211service.com
Een laptop gekoeld met ionische wind
Iedereen die een laptop gebruikt, zal bekend zijn met het gezoem dat de ventilator maakt wanneer deze in werking treedt wanneer de temperatuur van de processor ongeveer 100 ° F bereikt. Omdat laptops en andere elektronica kleiner en dunner zijn geworden, zijn onderzoekers op zoek gegaan naar alternatieve koelmethoden die minder massa toevoegen en stiller zijn.
Koeling: Deze infraroodbeelden tonen Tessera's ionische koelsysteem in actie. Nadat het apparaat is ingeschakeld, voert een luchtpluim de warmte weg van het systeem.
Een nieuw idee is om een systeem te koelen door ionen te gebruiken om luchtmoleculen door een hete microprocessor te duwen, waardoor een verkoelend briesje ontstaat. Zogenaamde ionische koelsystemen zijn eerder gedemonstreerd in onderzoekslaboratoria, maar nu Kaart , een internationaal chipverpakkingsbedrijf gevestigd in San Jose, CA, heeft een ionisch koelsysteem gedemonstreerd dat is geïntegreerd in een werkende laptop.
Onderzoekers van Tessera en de Universiteit van Washington presenteerden details van het ionische koelsysteem op de IEEE Semi-Therm Symposium in maart. Het systeem kan ongeveer 30 procent meer warmte uit een laptop halen dan een conventionele ventilator, en laboratoriumtests tonen aan dat het mogelijk maar half zoveel stroom verbruikt, zegt het bedrijf.
De ionische koeler is gebaseerd op werk dat oorspronkelijk in 2006 werd gedaan door Alexander Mamishev , een professor in elektrotechniek aan de Universiteit van Washington, en zijn collega's. Vorig jaar heeft Tessera de technologie in licentie gegeven en het bedrijf heeft het sindsdien aangepast om in een laptop te passen. Naast het efficiënter afvoeren van warmte dan een ventilator, heeft het een stille werking - geen bewegende delen, zegt Mamishev. Dit is een grote mijlpaal.
Het vroege werk was gericht op principes, zegt Ken Honer, directeur onderzoek en ontwikkeling bij Tessera. We zijn nu gefocust op het optimaliseren en inpassen in kleine vormfactoren. Dit omvat niet alleen notebooks, maar ook gamesystemen, projectoren en servers, zegt hij.
De ontwikkelingen van Tessera tonen zeker het potentieel voor EHD-koeling, zegt Suresh Garimella , die hoogleraar elektrotechniek is aan Purdue en directeur van de universiteit Onderzoekscentrum voor koeltechnologieën . Hun resultaten zijn een positieve stap voor deze technologie.
De ionische koeler van Tessera bevindt zich in de buurt van een ventilatieopening in de laptop. Warmtepijpen, die warmte overdragen met behulp van de verdamping en condensatie van een vloeistof, onttrekken warmte weg van de verwerkingseenheden van de computer en naar het ionische koelsysteem. In het ionenkoelapparaat bevinden zich twee elektroden: een die luchtmoleculen zoals stikstof ioniseert en een andere die fungeert als ontvanger voor die moleculen. Wanneer er een spanning wordt aangelegd tussen de twee elektroden, stromen de ionen van de emitterelektrode naar de collector. Terwijl ze bewegen, duwt hun momentum neutrale luchtmoleculen over een hotspot, waardoor deze afkoelt.
Een van de belangrijkste uitdagingen bij het integreren van een ionisch koelsysteem in een laptop was het ontwerpen van een voldoende compacte spanningsomvormer die de 12 volt gelijkstroom van de laptopbatterij kan omzetten in de ongeveer 3000 volt die nodig is om de koeler te laten werken. Met behulp van een voeding van een koude-kathode-fluorescentielamp konden ingenieurs van het bedrijf een voeding construeren die slechts drie vierkante centimeter groot is.
Tessera is niet het enige bedrijf dat naar ionische bries kijkt als middel om consumentenelektronica te koelen. Onderzoekers van Garimella's eigen lab in Purdue hebben een vergelijkbare technologie gedemonstreerd, die commercieel wordt ontwikkeld door een startende startup in Silicon Valley, Ventiva genaamd.
Geen van beide technologieën is echter helemaal klaar voor de volgende generatie laptops. Een grote uitdaging wordt het waarborgen van de betrouwbaarheid van de elektroden. Laptops zijn gebouwd om minstens 30.000 uur mee te gaan, en bij vroege tests van het ionische koelsysteem corrodeerden bepaalde elektrodematerialen te snel. Zonder details te geven, zegt Honer, vanwege lopende patenten, dat ingenieurs van het bedrijf betere materialen hebben geïdentificeerd en zich richten op het optimaliseren van hun levensduur.
Een andere hindernis voor de technologie is de ophoping van stof. Honer zegt dat zijn ingenieurs proberen ervoor te zorgen dat de ionenkoeler net zo ongevoelig is voor stof als een ventilator. Hij voegt eraan toe dat een manier om de koeler te beschermen tegen mogelijk schadelijke deeltjes het gebruik van een voorfilter is.
Volgens Craig Mitchell, senior vice-president van de Interconnect, Components, and Materials-divisie van Tessera, is het bedrijf van plan om volgend jaar op de markt te komen. Mitchell kon niet zeggen hoeveel de ionische koeler zal kosten, maar hij zei dat het in de marge zou zijn van waar het moet zijn.
Honer waarschuwt echter dat de technologie nog relatief jong is. Het is nog vrij vroeg in de adoptiecurve, zegt hij.