Chip máy tính có điều hòa được không?

Trong những tháng nóng nực của mùa hè, nhiều người ở trong nhà để tránh mồ hôi và bỏng nắng , thay vào đó là tận hưởng sự thoải mái mát mẻ của một căn hộ hoặc ngôi nhà có máy lạnh. Trong khi một căn phòng không có bất kỳ hệ thống làm mát nào sẽ cảm thấy ngột ngạt và khó chịu, máy điều hòa không khí cung cấp cho chúng ta nhiệt độ dễ chịu, 70 độ.

Máy điều hòa không khí trong không gian sống của bạn hoạt động giống như tủ lạnh trong nhà bếp của bạn - nó sử dụng các chất lỏng, khí và hệ thống làm mát tương tự để tạo ra nhiệt độ mát hơn. Thay vì chỉ luân chuyển không khí xung quanh như một chiếc quạt, cả hai công nghệ đều hoạt động bằng cách thực sự loại bỏ nhiệt từ một khu vực cụ thể. Một máy nén nén khí mát được gọi là chất làm lạnh, làm cho nó trở nên nóng. Khí nóng chạy qua một tập hợp các cuộn dây nóng và ngưng tụ thành chất lỏng cho đến khi nó đến van giãn nở. Van biến chất lỏng trở lại thành khí mát bằng cách làm bay hơi nó; sau đó khí chạy qua một bộ cuộn dây khác. Bộ cuộn dây làm mát thứ hai này, hướng về khu vực cần điều hòa không khí, hấp thụ bất kỳ không khí ấm áp nào để làm mát căn hộ - hoặc tủ lạnh .

Tất nhiên, sự khác biệt lớn là hệ thống làm lạnh trong tủ lạnh của bạn là một hộp nhỏ, kèm theo. Sau khi đóng lại, cửa sẽ giữ không khí mát bên trong để giữ cho thực phẩm và đồ uống luôn tươi ngon trong thời gian dài. Mặt khác, máy điều hòa không khí của một căn hộ có nhiệm vụ làm mát một không gian lớn hơn nhiều. Các bức tường và cửa ra vào của căn hộ đóng vai trò giống như cửa tủ lạnh, giúp không khí mát thoát ra ngoài.

Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu các kỹ sư lấy công nghệ được sử dụng trong máy điều hòa không khí và áp dụng nó ở quy mô nhỏ hơn nhiều - ví dụ như quy mô vi mô? Các nhà khoa học làm việc tại Đại học Cơ khí Purdue, do Giáo sư Issam Mudawar đứng đầu, đang phát triển một hệ thống thử nghiệm sử dụng các kỹ thuật làm mát từ hệ thống điều hòa không khí để làm mát các chip máy tính nhỏ, hoạt động khó khăn.

Làm thế nào để một chip máy tính điều hòa không khí hoạt động, đặc biệt là ở quy mô nhỏ như vậy? Bạn sẽ sớm tìm thấy hệ thống điều hòa không khí trong máy tính cá nhân , hay máy tính thậm chí có đủ nóng để yêu cầu một công nghệ hiệu quả như vậy không? Nếu không, những loại chip máy tính nào thực sự cần được điều hòa nhiệt độ?

Tất cả chúng ta sẽ mang theo máy tính xách tay máy lạnh bên mình trong tương lai gần chứ? Rất khó xảy ra; nó không chỉ khiến máy tính đắt hơn gấp nhiều lần mà còn là một sự bổ sung hoàn toàn không cần thiết. Bộ vi xử lý trong máy tính cá nhân của chúng tôi tạo ra một lượng nhiệt tốt - nếu bạn đã từng làm việc với máy tính xách tay trên đùi trong một thời gian dài, rất có thể sau một thời gian, bạn nhận thấy phần dưới của máy nóng lên khi chạm vào .

Máy tính cá nhân không bao giờ tạo ra hơn 100 watt nhiệt cho mỗi nửa inch vuông của bộ vi xử lý [nguồn: Callahan ]. Đó là lý do tại sao quạt bên trong (âm thanh vù vù mà bạn nghe thấy khi máy tính đang bật) và cách sử dụng không gian và vật liệu thông minh là đủ để giữ cho máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay không bị hỏng hóc.

­

Các thiết bị mà nhóm nghiên cứu tại Đại học Purdue hy vọng sẽ hạ nhiệt không phải là các máy tính cá nhân thông thường của chúng ta. Thay vào đó, nghiên cứu điều hòa không khí hướng vào quản lý nhiệt thông lượng cao , các vấn đề về sưởi ấm liên quan đến các hệ thống tính toán phức tạp hơn được sử dụng cho các hệ thống vũ khí và thiết bị phòng thủ như radar , laser năng lượng định hướng , vũ khí vi sóng và thiết bị điện tử hàng không.

Khi các bộ vi xử lý cho các hệ thống này trở nên nhỏ hơn và mạnh hơn đáng kể, nhiệt lượng tạo ra cũng tăng lên đáng kể - các chuyên gia kỳ vọng thông lượng nhiệt từ các hệ thống phòng thủ trong tương lai sẽ đạt hơn 1.000 watt trên nửa inch, hoặc gấp 10 lần lượng nhiệt tạo ra từ một máy tính tại nhà [nguồn: Callahan ]. Đây không chỉ là một sự lãng phí lớn về điện , mà sự cố ngừng hoạt động từ một hệ thống như vậy có thể làm hỏng các thiết bị đắt tiền và có khả năng gây hại rất nhiều cho những người vận hành nó.

Hệ thống làm mát chip điều hòa không khí mới sẽ cố gắng giảm nhiệt độ xuống không quá 257 độ F bằng cách kết hợp hai công nghệ làm mát nổi bật: Microchannels và microjets (hoặc phản lực tác động). Các bề mặt của chip máy tính sẽ được cắt bằng các vi kênh, chỉ đơn giản là các rãnh rất nhỏ sâu khoảng 3 mm và được bao phủ bởi các tấm kim loại được đục lỗ bằng microjet hoặc các lỗ nhỏ. Hệ thống sẽ bơm hydrofluorocarbon (HFC) , cùng một chất lỏng được sử dụng trong máy điều hòa không khí thông thường, qua các microjets và vào các vi kênh. Các HFC sẽ bốc hơi bên trong các rãnh, làm mát các chip và quay vòng qua một vòng nhỏ.

Trường đã nhận được 500.000 USD từ Văn phòng Nghiên cứu Hải quân, và mặc dù ý tưởng vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm, các nhà khoa học tại Purdue hy vọng sẽ hợp tác với các nhà thầu quốc phòng trong tương lai gần để phát triển công nghệ hơn nữa.

Để biết thêm thông tin về điều hòa không khí, máy tính và hơn thế nữa, hãy xem trang tiếp theo.

Những bài viết liên quan

Các liên kết tuyệt vời hơn