Čipy chlazené kapalnými kovy

31.7.2005

Moorův zákon, podle kterého výkon mikroprocesorů o dané ceně narůstá v čase exponenciálně, se zdá platit již několik desítek let (Gordon Moore byl spoluzakladatelem společnosti Intel). Nyní se však zdá, že již naráží na fyzikální limity dané cenou, kterou za výkon platíme – produkcí tepla : výkonnější mikroprocesory jsou složitější a potřebují ke svému provozu více energie, která se v konečném součtu mění na teplo. A zahřívání nad kritickou teplotu negativně ovlivňuje spolehlivost mikroprocesorů. Ohřívání, resp. chlazení mikroprocesorů tak představuje čím dál tím větší problém. Tento problém je tak závažný, že v minulém roce společnost Intel dokonce předčasně ukončila ambiciózní projekt vývoje vysokorychlostní centrální jednotky, protože nedokázala najít cestu, jak zajistit chlazení jejích vysokovýkonných čipů.

Překvapivá inspirace pro řešení tohoto problému nyní přichází z oblasti zdánlivě velmi vzdálené – z jaderné energetiky. Tam se totiž (u některých typů jaderných reaktorů) používá chlazení kovy, které jsou za normální teploty kapalné (např. „slitina“ galia a india taje již při 7° C !). Tepelná vodivost kovů je mnohem větší než u vody (65x) či vzduchu (1600x), jejich použití pro chlazení je tedy mnohanásobně účinnější. Chlazení kovy je známo již desítky let, teprve současný pokrok v nanotechnologiích však umožňuje uvažovat o jeho využití i u miniaturních zařízení. Mechanismu chlazení čipů tekutými kovy bude analogický běžnému vodnímu chlazení, které všichni známe (byť v miniaturním měřítku) : soustavou trubiček bude chladicí kapalina cirkulovat mezi zahřívanou oblastí, kde bude odnímat jí teplo, a výměníkem („chladičem“), kde se bude sama ochlazovat předáváním tepla do okolí. Ovšem s jednou důležitou výjimkou : tím, že chladicí kapalina je kov, je možno pro její pohon vyžít elektromagnetických sil. V celém chladícím systému tak nebude jediná mechanicky pohyblivá součást, což výrazně zvýší jeho spolehlivost (a také bude velmi tichý). Vývoj této nové technologie probíhá ve Spojených státech velmi intenzívně jak na úrovni akademických pracovišť (např. v Cooling Technologies Research Center na Purdue University v Indianě), tak i v technologických firmách (např. NanoCoolers v Austinu v Texasu). I když někteří oboroví experti upozorňují, že před jejím zavedením do každodenního využití bude nutno překonat ještě řadu problémů, jedná se patrně o velmi slibný směr, který může život Moorova zákona dále prodloužit.

Odeslat komentář k článku "Čipy chlazené kapalnými kovy "



Opište text z obrázku:

Odeslat článek "Čipy chlazené kapalnými kovy " e-mailem

Diskuse/Aktualizace