problema kyla dėl to, kad šiluma pašalinama iš skysto metalo, kol jis cirkuliuoja atgal į lustą. Galų gale, tai reiškia, kad reikia naudoti radiatorių arba ventiliatorių, kad šiluminė energija būtų išmesta į aplinkinę atmosferą – toks pat metodas naudojamas vandens ir oro aušinimo sistemose.

Tiesą sakant, „NanoCoolers“ sutelkia savo išteklius ir į kitas aušinimo technologijas, ypač į plonasluoksnę, didelio tankio tradicinės termoelektros versiją, skirtą įvairiems plataus vartojimo produktams.

Tuo tarpu grafikos lustų gamintoja „Sapphire“ teigia, kad šią vasarą žurnalų ir internetinių leidinių apžvalgininkams išsiųs metaliniu skysčiu aušinamą „Blizzard“ vaizdo plokštę – tai bus pirmasis viešas metalu aušinamos technologijos demonstravimas asmeniniame kompiuteryje.

Šaltiniai:

paslėpti