211service.com
Tiny Pump enfría chips
Los investigadores han construido un diminuto dispositivo a base de silicio que puede enfriar una superficie de manera efectiva, proporcionando una forma novedosa y más efectiva de enfriar microchips. El nuevo dispositivo, diseñado y fabricado por ingenieros de Intel, la Universidad de Washington en Seattle y Belmont, MA Tecnologías avanzadas de Kronos , utiliza aire ionizado y un campo eléctrico para enfriar la superficie.
Las imágenes infrarrojas muestran cómo un nuevo dispositivo de microenfriamiento utiliza iones y un campo eléctrico para enfriar una superficie calentada. Arriba: la bomba de iones está apagada. Abajo: la bomba está encendida. (Crédito: Universidad de Washington)
Las computadoras se están calentando con cada nueva generación de chips, ya que cada vez se apilan más transistores que producen calor. De hecho, los expertos dicen que para fines de esta década, la solución de enfriamiento clásica, que usa disipadores de calor de metal para alejar el calor de los chips y un ventilador rotatorio para enfriar los disipadores de calor y expulsar el aire caliente de las computadoras, ya no estará disponible. suficientemente bueno.
La tecnología de los ventiladores, en particular, es difícil de mejorar. No se puede hacer mucho más para optimizar [fans], dice Alex Mamishev , profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Washington, quien dirigió el desarrollo de la nueva tecnología. La bomba de iones de enfriamiento de chips que proponen Mamishev y sus colegas es mucho más pequeña que los disipadores de calor y los ventiladores y, dado que está hecha de silicio, podría eventualmente integrarse en el proceso de fabricación de chips, haciéndola potencialmente más económica. Además, si se agrega a un disipador de calor, la bomba de iones podría enfriar los chips a temperaturas más bajas que las que son posibles actualmente con los ventiladores estándar.
Los investigadores enfriaron un punto en una superficie, que comprendía un par de milímetros cuadrados de área, por 25 grados Celsius. El voltaje que se pasa a través de la punta del electrodo, que se encuentra un par de milímetros por encima del electrodo colector, se puede modificar para enfriar el chip a diferentes temperaturas o para ajustar el área que se enfría, dice Mamishev.
La bomba tiene dos partes básicas. La punta de un electrodo emite un alto voltaje que quita los electrones de las moléculas de oxígeno y nitrógeno en el aire, ionizándolos. Estos iones cargados positivamente luego fluyen desde la punta a un electrodo colector cargado negativamente. A medida que los iones fluyen hacia el electrodo colector, arrastran el aire circundante con ellos, creando un flujo neto de aire, explica Stephen Montgomery, ingeniero de sistemas senior de Intel que trabajó en el proyecto.
Intel, que es un investigador líder en tecnología avanzada de chips, está buscando varios métodos para enfriar chips futuros. Pero Montgomery dice que el dispositivo desarrollado en la Universidad de Washington es una de las tecnologías más prometedoras. Ese enfriamiento, dice Montgomery, se puede realizar con una eficiencia bastante alta y baja potencia, y es escalable, lo que significa que podría producirse en masa fácilmente, lo que facilita su integración en una gran cantidad de chips.
Un método avanzado diferente para enfriar chips implica el uso de tuberías para bombear refrigerante líquido por todo el sistema, de manera similar a la forma en que se enfría el motor de un automóvil. La nueva computadora de escritorio Mac Pro de Apple, por ejemplo, usa una bomba que empuja el agua a través de las tuberías. Pero estos sistemas de refrigeración por agua son complejos y costosos, dice Mamishev.
La bomba de iones es una mejora potencialmente importante, dice Thomas Kenny , profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Stanford. Pero agrega que aún se desconoce si el sistema enfrentará desafíos económicos y técnicos similares a los de los sistemas refrigerados por agua.
El equipo de Mamishev no está solo en el uso de bombas de iones para enfriar chips. Tecnología similar desarrollada en la Universidad Purdue en West Lafayette, IN, está siendo comercializada por una startup llamada Thorrn Micro Technologies . Su enfoque es utilizar alambres de metal en lugar de una punta de silicona, dice Suresh Garimella, profesora de ingeniería mecánica en Purdue. La aplicación de un voltaje fuerte a lo largo del cable crea un campo eléctrico que ioniza el aire a lo largo de su longitud, no solo en la punta, explica. La compañía está desarrollando un sistema para enfriar computadoras portátiles y otros dispositivos portátiles.
Mamishev dice que habrá desafíos con la tecnología de su grupo cuando intenten integrar una bomba de iones en un producto real. Debido a los altos voltajes utilizados para generar el efecto de enfriamiento, podría haber una acumulación de carga estática, lo que dificultaría el rendimiento del dispositivo, o el voltaje podría romper el aislamiento en partes del circuito. Tienes que tener cuidado, dice. Además, el grupo debe realizar pruebas para determinar la longevidad y confiabilidad de la bomba de iones.
Los investigadores están desarrollando actualmente un prototipo de bomba de iones, que está integrada en un disipador de calor. Mamishev espera que la tecnología esté lista para su comercialización en servidores, computadoras de escritorio y portátiles dentro de dos años.