מהמטבח של IBM: קירור מהפכני • HWzone
מחשבים

מהמטבח של IBM: קירור מהפכני

כל חובב מחשבים בוודאי שמע פעם אחת בחייו על חוק מור (Moore) – החוק שמנבא את הגידול העצום בכמות הטרנזיסטורים ועוצמת החישוב של מעבדים ורכיבים אלקטרוניים. ואולם, סביר להניח שמור לא לקח בחשבון את פליטת החום העצומה שתיווצר מההתפתחות הטכנולוגית הזאת – פליטת חום שתגביל את אפשרויות התכנון והביצועים של מכשירים אלקטרוניים ובפרט מעבדים על סוגיהם, ותקשה על התקדמות האלקטרוניקה.

קבלו עדכונים לפני כולם בטלגרםקבלו מאיתנו עדכונים לפני כולם - בטלגרםהצטרפו כבר עכשיו לערוץ הטלגרם של הזון


בכנס בינ"ל בלונדון, חשפו חוקרי IBM מציריך טכנולוגיה חדשנית שנושאת את השם "טכנולוגיית ממשק הולכת חום". החוקרים טוענים שהטכנולוגיה החדשה תכפיל את יכולת פיזור החום ביחס לכל טכנולוגיה אחרת הקיימת היום.
כיום, השכבה העליונה בשבבים, זו שאנחנו רואים, עשויה למעשה מתרכובת חומרים ייחודית לכל – לא מדובר על המשחה הטרמית, אלא על מכסה השבב עצמו. החומר צריך לעמוד במספר תנאים: הוא צריך להיות דק כדי להוליך חום במהרה, ועם זאת עמיד בפני ההתרחבות בחום ולשמור על צורה קבועה – כדי לא ליצור נתק בין הרכיב האלקטרוני לבין גוף הקירור. כמובן ששימוש בחומרים בעייתיים, עשוי לגרור עיוות צורה של השבב והוצאתו מכלל שימוש.

הפיתוח הייחודי של IBM בתחום שואף השראה מהטבע; החומר שהחוקרים יצרו דומה במבנהו המיקרוסקופי למבנה נימי – מבנה הדומה להסתעפות שורשים או ענפים של צמח ולמבנה כלי הדם. המבנה הזה מאפשר הסעה יעילה של חומר וחום על פי עקרון הקפילריות (נימיות). הדגמה של העקרון הזה אפשר ליצור בבית: קחו פיסה של נייר מגבת או נייר טואלט וטבלו את הקצה שלה במים. אתם תשימו לב שהמים מטפסים להם לאורך פיסת הנייר. הכוח שמושך אותם כלפי מעלה הוא עקרון הנימיות – אותו העקרון שמושך את החום בחומר המוליך של IBM – שאמור לתת ביצועים טובים פי עשרה מכל חומר מוליך חום עד היום.

ואולם, חוקרי IBM  החליטו ללכת צעד אחד קדימה. הם הבינו שמערכות האוויר הנוכחיות כבר הגיעו לשיא היכולת שלהן, והעתיד נתון בקירור המים; לכן פיתחו שיטה לקירור במים, המבוססת על אותו העקרון. המים מוזרקים על פני השבב בעזרת כ-50,000 פיוניות (בדומה לאלו הנמצאות בצמחים), ומוחזרים בעזרת מערכת צינורות מסועפת ומורכבת בתוך מערכת אטומה לחלוטין.
בנוסף, מצאו החוקרים שיטה להצמיד את "בלוק" המיים הייחודי הזה אל השבב עצמו – ללא צורך בשכבת החומר והגריז הטרמי החוצצות כיום בינו ובין הבלוק.
לטענת החוקרים, המערכת מסוגלת לסלק עד 370 וואט חום לסמ"ר – פי 6 יותר מקירור אוויר. לפי המערכת גם נזקקת לפחות אנרגיה לצורך שאיבת מים מכל מערכת הקיימת כיום.


תגיות

5 תגובות

  1. לא ממש הבנתי…
    what the…לא הבנתי איך הם מתכוונים לעשות את זה בדיוק הם הולכים לשנות את כל הציפויים של הצ'פים או שהם הולכים לפתח שכלולים לקירור מים חדש??

  2. נשמע נחמד אבל ..
    השוויתם את זה ל'קירור אוויר' בצורה כוללנית, איך המערכת תתפקד [מבחינת מוליכות חום] מול נחושת [אשר נחשבת לחומר המוליך ביותר כיום]?

    -ג'ו

  3. נשמע טוב, נחכה…
    נראה אותו לכמה הוא מקרר מעבד רותח ב70 מעלות למשל?

  4. ל-1
    הרעיון באוורור אוייר הוא שמולקולות של אוויר קר נכנסות קרוב למעבד, סופגות ממנו חום, ואז נדחפות על ידי מולקולות אוויר קר חדש.
    השיטה הזו בעייתית ממספר בחינות: מצריכה מאוורר עם תנועה מכנית סיבובית שגם עושה רעש וגם עם נטיה להתקלקל ואז הדרך לבעיות הוא קצר. הקירור גם מבוסס על שטח פנים, כלומר מולקולות האוויר צריכות להיות מאוד קרובות למעבד, וזה מחייב אותו להיות כמה שיותר שטוח כדי שכמה שיותר שטח פנים יוכל להיות קרוב למולקולות אוויר קר.

    הגישה של קירור מים קצת שונה. הרעיון הוא הכנסת צינורות דקים בתוך נפח הגוף של המעבד (ולא רק בשטח הפנים) ועל ידי נוזל מיוחד מקררים את המעבד בהרבה יותר קרוב לאיזור החימום ולא רק בשטח הפנים. הבעיה היא איך לגרום לצינור עם מים (או נוזל דומה) לזרום בתוך המערכת כאשר מדובר בצינוריות בעובי שערה – ה"נימים" (אז לא ניתן להכניס בוכנות, וגם לא רוצים מרכיב מכני) וגם מדובר במעגל סגור (כלומר לא ניתן להזרים מים חדשים מצד אחד ולהוציא ישנים מצד שני).

    יש מספר חברות שמנסות להתמודד עם האתגר הזה, והראשונה שתפתור את זה כנראה תביא לנו את הטכנולוגיה הבאה לקירור ואולי אפילו תאפשר מהפיכה במבנה של מעבדים. אינני יודע בדיוק מה הפתרון החדש של IBM, בעבר דובר על נוזל עם איזשהו מלח או כדוריות מתכת זעירות (ברמת מיקרונים) וכך רכיב אלקטרומגנטי שימצא מחוץ למערכת יוכל לגרום לתנועת המים בפנים על ידי השראה אלקרטורמגנטית מבחוץ, אולם זה חייב להיות ברמה שלא תפריע למעבד עצמו. אני משער שכרגע מדובר על פתרון דומה שמבוסס על הפרשי מליחות או משהו כזה שיגרום לתנועת המים.

    ברגע שזה יהיה מבצעי יהיה ניתן לספוג חום בתוככי המעבד, ועל ידי תנועת הנוזל להביא את החום אל המעטפת ושם לספוג את החום על ידי טכנולוגיות "מסורתיות" יותר (קירור אוויר או אפילו גז).

כתיבת תגובה

Back to top button
Close
Close