Сейчас на сайте
Сейчас на сайте 0 пользователей и 0 гостей.

Использование криогенных систем

Впрочем, бывают случаи, когда даже такого уровня охлаждения оказывается недостаточно. Сегодня мощность чипов наращивается всем известным образом - за счет уменьшения размеров транзисторов, увеличения их количества, и отношения напряжение/размер транзистора. Между тем, еще несколько десятков лет тому назад проводились серьезные исследования на тему влияния низких температур на работу электронных схем. Комбинация получилась идеальная: производительность работы увеличивалась, за счет уменьшения времени переключения транзистора и сопротивления межтранзисторных соединений, одновременно повышалась надежность за счет увеличения времени жизни и уменьшения количества отказов. Таким образом, есть и альтернативный вариант для увеличения производительности чипов - достаточно охладить их до весьма низких температур. Чем, кстати, и пользуются их производители, когда им надо показать потенциал своего детища - достаточно применить жидкий азот.

Как показывают результаты опытов, в среднем, в зависимости от характеристик чипа, можно говорить где-то о приросте 1-3 процентов производительности CMOS транзисторов на снижение температуры на каждые 10 градусов Цельсия. Это не мало - снизив температуру чипа, к примеру, с 60 градусов выше нуля до 40 градусов ниже нуля, как это вполне успешно делает сегодня Kryotech, получается суммарное снижение в 100 градусов Цельсия, а это - уже добавка 10%-30% к производительности, что на сегодняшний день для центральных процессоров дает прирост в сотни мегагерц.

Впрочем, так уж сложилось на сегодняшний день, что ускорение чипов традиционными методами считается более дешевым и простым вариантом, так что производители предпочитают вкладывать миллиарды долларов в совершенствование техпроцессов, а более-менее заметными примерами использования криогенных методов охлаждения с использованием компрессоров (схема, наподобие которой работают кондиционер и холодильник), являются разве что Kryotech со своими системами на базе Athlon, да IBM, с некоторыми из своих серверов.

В настоящее время такой метод криогенного охлаждения используется в коммерческих ПК, т.к. потенциально способен давать охлаждение до температур сжижения газов (ниже -200 0 С). Метод основан на использовании легкоиспаряющихся жидкостей и на том, что такие жидкости при расширении охлаждаются (предварительно же эти самые пары сжимают при использовании компрессора). В конденсаторе, расширяясь, они отдают тепло (как от чипа, так и то, что было получено при сжатии), конденсируясь обратно во влагу, которая вновь идет в прилегающую к чипу пластину для того, чтобы в очередной раз испариться.

Тем не менее, как уже говорилось, несмотря на всю потенциальную мощность такого подхода, применяется он не так уж и часто. В чем-то такая позиция обоснована, т.к. вода и чипы - понятия не совместимые, так что любое использование жидкостных систем охлаждения для производителей PC является достаточно хлопотным занятием. Необходимо тщательно отслеживать вопросы, связанные с герметичностью, появлением конденсата, и т.д.

Можно добавить сюда довольно большой занимаемый объем в корпусе PC и достаточно высокую стоимость, и становится понятным, почему этот метод охлаждения не получил до сих пор массового признания. Возможно через несколько лет, когда температура чипов поднимется до той точки, когда потребуются новые методы охлаждения, эти соображения особой роли играть не будут, более того, в ход пойдут и еще более экстремальные технологии, основанные уже на применении "открытой жидкости", не загнанной в различные резервуары, а имеющей прямой контакт с чипом.