מוזיקה לקירור המחשב

רוצים לשפר את מערכת הקירור שלכם ? תשמיעו לה קצת מוסיקה! מחקר שנערך בארה"ב מצא כי השימוש בגלי קול יכול להכפיל את הביצועים של מערכות קירור מתקדמות, העושות שימוש בנוזל לקירור הרכיבים.

המחקר, שעוסק ביכולת הקירור של רכיבים בעתיד, בוצע על ידי צוות חוקרים שבראשם עומד ישראלי בשם ד"ר ארי גלזר. המחקר חושף דרך חדשה בכל הנוגע לקירור רהכיבים, שכן בעתיד הלא רחוק (ולא באשמתן של יצרניות השבבים, אשר מנסות כל הזמן לייעל את פעולתם מבחינת צריכת החשמל ופיזור החום), אמצעי הקירור הנהוגים כיום לא יספיקו לקרר שבבים בעלי ביצועים גבוהים; הכוונה היא בעיקר למערכות קירור אוויר (מאווררים וצלעות קירור בגדלים ומבנים שונים) וכן מערכות קירור מים למיניהן.

שיטת הקירור שנמצאה יעילה ביותר עם השנים בשלל מערכות הקירור כרוכה בתהליך של הרתחת נוזל הקירור (ע"י החום הנפלט מהשבב), הולכה של אותו הנוזל אל מקום קר, פיזור החום בסביבה וחזרת הנוזל למצב הראשוני, שם התהליך מתחיל מחדש. רבים אינם מודעים לכך שתהליך זה עומד בבסיסן של מערכות קירור מודרניות רבות, ובעיקר גופי קירור העושים שימוש בטכנולוגיית ה-Heatpipe. צינורות החום הללו מכילים בתוכם נוזל קירור בעל טמפרטורת רתיחה נמוכה אשר מגיע לרתיחה כתוצאה מהחום הנפלט מהמעבד (לדוגמא), ונע לעברו השני של גוף הקירור – שם הוא מפזר את החום באוויר וחוזר בחזרה לנקודת המגע עם המעבד.

מערכת הקירור בה השתמשו החוקרים מכילה נוזל קירור המורכב ממספר חומרים, אשר בסופו של דבר יוצרים נוזל קירור יעיל במיוחד. כל רכיב המייצר ופולט חום מביא את נוזל הקירור עד לנקודת רתיחה – נקודה בה הוא משנה את מצב הצבירה שלו לגז – ואדי החומר נעים בצורה טבעית אל מקום קר יותר – שם הם הופכים בחזרה לנוזל.
עד כאן הכל נשמע טוב, אך הבעיה בה נתקל צוות החוקרים היא הצטברות של בועות על דפנות מערכת הקירור, הפוגעות בצורה משמעותית ביעילותו של תהליך הקירור.
לאחר ניסיונות רבים על מנת לפתור את הבעיה, צוות החוקרים גילה כי שימוש בהתקן המייצר גלי קול (סוג של רמקול), בתדר קרוב ל-1 קילו-הרץ, מצליח למנוע את תופעת הבועות ההרסנית, ומשפר את יכולת הקירור בצורה דרסטית; החוקרים השיגו שיפור של 147 אחוזים ביעילות מערכת הקירור, בהשוואה למערכת בה אינו קיים אלמנט הקול. כמו כן, היעילות המקסימלית שנמדדה הייתה כאשר התקן הקול נמצא במרחק של מילימטרים ספורים מאותו רכיב, מה שמאפשר מזעור של המערכת עד לרמת הגורם המרכזי אותו רוצים לקרר.

הממצא אשר חשפו החוקרים מאפשר נקיטת גישה חדשה לקירור רכיבים שונים, לאו דווקא בתחום המחשבים, אלא בתחום השבבים האלקטרוניים בכלל. ד"ר גלזר ציין כי הממצאים החדשים יאפשרו קירור של שבבים במגוון רחב של תחומים כגון: מכוניות היברידיות, מטוסים ורכבי חלל, ואף ישנה אפשרות לפיתוח ממירי חום (heat exchangers) יעילים יותר.