IBM sulle orme della Natura per nuovi sistemi di raffreddamento

IBM sulle orme della Natura per nuovi sistemi di raffreddamento

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

di Alessandro Bordin pubblicata il , alle 10:30 nel canale Processori
IBM
 

Alcuni ricercatori di IBM, dislocati in Sivzzera a Zurigo, hanno annunciato due nuove vie da percorrere per ottenere un adeguato raffreddamento degli attuali microprocessori. E' opinione diffusa e provata che gli attuali microprocessori, e non solo le comuni CPU, hanno raggiunto un livello di consumo energetico e di conseguenza anche di calore prodotto in grado di creare seri grattacapi a chi si occupa di sistemi di raffreddamento.

Le recenti politiche di risparmio energetico, che accomunano le recenti piattaforme di Intel e AMD, vanno sicuramente nella giusta direzione, ma il problema si ripresenterà presto, in quanto avere un migliore rapporto performance per Watt non significa che i Watt necessari non aumenteranno in futuro. EETimes spiega le due strategie ideate da IBM, che prendono esempio dalla Natura per ottimizzare la dissipazione termica.

La prima strategia, molto vicina alla realizzazione pratica, prevede l'adozione di microramificazioni su una o entrambe le superfici aderenti di processore e dissipatore. Una soluzione di questo tipo permette alla pasta temoconduttiva, tipicamente utilizzata fra i due componenti, di distribuirsi molto meglio e garantire benefici in termini di dissipazione per unità di superificie almeno 7 volte superiori rispetto alle tradizionali finiture lisce, garantendo la dissipazione di quasi 400W per centimetro quadro. Sfruttare molte micro-ramificazioni in una superficie per ottenere un miglior raffreddamento è uno stratagemma molto comune in Natura ed utilizzato sia dai vegetali che dagli animali.

La seconda soluzione, identica per principio ispiratore, prevede l'utilizzo di sistemi di raffreddamento a liquido al posto dell'aria, che stenta già ora a garantire risultati pienamente soddisfacenti, almeno in alcune soluzioni ad alte prestazioni. Gli appassionati potranno far notare che questa è la scoperta ... dell'acqua calda, ma così non è. IBM affronta il raffreddamento a liquido in maniera diversa rispetto a quanto è possibile osservare attualmente.

I ricercatori di IBM prendono spunto dal sistema delle piante (ma anche delle orecchie degli elefanti o della circolazione periferica dell'uomo e altro ancora): realizzare un circuito chiuso in grado di far passare il liquido caldo in arrivo dalla CPU attraverso un sistema esterno di ben 50.000 microtubazioni, che ne aumenterebbero sensibilmente la capacità di dissipazione. Il ciclo ovviamente si chiuderebbe con il ritorno del liquido nella zona del processore e via dicendo. Il concetto di radiatore portato all'estremo insomma, che permetterebbe però di aumentare enormemente la capacità di raffreddamento garantita anche dagli attuali sistemi a liquido.

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43 Commenti
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downloader28 Ottobre 2006, 10:58 #1
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
GortiZ28 Ottobre 2006, 11:02 #2
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.
spetro28 Ottobre 2006, 11:03 #3
Quando ho visto la foto dell'elefante ho pensato che ne usassero l'enorme quantità di escrementi prodotti come nuova pasta termoconduttiva!

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...
bartolino320028 Ottobre 2006, 11:04 #4
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.
Gerardo Emanuele Giorgio28 Ottobre 2006, 11:04 #5
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.
bartolino320028 Ottobre 2006, 11:06 #6
Originariamente inviato da: spetro
Quando ho visto la foto dell'elefante ho pensato che ne usassero l'enorme quantità di escrementi prodotti come nuova pasta termoconduttiva!

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
bartolino320028 Ottobre 2006, 11:10 #7
Originariamente inviato da: Gerardo Emanuele Giorgio
...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...
Gerardo Emanuele Giorgio28 Ottobre 2006, 11:13 #8
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.
Special28 Ottobre 2006, 11:57 #9
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"??????
metallus8428 Ottobre 2006, 12:11 #10
Originariamente inviato da: Special
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

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