Исследователи из IBM изобрели механизм, который позволяет отводить от интенсивно работающих компьютерных процессоров в два раза больше тепла по сравнению с существующими технологиями. Таким образом, созданы предпосылки для проектирования серверных чипов, обладающих еще более высокой производительностью и плотностью размещения элементов.

На конференции BroadGroup Power and Cooling Summit, проходившей в Лондоне, представители IBM объявили о том, что нашли эффективный способ уплотнения термопроводящей пасты, которая находится между горячими чипами и радиаторами. Как сообщили в компании, «проанализировав механизм естественного ветвления корней дерева и человеческих вен», группа ученых из IBM обнаружила, что большой объем пасты можно перемещать при крайне малых затратах энергии. Таким образом, исключается опасность повреждения чипов при их расширении в процессе нагрева до высоких температур.

"В результате перед конструкторами открывается возможность создания более мощных процессов, и закон Мура, отражающий тенденцию увеличения плотности размещения транзисторов на микросхеме, продолжает сохранять свою актуальность", - сообщил руководитель группы изучения современных теплоотводящих материалов исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе Бруно Мичел.

Бюджетный парадокс

По мере увеличения плотности размещения транзисторов разработчикам процессоров все чаще приходится сталкиваться с ограничениями, обусловленными высоким нагревом устройств. Современные процессоры потребляют до 100 Вт на кв. сантиметр поверхности. «Мы уже практически подошли к верхнему пределу технологии охлаждения, которая базируется на обдувании теплоотводящих радиаторов воздухом, нагнетаемым с помощью вентиляторов», - констатировал Мичел. По его словам, крупным центрам данных требуется так много вентиляторов, что затраты на охлаждение процессоров становятся сравнимы с операционными расходами.

В условиях сложившегося «бюджетного парадокса» многие производители процессоров столкнулись с тем, что системы охлаждения из мелкой технической детали превратились в мощную силу, с которой на рынке уже нельзя не считаться. Например, представив в августе новый модельный ряд серверов-лезвий и серверов, монтируемых в стойке, корпорация IBM выставила клиентам примерно равные счета за свои самые быстрые процессоры и новейшие технологии охлаждения. Ее фирменный механизм Cool Blue отводит тепло от серверов, смонтированных в стойке, путем пропускания жидкости через внутреннее пространство охлаждающих панелей корпуса.

Не меньшее внимание системам охлаждения уделяют и другие компании. Так, основатель корпорации Dell Майкл Делл недавно «хвастался» тем, что новейшие настольные компьютеры и серверы его компании потребляют меньше электроэнергии и выделяют меньше тепла за счет использования более эффективных процессоров. А производители процессоров гордятся своими чипами с пониженным тепловыделением. К ним относятся модели Rev F Opteron, разрабатываемые компанией AMD, процессоры Xeon 5100 (Woodcrest) и перспективные четырехъядерные чипы Xeon Clovertown, проектируемые Intel, а также системы UltraSparc T1 компании Sun Microsystems.

Однако, по мнению Мичела, в будущем процессоры неизбежно станут выделять больше тепла, поэтому исследователи из IBM уже приступили к испытаниям еще более эффективных технологий, в основу которых положено охлаждение чипов жидкостью, а не с воздухом. Метод "прямого контакта со струей" (direct jet impingement) предполагает циркуляцию жидкости по замкнутому контуру через 50 тыс. крошечных форсунок. Благодаря изолированности охлаждающей системы чувствительные процессорные схемы защищены от попадания влаги. Первые испытания показали, что подобный механизм способен поглощать до 370 Вт на кв. сантиметр, что в четыре -шесть раз превышает эффективность воздушного охлаждения.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями