С холодком: ученые из Швейцарии разработали новую систему охлаждения чипов
Швейцарские ученые разработали новую систему водяного охлаждения чипов. В будущем технология может решить проблему охлаждения дата-центров. Подробности — в материале Selectel.
Ученые Федеральной политехнической школы Лозанны разработали новую систему водяного охлаждения для чипов. Они предложили поместить охлаждающие элементы внутри, а не снаружи.
Руководитель проекта, профессор электротехники Элисон Матиоли рассказал о проблемах с внешними системами охлаждения. В первую очередь, это необходимость перемещения тепла на относительно большое расстояние и комплексная структура теплоотвода.
Достаточно сложно обеспечить эффективную передачу тепла от чипа к теплоотводу. У подобных систем есть предел охлаждения, так что очень мощные чипы с высокой температурой нагрева в ограниченном пространстве корпуса ноутбука или планшета установить не получится.
В Федеральной политехнической школе Лозанны разработали качественно новую систему охлаждения чипов. Это внутреннее охлаждение с использованием микроканалов, заполненных водой.
Размеры микроканалов — 30x115 мкм. Они выполняются из нитрида галлия, который помещается на кремниевую подложку. Методом газового травления микроканалы размещаются по всей площади чипа. Сверху они закрываются медью. Охлаждающая жидкость находится близко к активной зоной чипов.
Для демонстрации эффективности нового метода ученые собрали выпрямитель переменного тока из четырех диодов Шоттки. Каждый элемент способен выдержать напряжение в 1,2 кВ. Обычно для охлаждения подобной конструкции требуется радиатор размером с кулак взрослого человека.
Микроканалы дали возможность уменьшить размер системы «чип + охлаждение» до размеров USB-флешки. Тестовая охлаждающая установка при мощности 0,57 Вт/см2 эффективно работает с тепловым потоком 1 700 Вт/см2, температура выпрямителя в ходе испытаний не поднималась выше 60°C. Показатель потребления воды составил менее 1 мл/с.
Идея не новая, эксперименты с внутренними системами охлаждения проводились еще в 1981 году. Но благодаря развитию технологий сейчас удалось добиться впечатляющего прогресса. Правда, нужно решить проблемы долгосрочной работы системы, а также изучить влияние прямого контакта теплой и горячей воды на медь, кремень и нитрид галлия.
Технология может решить проблему охлаждения дата-центров. По оценке экспертов, 30% потребляемой человечеством энергии и 100 млрд литров воды в год тратится на охлаждение электронного оборудования.
Источник: Nature , 2020. DOI: 10.1038 / s41586-020-2666-1 ( О DOI )
"30% потребляемой человечеством энергии тратится на охлаждение электронного оборудования"
Ну это явная хрень же.
Почему хрень? Вас удивляет что холодильники - главные потребители энергии в частных квартирах, домах? Не удивлюсь если другие 30% потребляемой человечеством энергии тратится на кондиционеры. Да, охлаждающие системы тратят дофига электричества. А на что по вашему тратится большая часть энергии в оборудовании, на преодоление сопротивления в транзисторах? Или все таки на движущиеся механизмы, вентиляторы, гидравлику жидкостных систем? И про долю потребления электронного оборудования тоже нет сомнений. Один лишь майнинг криптовалют вызывал повышенные нагрузки на сети на пике ажиотажа. Были даже статьи про то что электромобили и криптовалюты - главные конкуренты за электроэнергию. Дата центры в банках, BAAS(Amazon aws, Microsoft и многие другие), последние годы многочислесленные дата центры электронной коммерции, хостинги. Электроэнергии они жрут много, это факт. Дешевая электроэнергия в странах, регионах даже называлась одним из условий успешности.