cymwysiadau system oeri adeiledig mewn oeri CPU
P'un a yw'n ganolfannau data, uwchgyfrifiaduron neu liniaduron: mae'r swm mawr o wres a gynhyrchir gan sglodion a chydrannau lled-ddargludyddion eraill yn un o broblemau mwyaf cynhyrchion electronig modern. Ar y naill law, mae'n cyfyngu ar berfformiad a dwysedd strwythurol cydrannau. Ar y llaw arall, mae'r broses oeri ei hun yn defnyddio llawer o egni, a ddefnyddir ar gyfer cefnogwyr oeri neu bympiau oeri hylif.
Er mwyn datrys y broblem hon, mae gwyddonwyr wedi bod yn astudio ffyrdd o wella effeithlonrwydd trosglwyddo gwres o'r sglodion i'r oerydd. Er enghraifft, defnyddir metel â dargludedd thermol gwell fel yr arwyneb cyswllt rhwng y system oeri a'r sglodion. Fodd bynnag, nid yw effeithlonrwydd pob dull yn y gorffennol yn uchel iawn, a chyda gwelliant mewn effeithlonrwydd afradu gwres, mae cymhlethdod a chost gweithgynhyrchu system afradu gwres hefyd yn codi'n esbonyddol.
Nawr, mae ymchwilwyr y Swistir o'r diwedd wedi dod o hyd i ffordd well o ddyfeisio sglodyn nad oes angen oeri allanol arno. Bydd y microtubules integredig yn y lled-ddargludyddion yn dod â'r hylif oeri yn uniongyrchol o amgylch y transistor, sydd nid yn unig yn gwella effaith afradu gwres y sglodion yn fawr, ond hefyd yn arbed ynni ac yn gwneud cynhyrchion electronig yn y dyfodol yn fwy ecogyfeillgar. Mae cynhyrchu'r oeri integredig hwn yn rhatach na'r broses flaenorol.
Egwyddor yr ateb hwn yw, yn lle oeri o'r tu allan i'r sglodion, bod y sglodion yn cael ei oeri yn uniongyrchol y tu mewn. Mae'r oerydd yn llifo trwy'r microtubules sydd wedi'u hintegreiddio yn y deunydd lled-ddargludyddion oddi isod, sy'n golygu y bydd y gwres a gynhyrchir gan y transistor fel ffynhonnell wres yn cael ei wasgaru'n uniongyrchol. Mae'r microchannel mewn cysylltiad uniongyrchol â'r transistorau yn y sglodion, sy'n sefydlu gwell cysylltiad rhwng y ffynhonnell wres a'r sianel oeri. Mae canghennau tri dimensiwn y sianel oeri hefyd yn cyfrannu at ddosbarthu oerydd ac yn lleihau'r pwysau sydd ei angen ar gyfer cylchrediad oerydd.
Mae prawf rhagarweiniol y system oeri yn dangos y gall wasgaru mwy na 1.7 kW o wres fesul centimedr sgwâr, a dim ond 0.57 wat o bŵer pwmp fesul centimedr sgwâr. Mae hyn yn sylweddol llai na'r pŵer sydd ei angen ar gyfer sianeli oeri ysgythru allanol. "Mae'r capasiti oeri a welwyd yn fwy nag un cilowat fesul centimedr sgwâr, sy'n cyfateb i welliant 50 gwaith mewn effeithlonrwydd dros afradu gwres allanol," meddai'r ymchwilwyr.
Mae gan yr oeri microsglodyn Integredig fantais arall: mae'n rhatach na'r uned oeri a ychwanegir yn allanol. Oherwydd y gellir cyflwyno cylchedau micro sianel oeri a sglodion yn uniongyrchol i lled-ddargludyddion wrth gynhyrchu, mae'r gost gweithgynhyrchu yn is. Bydd y microsglodyn hwn sydd wedi'i oeri'n fewnol yn gwneud cynhyrchion electronig y dyfodol yn fwy cryno ac yn arbed ynni.
