Un laptop raffreddato con vento ionico

Chiunque utilizzi un laptop avrà familiarità con il ronzio che emette la ventola quando si attiva quando la temperatura del processore raggiunge circa 100 ° F. Poiché i laptop e altri dispositivi elettronici sono diventati più piccoli e sottili, i ricercatori hanno iniziato a cercare metodi di raffreddamento alternativi che aggiungano meno ingombro e siano più silenziosi.

Raffreddamento: Queste immagini a infrarossi mostrano il sistema di raffreddamento ionico di Tessera in azione. Dopo l'accensione del dispositivo, un pennacchio d'aria allontana il calore dal sistema.

Una nuova idea è quella di raffreddare un sistema utilizzando ioni per spingere le molecole d'aria attraverso un microprocessore caldo, creando così una brezza di raffreddamento. I cosiddetti sistemi di raffreddamento ionico sono stati dimostrati nei laboratori di ricerca prima, ma ora Tessera , un'azienda internazionale di confezionamento di chip con sede a San Jose, in California, ha dimostrato un sistema di raffreddamento ionico integrato in un laptop funzionante.

I ricercatori di Tessera e dell'Università di Washington hanno presentato i dettagli del sistema di raffreddamento ionico al Simposio IEEE Semi-Therm a marzo. Il sistema può estrarre circa il 30% in più di calore da un laptop rispetto a una ventola convenzionale e i test di laboratorio mostrano che potrebbe potenzialmente consumare solo la metà della potenza, afferma la società.

Il dispositivo di raffreddamento ionico si basa su un lavoro originariamente svolto nel 2006 da Alessandro Mamishev , professore di ingegneria elettrica presso l'Università di Washington, e i suoi colleghi. L'anno scorso, Tessera ha concesso in licenza la tecnologia e da allora l'azienda l'ha modificata per adattarla a un laptop. Oltre a rimuovere il calore in modo più efficiente di una ventola, ha un funzionamento silenzioso, senza parti mobili, afferma Mamishev. Questo è un grande traguardo.

I primi lavori si sono concentrati sui principi, afferma Ken Honer, direttore della ricerca e sviluppo di Tessera. Ora ci concentriamo sull'ottimizzazione e sull'adattamento in fattori di forma ridotti. Ciò include non solo i notebook, ma anche i sistemi di gioco, i proiettori e i server, afferma.

Gli sviluppi di Tessera mostrano certamente il potenziale per il raffreddamento EHD, afferma Suresh Garimella , che è un professore di ingegneria elettrica a Purdue e direttore dell'università's Centro di ricerca sulle tecnologie di raffreddamento . I loro risultati sono un passo positivo per questa tecnologia.

Il dispositivo di raffreddamento ionico di Tessera si trova vicino a una presa d'aria all'interno del laptop. I tubi di calore, che trasferiscono il calore utilizzando l'evaporazione e la condensazione di un fluido, allontanano il calore dalle unità di elaborazione del computer e verso il sistema di raffreddamento ionico. All'interno del dispositivo di raffreddamento ionico ci sono due elettrodi: uno che ionizza le molecole d'aria come l'azoto e un altro che funge da ricevitore per tali molecole. Quando viene applicata una tensione tra i due elettrodi, gli ioni fluiscono dall'elettrodo emettitore al collettore. Mentre si muovono, il loro slancio spinge molecole d'aria neutre attraverso un punto caldo, raffreddandolo.

Una delle sfide principali dell'integrazione di un sistema di raffreddamento ionico in un laptop è stata la progettazione di un convertitore di tensione sufficientemente compatto in grado di convertire i 12 volt CC della batteria del laptop nei circa 3.000 volt necessari per far funzionare il dispositivo di raffreddamento. Utilizzando un alimentatore da una lampada fluorescente a catodo freddo, gli ingegneri dell'azienda sono stati in grado di costruire un alimentatore di soli tre centimetri quadrati.

Tessera non è l'unica azienda che guarda alla brezza ionica come mezzo per raffreddare l'elettronica di consumo. I ricercatori del laboratorio di Garimella a Purdue hanno dimostrato una tecnologia simile, che viene sviluppata commercialmente da una startup della Silicon Valley in fase iniziale chiamata Ventiva.

Tuttavia, nessuna delle due tecnologie è pronta per la prossima generazione di laptop. Una sfida importante sarà garantire l'affidabilità degli elettrodi. I laptop sono costruiti per funzionare per almeno 30.000 ore e nei primi test del sistema di raffreddamento ionico, alcuni materiali degli elettrodi si sono corrosi troppo rapidamente. Senza fornire dettagli, a causa dei brevetti in sospeso, Honer afferma che gli ingegneri dell'azienda hanno identificato materiali migliori e si stanno concentrando sull'ottimizzazione della loro durata.

Un altro ostacolo per la tecnologia è l'accumulo di polvere. Honer afferma che i suoi ingegneri stanno cercando di assicurarsi che il dispositivo di raffreddamento ionico sia insensibile alla polvere come un ventilatore. Aggiunge che un modo per proteggere il refrigeratore da particelle potenzialmente dannose è utilizzare un prefiltro.

Secondo Craig Mitchell, vicepresidente senior della divisione Interconnect, Components e Materials di Tessera, l'azienda prevede di prepararsi alla commercializzazione il prossimo anno. Mitchell non ha saputo dire quanto costerà il dispositivo di raffreddamento ionico, ma ha detto che sarebbe nel campo da baseball di dove dovrebbe essere.

Honer avverte, tuttavia, che la tecnologia è ancora relativamente giovane. È ancora abbastanza presto nella sua curva di adozione, dice.

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