Исследователи создали микроскопическую систему охлаждения, которая в шесть раз превосходит текущие аналоги. Особенность этой системы заключается в ультратонкой сети каналов, где происходит кипение воды, поглощающее тепло с процессоров. Это инновационное решение способно устранить проблему перегрева в мощных компьютерах, серверах и компактных устройствах, где традиционные кулеры перестали быть эффективными.
Функционирование системы аналогично миниатюрной установке для полива: жидкость равномерно распределяется по каналам с помощью специализированных «распределителей» — манифольдов. При нагреве чипа вода превращается в пар, значительно повышая эффективность отвода тепла. Инженеры провели сравнение двух видов распределителей — сужающихся и прямых. Было установлено, что сужающиеся распределители на 15% лучше стабилизируют температуру поверхности чипа благодаря более равномерному потоку, хотя общий уровень охлаждения у обоих типов сравним.
Главным достижением данной системы является коэффициент полезного действия, достигший 105, что на порядок выше любых существующих технологий. Такое увеличение эффективности стало возможным благодаря оптимизированной форме микроканалов и введению микроскопических столбиков на их входах, ускоряющих процесс образования паровых пузырьков. Система способна выдерживать тепловые нагрузки до 1063 Вт на один квадратный сантиметр.
Экспериментально доказано, что система минимально потребляет энергию для перекачки жидкости — ключевая характеристика для мобильных устройств и вычислительных центров. Например, в центрах обработки данных подобные системы могут уменьшить энергопотребление на охлаждение до 40%, так как на это сейчас уходит до трети всего электричества.
На текущий момент технология успешно прошла лабораторные испытания на кремниевых чипах, изготовленных методом глубокого травления. Следующим шагом станет адаптация для применения в реальных устройствах: от компактных систем до мощных серверов, поддерживающих искусственный интеллект.
Источник: iXBT
