Imec научит хорошо и недорого охлаждать самые горячие процессоры

Бельгийский исследовательский центр Imec продемонстрировал жидкостную систему охлаждения с удивительно высоким коэффициентом эффективности и при этом достаточно недорогую. В теории подобную систему охлаждения может сделать каждый владелец 3D-принтера. Образец процессорного охладителя, о котором ниже пойдёт речь, специалисты Imec распечатали на 3D-принтере методом стереолитографии, когда вместо порошка для спекания лазером используются растворённые в жидкости полимеры.

Полимерный водоблок Imec с высочайшей эффективностью по отводу тепла (Imec)

По мнению Imec, современные термоинтерфейсы имеют массу ограничений и недостатков, что не позволяет эффективно и, главное, недорого отводить тепло от производительных процессоров и других сложных полупроводниковых приборов. Например, материалы для сопряжения теплораспределительной крышечки процессора и подошвы радиатора (в общем случае — это термопаста) имеют фиксированное тепловое сопротивление, и сами по себе увеличивают рабочую температуру процессора на 20–50 °C.

Прямое охлаждение теплораспределительной крышки или даже непосредственно кристалла тоже имеет свои недостатки. Современные реализации систем жидкостного охлаждения с прямым контактом, когда жидкость течёт вдоль охлаждаемой поверхности, неизбежно ведут к разнице температур на разных участках. Избежать этого можно только прямой «бомбардировкой» охлаждаемой поверхности одновременно по всей площади. В Imec предложили недорогой по реализации и действенный способ изготовить подобную охлаждающую систему на 3D-принтере из доступных материалов.

Структурная схема водоблока Imec с бомбардировкой нагретой поверхности струями хладагента (Imec)

Принцип предложенной разработчиками Imec жидкостной системы охлаждения понятен по иллюстрации выше. Основание водоблока имеет систему впрыскивающих отверстий, окружённых несколькими отводящими хладагент отверстиями. Нагретая вода задерживается в камере охлаждения не дольше, чем впрыскивается охлаждённая. Система работает с достаточно низким давлением 0,3 бар и прокачивает хладагент со скоростью 1 литр в минуту. С подобной производительностью системы температура чипа выросла менее чем на 15 °C с рассеиванием теплового потока 100 Вт/см2. Данный результат признан разработчиками как впечатляющий по своей эффективности. С чем, собственно, не поспоришь. Осталось дождаться реакции компаний, специализирующихся на системах жидкостного охлаждения или брать дело в свои руки, благо 3D-принтеры сегодня это уже не роскошь, а средство для самореализации.