Processor gekoeld door draaiende heatsink

41 reacties

Uit onderzoek van de Sandia National Laboratories is gebleken dat er een veel betere manier van processorkoeling bestaat dan de nu vaak toegepaste methode: het rondblazen van lucht door middel van ventilators. De door het instituut ontwikkelde koeler heeft namelijk geen fan(s), maar maakt gebruik van een heatsink die door een motor 5000 keer per minuut wordt geroteerd. Volgens de onderzoekers is de "Air Bearing Heat Exchanger" een stuk efficiënter, zuiniger én stiller dan conventionele luchtkoeling.

De koelcapaciteit van huidige koelers wordt vaak beperkt door een laag lucht die tegen de ventilatorvinnen "plakt". Deze lucht veroorzaakt een isolerende laag, die voorkomt dat er nieuwe koele lucht wordt aangezogen. De Air Bearing Heat Exchanger is dusdanig ontworpen dat dit effect sterk wordt verminderd. Op een lage rotatiesnelheid wordt het isolerende effect tot tienmaal verminderd en als de heatsink op een hoge snelheid draait, zou dit probleem zelfs compleet verdwijnen.

Het geheel bestaat uit een vaste plaat die op de processor is gemonteerd met daarbovenop een roterend koelblok. Het koelblok is gemaakt uit aluminium en bestaat uit een grote hoeveelheid gedraaide lamellen met een tussenruimte van 2,4 mm. De heatsink wordt rond gedraaid door een bostelloze motor die zich midden in de constructie bevindt. Met een diameter van 10 cm en een hoogte van 1,5 cm is de koeler aanzienlijk kleiner dan de Scythe Mugens van deze tijd. Door de aluminium constructie en de motor komt het totaalgewicht op 572 gram.

De werking van het apparaat is relatief eenvoudig: verse lucht wordt van boven aangezogen en beweegt zich vervolgens tussen de verschillende lamellen door, wat zorgt voor de benodigde warmteopname. Aan het einde van de schachten wordt de warme lucht met een hoge snelheid uit de koeler geslingerd. Met deze oplossing wordt voorkomen dat lucht eventueel blijft plakken, waardoor de koelprestaties worden vergroot, en tevens zou het hierdoor immuun zijn voor stofophoping. De efficiëntere koeling zorgt er bovendien voor dat het energieverbruik zeer beperkt blijft. Een derde voordeel is dat lucht zich veel aerodynamischer door de lamellen beweegt, waardoor de koeler ook relatief stil is.

De ontwikkelaars hebben het ontwerp zowel met open als gesloten bovenzijde getest. Hoewel je van het prototype met gesloten bovenkant een soort luchttunneleffect zou verwachten, toonden de resultaten een lagere efficiëntie en een hogere geluidsproductie aan en geen verbetering in de koelprestaties. De onderzoekers maken verder duidelijk dat er bij volgende prototypes nog enkele zaken zullen worden aangepast. Het eerste prototype had namelijk een thermische weerstand van 0,2 °C/W, wat al een bijzonder lage waarde is (lager is beter). Luchtkoelers die momenteel op de markt te vinden zijn hebben namelijk een weerstand van tussen de 0,6 en 0,9 °C/W. Om deze weerstand nog verder terug te dringen zullen de lamellen worden verhoogd en zal de basisplaat worden verdund. Daarmee moet naar verwachting een thermische weerstand van 0,1 °C/W behaald kunnen worden.

In het persbericht wordt vooral gesproken over de toepassing van dit product in datacenters. De onderzoekers noemen de Air Bearing Heat Exchanger echter ook veelbelovend voor (game) pc’s, laptops, consoles en andere elektrische apparatuur, mede dankzij de beperkte afmetingen. Sandia is nu in overleg met verschillende partners om het product op de markt te kunnen brengen.

De Air Bearing Heat Exchanger bestaat uit een basisplaat met daarbovenop een roterend koelblok; een variant met gesloten bovenzijde (rechtsonder) werd ook getest, maar bleek geen toegevoegde waarde te heben

Bronnen: Tech Report, Sandia National Laboratories

« Vorig bericht Volgend bericht »
0
*