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Alcuni ricercatori IBM alla ricerca di nuovesoluzioni per il raffreddamento dei microprocessori odierni e futuri prendendo come modello la Natura

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IBM è sempre stata famosa per ricerche del genere, tipo circuiti che integrano elementi biologici.

Ma chissà tra quanto potremo vedere sistemi di raffreddamento così complessi!

Cmq malattia :D

Sono anni che si sfruttano idee prese dalla natura... (anche la struttura su piu` strati dei chip e` un'idea "presa in prestito" dalla natura per aumentare la superficie a disposizione..) quindi non mi sembra cosi` strano che la IBM continui a prendere spunto.. infondo se la natura sfrutta certi meccanismi e` perche` migliaia di anni di perfezionamento l'hanno condotta a quel risultato.

Quando ho visto la foto dell'elefante ho pensato che ne usassero l'enorme quantità di escrementi prodotti come nuova pasta termoconduttiva! :D

Ad ogni modo mi sembra banale pensare solo ora di aumentare la superfice di contatto "zigrinandola". So che si fa presto a dirlo a posteriori, però...

Mi chiedo quale possa essere l' impdenza che pone un sistema di microtubazioni al flusso del liquido.
Prob. tale sistema richiederà una pompa ben performante.

la trovata di calettare le superfici per aumentare la superficie dissipante comparve gia con i primi motori a scoppio... anzi nel dipartimento di macchine elettriche della mia uni c'è una macchina a CC della siemens risalente al 1890 che ha lo statore calettato. Ogni tanto qualcuno prende martello e scalpello e tira fuori la ruota (di pietra, alla BC...) pensando di aver trovato la scoperta del decennio.
Quanto poi al radiatore estremo si tratta dello stesso principio. Aumentando il numero di tubazioni si aumenta anche la dissipazione. Insomma non è innovazione è solo l'applicazione di un po di fisica (e di criterio) nei prodotti informatici.
In mia opinione siamo in un vicolo cieco attualmente perche è dimostrato che l'effetto joule aumenta al crescere della tensione e della frequenza. Visto che la prima piu di tanto non puo scendere e la seconda tende a salire... bisogna cambiare un po tutto e penso che lo faranno solo quando avranno esaurito all'osso tutte le possibilità del silicio.

Quando ho visto la foto dell'elefante ho pensato che ne usassero l'enorme quantità di escrementi prodotti come nuova pasta termoconduttiva! :D

Ad ogni modo mi sembra banale pensare solo ora di aumentare la superfice di contatto "zigrinandola". So che si fa presto a dirlo a posteriori, però...

E pensare che fino ad oggi siamo andati avanti col principio contrario, come lappatura e superfici a specchio per avere un conttatto (solo agognato) perfetto fra CPU e dissipatore.

Adesso tutti a graffiare core e dissy mi raccomando :asd:

...In mia opinione siamo in un vicolo cieco attualmente perche è dimostrato che l'effetto joule aumenta al crescere della tensione e della frequenza. Visto che la prima piu di tanto non puo scendere e la seconda tende a salire... bisogna cambiare un po tutto e penso che lo faranno solo quando avranno esaurito all'osso tutte le possibilità del silicio.

Hai ragione ma ci dovremo "accontentare" del silicio ancora per un decennio credo. La fotonica è ancora lungi dall' essere realtà nei nostri desktop.
Incrociamo le dita e se a nessun matto verrà davvero in mente di cancellare Israele dalla cartina geografica, forse... :sperem:

beh in effetti io credo che "prima" puntassero al miglior accoppiamento tra dissipatore e cpu core, cosa che notoriamente si ottiene lappando le due superfici a contatto. Probabilmente adesso non basta piu, devono aumentare la superficie e devono ridurre la resistenza termica per passare piu calore al dissipatore che a sua volta dovra trasferire all'ambiente esterno il piu rapidamente possibile quanto ha ricevuto.
Servirebbe una "pompa di calore" tipo delle celle di peltier.

La prima strategia, molto vicina alla realizzazione pratica, prevede l'adozione di microramificazioni su una o entrambe le superfici aderenti di processore e dissipatore.

Ma scusate, noi lappiamo i dissipatori e il core delle vecchie cpu (e c'è chi toglie la placchetta protettiva e lappa anche quelli nuovi) perchè sono anni che otteniamo risultati migliori cercando di mettere a contatto diretto cpu e dissipatore senza l'ausilio di "intermediari" (la pasta) ed adesso salta fuori che funziona meglio se son "ruvidi"??????

Ma scusate, noi lappiamo i dissipatori e il core delle vecchie cpu (e c'è chi toglie la placchetta protettiva e lappa anche quelli nuovi) perchè sono anni che otteniamo risultati migliori cercando di mettere a contatto diretto cpu e dissipatore senza l'ausilio di "intermediari" (la pasta) ed adesso salta fuori che funziona meglio se son "ruvidi"??????

è ovvio che se rendi "ruvide" le superfici, aumenti tanto i mm2 a disposizione e quindi area di scambio :) chissà cosa si inventeranno per i 4 core... heatpipe che escono direttamente dalla cpu :D

Ma scusate, noi lappiamo i dissipatori e il core delle vecchie cpu (e c'è chi toglie la placchetta protettiva e lappa anche quelli nuovi) perchè sono anni che otteniamo risultati migliori cercando di mettere a contatto diretto cpu e dissipatore senza l'ausilio di "intermediari" (la pasta) ed adesso salta fuori che funziona meglio se son "ruvidi"??????
Ricordo che si parla di microramificazioni, quindi ruvido si ma a livello micro, e se non hanno usato un termine a caso intendono 10^(-6) m :eek: Quindi alla fine noi da fuori li vedremo comunque lappati :D

è ovvio che se rendi "ruvide" le superfici, aumenti tanto i mm2 a disposizione e quindi area di scambio chissà cosa si inventeranno per i 4 core... heatpipe che escono direttamente dalla cpu Ma riduci la superficie a contatto. L'osservazione di Special era sensata

la trovata di calettare le superfici per aumentare la superficie dissipante comparve gia con i primi motori a scoppio... anzi nel dipartimento di macchine elettriche della mia uni c'è una macchina a CC della siemens risalente al 1890 che ha lo statore calettato. Ogni tanto qualcuno prende martello e scalpello e tira fuori la ruota (di pietra, alla BC...) pensando di aver trovato la scoperta del decennio.
Quanto poi al radiatore estremo si tratta dello stesso principio. Aumentando il numero di tubazioni si aumenta anche la dissipazione. Insomma non è innovazione è solo l'applicazione di un po di fisica (e di criterio) nei prodotti informatici.


citando un aforisma famoso di Sid Caesar: "Quello che ha inventato la ruota era un idiota. È quello che ha inventato le altre tre che era un genio" :)

Ma ora brevetteranno il radiatore, e i graffi sul dissipatore?

Però nelle microramificazioni ci deve entrare la sostanza che si occupa di dissipare e smaltire il calore, allontanandolo dal chip. Se ci resta l'aria e forma delle "microsacche" col cavolo che il sistema diventa più efficiente.. certo, se le microramificazioni fossero perfettamente "copiate" dall'elemento dissipante metallico, allora si aumenterebbela superficie di contatto tra processore e dissipatore.. se invece le lacune sono riempite dalla comune pasta siliconica, non credo che lo scambio possa essere ottimale. Magari hannno inventato una super-pasta termica! :)

E' tutto molto interessante, ma non è questa la strada da seguire.
Ciò che viene proposto ora non è utile, visto che un banale dissipatorino è sufficiente sia per Core 2 Duo che Athlon 64 X2.
Diventerà utile se pensiamo che in un futuro dovremo avere a che fare con potenze da dissipare maggiori, e questo NON è bene.
Magari, per un server... ma a questi punti, in effetti, basterebbe più accortezza con il package esterno (se togliendo la copertura metallica al core, si guadagnano 8°c-10°c, qualcosa che non va ci deve pur essere...), magari integrato direttamente nel chip (come con quella figata di RAM di Corsair, se non sbaglio).

sistemi di raffreddamento a microcanali d'acqua o altro liquido non in transizione di fase non esisteranno mai per problemi di sporcamento, che non sono in nessun modo superabili. Un sistema di questo tipo deve avere un'affidabilità entro un range di perdita di efficienza di scambio molto basso che parte dalle 10000 ore in su.

E' vero che l'idea di aumentare la superficie di contatto e' una vecchia idea, ma in questo caso si parla di superfici frattali. Gli esempi fatti sull'utilizzo che ne fa la natura riguarda proprio strutture frattali. Un esempio eloquente viene dal calcolo della superficie dei polmoni umani che risulta di circa due campi da tennis per riuscire ad inspirare quei 3-4 litri d'aria nei polmoni.
Com'e' stato detto, si parla di una struttura frattale sull'ordine del micron, inoltre il problema di far effettivamente "combaciare" il core ed il dissipatore puo' darsi che lo risolvano usando un metodo simile alla saldatura. Infatti se si analizza la superficie di contatto tra due metalli saldati si puo' vedere che questa ha una certa dimensione frattale. Stesso discorso riguarda la platinatura degli elettrodi utilizzati per l'ettrolisi, si aumenta la superficie rendendola frattale. Di esempi di questo genere ce ne sono innumerevoli e spesso in natura e' stato il risultato di ottimizzazioni.

Speriamo pero che non si pensi solo a migliorare la dissipazione del calore, ma anche ad aumentare sempre piu' l'efficienza dei processori e del software che li usa in modo da diminuire sensibilmente il calore prodotto.

Se non si creassero degli inutili filemanager tridimensionali e altre amenita' oltre il 90% delle applicazioni avrebbe bisogno di potenze di calcolo modeste.

Anche nei videogames, un po' di ottimizzazione software non guasterebbe: talvolta giga di texture avvolgono giochi di dubbio gusto o di scarsa giocabilita'.

Io è da 4 anni, da quando ho fatto fisica tecnica e macchine, che ho in mente un sistema di raffreddamento innovativo per pc e notebook, silenzioso, efficiente, economico....ma ovviamente me lo tengo per me :D...il 27 novembre faccio l'esame di stato, divento ingegnere e lo brevetto :D

Commento # 19 di: wheisback pubblicato il 28 Ottobre 2006, 18:02

Io è da 4 anni, da quando ho fatto fisica tecnica e macchine, che ho in mente un sistema di raffreddamento innovativo per pc e notebook, silenzioso, efficiente, economico....ma ovviamente me lo tengo per me ...il 27 novembre faccio l'esame di stato, divento ingegnere e lo brevetto


Perbacco, :) e se poi fai la "fine" di Bill Gates? Se hai bisogno di soldi per iniziare, parliamone (chissà, magari ti finanzio al 50% :winner: )... Non si può mai sapere! :sperem:

Io è da 4 anni, da quando ho fatto fisica tecnica e macchine, che ho in mente un sistema di raffreddamento innovativo per pc e notebook, silenzioso, efficiente, economico....ma ovviamente me lo tengo per me :D...il 27 novembre faccio l'esame di stato, divento ingegnere e lo brevetto :D


Il mini condizionatore per PC è già stato inventato.

Guarda che non serve essere ingegneri per brevettare qualcosa

Il mini condizionatore per PC è già stato inventato.
Non si tratta di condizionamento, non ci sono compressori che richiedono energia e nemmeno pompe per alimentare un circuito di raffreddamento come nei sistemi a liquido, come dicevo il sistema è semplicissimo, basta applicare 2/3 concetti di fisica e macchine.....infatti mi stupisco che non ci abbia ancora pensato nessuno, per me è stata la prima cosa a cui ho pensato :doh:

Guarda che non serve essere ingegneri per brevettare qualcosa

già, ma immaginando come funzionano le cose negli uffici brevetti poter firmare Ing. Tizio Caio piuttosto che solo Tizio Caio, credo possa fare la differenza. E cmq ho aspettato 4 anni, posso sempre aspettare altre 4 settimane :D

già, ma immaginando come funzionano le cose negli uffici brevetti poter firmare Ing. Tizio Caio piuttosto che solo Tizio Caio, credo possa fare la differenza. E cmq ho aspettato 4 anni, posso sempre aspettare altre 4 settimane :D

Nel caso si tratta di "oliare" il fatto che uno sia prof. Ing. Dott. Grand. Figl. etc. non vuol dire niente.

Mi chiedo quale possa essere l' impdenza che pone un sistema di microtubazioni al flusso del liquido.
Prob. tale sistema richiederà una pompa ben performante.
magari non usano nessuna pompa e sfruttano la capillarità :)

EEEEEEEEEEEEEEEEEhhhh ...ne è passato di tempo da quando la IBM produceva solo fucili per le armate alleate.. roba da matti studiare la storia.. :(

Non si tratta di condizionamento, non ci sono compressori che richiedono energia e nemmeno pompe per alimentare un circuito di raffreddamento come nei sistemi a liquido, come dicevo il sistema è semplicissimo, basta applicare 2/3 concetti di fisica e macchine.....infatti mi stupisco che non ci abbia ancora pensato nessuno, per me è stata la prima cosa a cui ho pensato :doh:
sara mica l'inversione del ciclo di carnot tramite energia elettrica :asd:

Però nelle microramificazioni ci deve entrare la sostanza che si occupa di dissipare e smaltire il calore, allontanandolo dal chip. Se ci resta l'aria e forma delle "microsacche" col cavolo che il sistema diventa più efficiente.. certo, se le microramificazioni fossero perfettamente "copiate" dall'elemento dissipante metallico, allora si aumenterebbela superficie di contatto tra processore e dissipatore.. se invece le lacune sono riempite dalla comune pasta siliconica, non credo che lo scambio possa essere ottimale. Magari hannno inventato una super-pasta termica! :)
probabilmente faranno delle superfici a dente di sega accoppiate.

probabilmente faranno delle superfici a dente di sega accoppiate.


penso anche io sia cosi'..naturalmente in piccolo

Una superficie a dente di sega e' tutt'altro che una superficie frattale. Fare due superfici frattali separate e farle combaciare ad incastro e' fuori discussione. Lo stesso concetto di incastro meccanico e' fuori luogo nel caso in questione poiche' si parla di dimensioni di cutoff inferiore dell'ordine del micron.
Vari tipi di "incastro" si possono ottenere o chimicamente o termicamente (tipo "saldatura"), ecc.

...non ci sono compressori che richiedono energia e nemmeno pompe per alimentare un circuito di raffreddamento come nei sistemi a liquido,...
Mi ricorda i motori Husqvarna che non hanno la pompa dell'olio ma funziona con le vibrazioni (mi pare), infatti in autostrada non ci possono andare perchè grippano :asd:
Spero che tu non stia pensando all'osmosi, coma ha già detto dvd100 :D ;
lasciala provare prima alla Husky... :rotfl:

Mi ricorda i motori Husqvarna che non hanno la pompa dell'olio ma funziona con le vibrazioni (mi pare), infatti in autostrada non ci possono andare perchè grippano :asd:
Spero che tu non stia pensando all'osmosi, coma ha già detto dvd100 :D ;
lasciala provare prima alla Husky... :rotfl:
niente vibrazioni, niente carnot (che c'entra carnot poi? :confused: ), niente parti in movimento (nessun rumore...a parte un probabile sibilo ma credo inudibile all'esterno), niente energia (o quasi)...se fra un paio d'anni ci sarà qualcuno disposto a produrlo saprete chi è stato l'autore :p

se fra un paio d'anni ci sarà qualcuno disposto a produrlo saprete chi è stato l'autore :p
speriamo cosi lo metto nel mio pc :D
sempre se funziona :eek:

niente vibrazioni, niente carnot (che c'entra carnot poi? :confused: ), niente parti in movimento (nessun rumore...a parte un probabile sibilo ma credo inudibile all'esterno), niente energia (o quasi)...

non so perchè ma carnot c'entra sempre :confused:

Carnot, chi era costui? :D

Comunque io mi offro come beta tester, sai ho un Prescotto...

Sibilo? come quello delle caldarroste sul mio procio? :rotfl:

sibillo, come quello prodotto da un tubo di Venturi...

cmq, per raffreddare un corpo caldo, ci vuole un corpo freddo, ed il corpo freddo o lo generi (con le macchine di carnot, effetto peltier ecc), o usi uno gia' disponibile, e per il raffreddamento in continuo, o usi l'aria, o stai vicino ad un fiume o al mare...

comunque non si parla di micro-zinigrature (che aumenterebbero la superficie di contatto, ma anche lo spessore della pasta, se anche il dissipatore non ha le stesse e che combacino perfettamente tra' loro), ma di micro-ramificazioni...

dei solchi applicati su una superficie lappata che servono esclusivamente a stendere uniformemente la pasta di contatto su tutta la superficie, con uno strato di pochi micron, aumentando l'efficenza di questa (che probabilente diventere' un liquido altobollente e non piu' una polvere in amalgama) con fattore decine di volte superiore.

se si pensa che solitamente lo strato e' di almeno un paio di decimi di millimetro, e che la pasta non e' mai uniformemente distribuita, portarlo a 1 centesimo di millimetro significa eliminare gran parte di un corpo che ostacola il trasferimento di calore.

l'ideale sarebbero superfici realmente lappate a decimi di micron (come gli specchi dei telescopi astronomici), senza l'uso di nessun corpo intermedio.. costo astronomico, ma totale continuita' del flusso termico, in quanto la giunzione e' assimilabile ad un corpo continuo.

l'esempio dell'orecchio dell'elefante e' giusto, ma solo per indicare che tipo di ramificazioni si avrebbero (arteria, capillare..)

cmq io guadagnai 5° in overclock lappando a specchio il core di uno spitfire.. ma erano tanti e tanti anni fa'.

EDIT:
sono in errore: da immagini ed illustrazioni trovate su altri siti, la tecnologia si basa proprio su zigrinature, e non ramificazioni...
peccato...
la questione curiosa e' che queste grandi teste hanno voluto produrre un'accoppiata dissipatore/cpu con finiture meccaniche di precisione molto efficente, ma facendo alzare il costo del dissipatore ai livelli di una CPU, per poi dire che cosi' aumentano l'efficenza di dissipazione.. ottimo nella teoria, ma nella pratica i costi del dissipatore aumentano in maniera esponenziale...non credo che le persone siano contente di comprare una CPU da 300$ e poi siano costrette a prendere anche un pezzo di rame da altri 300$ da metterci sopra..
tutto questo per dire che si riesce a smaltire 370W/cm2 su un core da poco piu' di un cm2?
se fanno i core da 2 cm2 con uno smaltimento da 185w/cm2 ottengono lo stesso risultato, senza nemmeno troppi costi supplementari.
mi ricorda la storia che fece AMD con il thoroA e thoroB: aggiunsero 4 mm2 in piu' sul core e trasformarono totalmente quella CPU: un thoro A non riusciva nemmeno a toccare i 1800 mhz, un thoroB arrivava a 2400-2500mhz, un guadagno del 25% a fronte di una maggiorazione dello spazio del 5%..

Per come stanno affamati in questo campo, dubito che non abbiano già pensato a qualsiasi soluzione elementare per raffreddare le moderne cpu...

...wheisback, attento che i brevetti costano, e se poi non funzionano... ;)

se fanno i core da 2 cm2 con uno smaltimento da 185w/cm2 ottengono lo stesso risultato, senza nemmeno troppi costi supplementari.
mi ricorda la storia che fece AMD con il thoroA e thoroB: aggiunsero 4 mm2 in piu' sul core e trasformarono totalmente quella CPU: un thoro A non riusciva nemmeno a toccare i 1800 mhz, un thoroB arrivava a 2400-2500mhz, un guadagno del 25% a fronte di una maggiorazione dello spazio del 5%..
anche un core più grosso ha un suo costo ;)

mi ricorda la storia che fece AMD con il thoroA e thoroB: aggiunsero 4 mm2 in piu' sul core e trasformarono totalmente quella CPU: un thoro A non riusciva nemmeno a toccare i 1800 mhz, un thoroB arrivava a 2400-2500mhz, un guadagno del 25% a fronte di una maggiorazione dello spazio del 5%..
Se non ricordo male per arrivare a quelle prestazioni c'erano ottimizzazioni sul core come l'aumento degli strati di "metallizzazione"... :)
O no? :mc:

IBM è sempre stata famosa per ricerche del genere, tipo circuiti che integrano elementi biologici.

Ah! Sono loro che hanno costruito Robocop :mbe:
:D


Bhe.. allora il futuro sarà un circuito di raffreddamento a liquido con waterblock in argento massiccio ( con più condotte di circuiti diversi all'interno per sottrarre calore), cinque/sei pompe ed enormi radiatori dotati di ventole ad altissimo CFM (e dB)

In pratica il circuito di raffreddamento assorbirà più Watt del processore stesso :stordita:

NintendoFan;
SOI c'era gia' con thoroA;
la differenza sostanziale tra' thoroA e thoroB era la disposizione di alcuni circuiti, che provocavano punti caldi che destabilizzavano i processi.
piu' spazio ha consentito di cambiare leggermente i circuiti e renderli piu' stabilili, oltre al fato che a parita' di watt, venivano distribuiti su una superficie maggiore.

sibillo, come quello prodotto da un tubo di Venturi...

cmq, per raffreddare un corpo caldo, ci vuole un corpo freddo, ed il corpo freddo o lo generi (con le macchine di carnot, effetto peltier ecc), o usi uno gia' disponibile, e per il raffreddamento in continuo, o usi l'aria, o stai vicino ad un fiume o al mare...
per raffreddare un corpo caldo ci vuole un corpo freddo? non necessariamente.

Mi vengono in mente i frigoriferi ad assorbimento che per raffreddare aria da 30 a 7 gradi usano vapore a 100 gradi ;)

hai verificato che non sia già brevetato in tutte le salse.... e semmai non utilizzato perchè non ritenuto "commerciabile *".

cmq in bocca al lupo per l'esame. ciao


EDIT: "* di interesse commerciale"