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反向運行 LED 能夠冷卻計算機 | Linux 中國

電子產品的小型化正在觸及其極限,部分原因在於熱量管理。許多人現在都在積極地嘗試解決這個問題。其中一種正在探索的途徑是反向運行的 LED。

— Patrick Nelson

 

尋找更有效的冷卻計算機的方法,幾乎與渴望發現更好的電池化學成分一樣,在科學家的研究日程中也處於重要位置。

更多的冷卻手段對於降低成本至關重要。冷卻技術也使得在較小的空間中可以進行更強大的處理,其有限的處理能力應該是進行計算而不是浪費熱量。冷卻技術可以阻止熱量引起的故障,從而延長部件的使用壽命,並且可以促進環保的資料中心 —— 更少的熱量意味著對環境的影響更小。

如何從微處理器中消除熱量是科學家們一直在探索的一個方向,他們認為他們已經提出了一個簡單而不尋常、且反直覺的解決方案。他們說可以運行一個發光二極管(LED)的變體,其電極反轉可以迫使該元件表現得像處於異常低溫下工作一樣。如果將其置於較熱的電子設備旁邊,然後引入納米級間隙,可以使 LED 吸收熱量。

“一旦 LED 反向偏置,它就會像一個非常低溫的物體一樣,吸收光子,”密歇根大學機械工程教授埃德加·梅霍夫在宣佈了這一突破的新聞稿中說。“與此同時,該間隙可防止熱量傳回,從而產生冷卻效果。”

研究人員表示,LED 和相鄰的電子設備(在這種情況下是熱量計,通常用於測量熱能)必須非常接近。他們說他們已經能夠證明達到了每平方米 6 瓦的冷卻功率。他們解釋說,這是差不多是地球錶面所接受到的陽光的能量。

物聯網(IoT)設備和智慧手機可能是最終將受益於這種 LED 改造的電子產品。這兩種設備都需要在更小的空間中容納更多的計算功率。

“從微處理器中可以移除的熱量開始限制在給定空間內容納的功率,”密歇根大學的公告說。

材料科學和冷卻計算機

我之前寫過關於新形式的計算機冷卻的文章。源自材料科學的外來材料是正在探索的想法之一。美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室表示,鈉鉍(Na3Bi)可用於晶體管設計。這種新物質帶電荷,重要的是具有可調節性;但是,它不需要像超導體那樣進行冷卻。

事實上,這是超導體的一個問題。不幸的是,它們比大多數電子設備需要更多的冷卻 —— 通過極端冷卻消除電阻。

另外,康斯坦茨大學的德國研究人員表示他們很快將擁有超導體驅動的計算機,沒有廢熱。他們計劃使用電子自旋 —— 一種新的電子物理維度,可以提高效率。該大學去年在一份新聞稿中表示,這種方法“顯著降低了計算中心的能耗”。

另一種減少熱量的方法可能是用嵌入在微處理器上的螺旋和迴路來取代傳統的散熱器。賓漢姆頓大學的科學家們表示,印在芯片上的微小通道可以為冷卻劑提供單獨的通道。

康斯坦茨大學說:“半導體技術的小型化正在接近其物理極限。”熱管理現在被科學家提上了議事日程。這是“小型化的一大挑戰”。

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