Компьютерные процессоры выделяют тепло и потому нуждаются в охлаждении.
В портативных персональных компьютерах для этого уже много лет используются
воздушные вентиляторы. Поскольку мощность современных процессоров быстро
растет, конструкторы тратят много усилий на разработку новых способов решения
этой задачи. Теперь важный вклад в эти усилия внесли сотрудники университета
Пардью в штате Индиана. Профессор механических технологий Суреш Гаримелла
и его коллеги продемонстрировали экспериментальную систему, охлаждающую
микросхемы с помощью ионизированных атомов воздуха. По предварительным данным,
применение этого метода в сочетании с использованием традиционных вентиляторов
дает возможность на 250% увеличить интенсивность отвода тепла от микропроцессоров,
сообщает радиостанция Голос Америки. Идея ионного охладителя довольно проста.
Как известно, атомы газа можно ионизировать с помощью достаточно сильного
неоднородного электростатического поля. Именно так работают бытовые ионизаторы,
освежающие воздух в жилых помещениях. Новый прибор действует по тому же
принципу. Он содержит один электрод, на который подается положительное напряжение
(анод), и несколько отрицательных электродов (катодов). Анод выполнен в
виде тонкой струны, а катоды заканчиваются остриями. Поскольку электрическое
поле катодов отталкивает электроны, те стекают с их поверхности, быстро
разгоняются и движутся к аноду, По пути они сталкиваются с нейтральными
атомами воздуха, выбивают из них электроны и превращают в положительные
ионы. Заряженные атомы притягиваются к катодам и мигрируют в их направлении,
образуя ионные потоки. Изобретатели поместили это устройство над поверхностью
нагреваемой кремниевой пластинки, имитирующей компьютерный микрочип. Оказалось,
что ионный ветер вполне способен обеспечить ее охлаждение: дело в том, что
ионные струи способны двигаться даже совсем рядом с поверхностью чипа, где
незаряженные воздушные потоки тормозятся. Правда, это движение само по себе
не слишком значительно, однако его можно усилить, если одновременно с генератором
ионного ветра запустить и обычный вентилятор. Сфотографировав пластинку
в инфракрасных лучах, ученые выяснили, что ионный охладитель в комбинации
с вентилятором снизил температуру ее поверхности с 60 до 35 градусов Цельсия.
Когда вентилятор работал в одиночестве, модель чипа грелась гораздо сильнее.
К массовому производству новый прибор пока не готов. Разработчикам еще предстоит
уменьшить его размеры и увеличить прочность. Они рассчитывают этого добиться
максимум за три года. Они также полагают, что со временем подобные системы
перекочуют с компьютеров на более миниатюрные устройства – например, в мобильные
телефоны. Ионный охладитель описан в статье, направленной в Journal of Applied
Physics.