OTPORNIK.info
Elektronika oko nas
Ads

Termoelektrično hlađenje čipova


chip cooling termoelectricIstraživači su napravili ultratanke hladnjake za mikroprocesore.

Кad bi bili u mogućnosti da uklonimo sve slojeve strujnih kola kompjutera i dodirnemo glavni procesor dok je pokrenut video snimak, osetili bi izuzetnu toplotu koja dostiže 100°C. Takva toplota, prirodni nusproizvod kretanja elektrona kroz tranzistor, može umanjiti performanse pa čak i oštetiti procesor na duže staze. Tradicionalno inženjeri koriste jednostavne bakarne ploče radi odvođenja toplote, kao i ventilatore i sisteme hlađenja bazirane na tečnosti. Ali ovi sistemi su glomazni i mogu trošiti puno energije.

Sada su Intelovi istraživači, RTI International i državni Univerzitet Arizone pokazali da je moguće napraviti efikasan mikrohladnjak koji može markirati vruće tačke na čipovima, štedeći energiju i prostor i efektnije hladiti ceo sistem. Njihov rad takođe demonstrira, po prvi put, da je moguće integrisati termoelektrični materijal u kućište čipa, čineći tehnologiju praktičniju nego ikad do sad.

Osnovna tehnika koja se koristi za hlađenje čipa, termoelektrični hladnjak, nije nova, objašnjava Rama Venketasubramanian, viši istraživački direktor Centra za energetiku čvrstih tela u RTI. On i njegov tim su 2001 godine pokazali da materijal nazvan nanostrukturna supermreža tankog filma poseduje superiorna termalna svojstva u odnosu na druge vrste termoelektričnih materijala: supermreža provodi elektricitet dobro ali zavisi od protoka toplote. Kada se električna struja propusti kroz materijal, njegova temperatura može opasti do oko 55 °C.

”Ljudi pričaju o visokoefikasnim termoelektričnim materijalima za hlađenje vrućih tačaka na čipovima već mnogo godina,” kaže Intelov menadžer Rejvi Prešer (Ravi Prasher). On tvrdi da je to delimično zato što su on i njegove kolege postigle uspeh zato što su koristili materijal koji pokazuje izuzetna termalna svojstva.

Da bi stavili mikrohladnjak u čip pakovanje, inženjeri su integrisali hladnjak na bakarni kvadrat, baš kao što se već koristi u čip pakovanjima radi odvođenja toplote. Obično je ovaj komad bakra u bliskom kontaktu sa čipom, ali istraživači su uspeli umetnuti 0.4mm kvadratni hladnjak između čipa i bakra. Kada se mikrohladnjak uključi, on hladi lokalizovanu regiju na čipu za oko 15 °C. Ovo je značajno, tvrdi Venkatasubramanian, zato što generalno govoreći, za svakih pet stepeni povećanja temperature, smanjuju se pouzdanost i performanse čipa.
Ipak, performanse nisu ni blizu maksimalnog hlađenja koje je teorijski moguće. Kada se hladnjak postavi u pakovanje, postoji puno kontaktnih tačaka gde je hladnjak konektovan na bakarnu ploču i elektroniku.

Bez obzira, Ali Šakuri (Ali Shakouri), profesor električnog inženjerstva na Kalifornijskom Univerziteu je impresioniran dosadašnjim radom. “Ideja da postoji neujednačena distribucija temperature u mikroprocesoru i da se selektivno hlade određene lokacije je odličan posao za smanjenje potrošnje. Ona postoji već neko vreme ali još je niko nije demonstrirao.”

Šakuri navodi da se industrija proizvodnje mikroprocesora kreća prema višejezgarnim čipovima što uvećava problem vrućih tačaka. Ventilatori koji se danas koriste u mnogim računarima ne mogu brzo i efektivno da reaguju.

Istraživači nemaju vremenski rok za komercijalizaciju. Iako se ternutno ovi hladnjaci mogu ugraditi u tradicionalna čip pakovanja, cena bi bila previsoka.

chip cooling termoelectric

Termoelektrični hladnjak (centralni zlatni kvadrat) je spojen na bakarnu ploču koja se koristi za odvođenje toplote sa vrućih tačaka na čipu

Komentari su onemogućeni.