Электрогидродинамический насос охладит сердце процессора

Рост мощности электронных компонентов сталкивается с серьезной проблемой теплового контроля: чем мощнее компьютер, тем больше тепла он выделяет и тем больше радиаторов и вентиляторов приходится использовать для его охлаждения. Пользователям офисных и домашних ПК приходится мириться с шумом и дополнительным расходом энергии, используя вентиляторы, однако как быть в безвоздушном пространстве, где нет воздуха, которым можно обдувать горячую электронику?

Инженер НАСА Джеффри Диден (Jeffrey Didion) и профессор Иллинойского технологического института Джамаль Сейед-Ягоби (Jamal Seyed-Yagoobi) разработали технологию, которая может решить проблему перегрева электроники. Совместно с ВВС США и Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии они создали технологию отвода тепла, которая позволяет эффективно и бесшумно охлаждать даже самые горячие процессоры.

Технология электрогидродинамического теплового контроля позволяет быстро отводить тепло из микроскопических объемов, что обеспечивает надежную работу, например, космических датчиков и микропроцессоров, которые сегодня требуют сложных систем жидкостного охлаждения. Также в настоящее время на рынке доступны микрочипы повышенной мощности, даже процессоры домашних ПК не используют все резервы производительности. Однако "разогнанные" чипы производят слишком много тепла, которое просто невозможно быстро передать с крохотного кристаллического ядра на массивный радиатор. Новая технология является своеобразным "мостом" между чипом и системой охлаждения, позволяя не беспокоиться о выделяемом тепле.

Тестовый образец новой системы охлаждения, который будет испытан во время пуска ракеты Terrier-Improved Orio.

В отличие от современных технологий охлаждения электрогидродинамический тепловой контроль использует насос, контролируемый электрическим полем, который обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в крошечных каналах внутри чипа. Тепло забирается практически прямо из ядра процессора и отводится на радиатор. В устройстве нет механических насосов и других движущихся частей, что обеспечивает высокую надежность новой системы охлаждения. При этом она потребляет всего 0,5 Вт и может масштабироваться от портативных устройств типа смартфонов, до больших и сложных приборов типа РЛС самолета.

В настоящее время ученые продолжают работу по совершенствованию технологии: планируется дальнейшее улучшение методики создания микроканалов в кремниевых пластинах и других материалах, а также разработка специальных методов изготовления более компактных и надежных электрогидродинамических насосов. Следующим шагом будет масштабирование новой технологии охлаждения до уровня кристалла процессора, для чего понадобится создание каналов диаметром не более не более 100 мкм (ширина человеческого волоса). Размещение каналов теплоносителя в непосредственной близости от источника тепла еще больше повысит эффективность охлаждения

Новая технология будет испытана в ряде нескольких тестовых ракетных пусков, а затем прототип системы отправится в 2013 году на борт Международной космической станции, где будут проверены надежность и ресурс электрогидродинамического насоса.