Приходилось ли вам подкладывать под ваш мобильный ПК подушку или книгу из-за того, что устройство очень сильно нагревается и обжигает вам колени? Мелькала ли у вас в голове мысль запереть системный блок вашего игрового настольного ПК в шкаф, чтобы производимый им шум не раздражал вас так сильно, когда вы играете в Crysis? Мечтали ли вы о том, чтобы поскорее наступила зима, когда, заходя в серверную комнату, вы в очередной раз были вынуждены констатировать поломку кондиционеров? Инженеры корпорации Intel работают над решением «термических» проблем, связанных с работой мобильных устройств, настольных компьютеров и серверных платформ. Специалисты проектируют, тестируют и внедряют технологии снижения тепловыделения, позволяющие OEM-производителям и поставщикам готовых решений максимально эффективно использовать компоненты, созданные корпорацией Intel.
Ультрахолодный ноутбук
Разработка, производство и внедрение все более тонких, доступных и исключительно мобильных ПК рождают новые проблемы в областях эргономики, электропитания и использования стандартных форм-факторов. Ограниченность доступного пространства и электрической мощности для питания охлаждающих вентиляторов или других систем активного охлаждения означает, что подобные ПК должны оснащаться процессорами с пониженным энергопотреблением.
Однако, зачастую, применение таких процессоров означает снижение тактовой частоты процессора и уменьшение его производительности. Альтернативой может служить развитие более совершенных технологий охлаждения, благодаря которым могут использоваться даже высокопроизводительные процессоры, причем без чрезмерно быстрого расхода заряда батареи и без значительного увеличения уровня шума.
Ребристые поверхности панелей. «Одной из самых насущных задач при проектировании тепловой схемы ноутбуков является обеспечение достаточно невысокой температуры нижней поверхности устройства», – объясняет Раджив Монгия (Rajiv Mongia), руководитель команды разработчиков технологий оптимизации тепловыделения в подразделении Mobility Platforms Group корпорации Intel. Его предложение по использованию ребристых панелей для охлаждения нижней плоскости мобильных компьютеров (аналогично тому, как это делается для охлаждения турбин реактивных самолетов) основано на прошлом опыте работы в области аэрокосмических технологий. Чтобы продемонстрировать, каким образом использование таких решений помогает снизить температуру нижней поверхности на 2—8°C, Монгия интенсивно работает с Анандарупом Бхаттачарья (Anandaroop Bhattacharya), теплотехником индийского филиала корпорации Intel, в сотрудничестве с которым уже достигнуты определенные успехи.
Охлаждение через клавиатуру без опасности короткого замыкания. На Форуме Intel для разработчиков в Тайбее в октябре 2007 года Мули Иден (Mooly Eden), вице-президент и генеральный менеджер подразделения Mobile Platforms Group корпорации Intel, демонстрируя возможности новых разработок, вылил немало воды на клавиатуру мобильного компьютера, который не только оставался сухим, но и отлично работал. Чтобы создать «волшебную» технологию, позволяющую воздуху свободно проникать через клавиатуру к внутренним компонентам и в то же время сохраняющую непроницаемость клавиатуры для жидкостей, команда Раджива Монгии сотрудничала с несколькими компаниями-партнерами.
Резонансный лопастной охладитель Akomeogi. Йоан Социк (Ioan Sauciuc), старший теплотехник подразделения Assembly and Test Technology Development корпорации Intel, разрабатывает проект однолопастного охладителя, работающего по принципу резонанса. На эту идею его подтолкнула концепция Akomeogi, японского складывающегося веера. Лопасть прикрепляется к простому пьезоэлектрическому элементу, генерирующему резонансную частоту лопасти и тем самым заставляющему ее колебаться. Социк разрабатывает эту технологию для применения в недорогих мобильных устройствах, стоимость которых может быть снижена за счет меньших затрат материалов и пониженного энергопотребления.
%%%
Водородно-керамический разгон
Как известно, для обеспечения безопасности и надежности процессоры Intel оснащаются интеллектуальными средствами контроля температуры, которые периодически уменьшают тактовую частоту процессора для снижения тепловыделения. Это означает, что процессор может работать в полную силу лишь часть времени, необходимого для выполнения требовательного к ресурсам задания.
«Водородно-керамическая система прошла путь от концепции до готового устройства всего за год, что является неслыханным для нашей отрасли, – говорит Социк. — Этот прорыв стал возможным только благодаря тесным отношениям между нашими инженерными группами».
Мини-компрессор
Сегодня уже не является экзотической ситуация, когда любители компьютерных игр используют, помимо настольных компьютеров, мобильные ПК. Однако перед инженерами это ставит задачу максимального увеличения производительности при весьма ограниченном пространстве форм-фактора.
Прохлада центров обработки данных
В отличие от клиентских систем, в информационном центре тепло, выделяемое серверами, должно быть не только отведено от каждого процессора и от каждого сервера, но и целиком выведено из здания.
Требования к охлаждению информационных центров выросли вместе с увеличением плотности размещения вычислительных элементов в центрах обработки данных – т. е. числа серверов, размещенных в одном помещении на единицу площади. Например, стандартная 6-футовая (1,5 метра) стойка может вмещать до 42 серверов форм-фактора 1U (U – единица пространства в серверных стойках, равная 1,75 дюйма, или 4,375 см). Для питания этого оборудования необходима мощность примерно в 16 кВт. С другой стороны, при использовании blade-серверов та же стойка может вместить 64 сервера, что приведет к увеличению необходимой мощности питания до 30 кВт.
«Старое правило гласит, что на каждый ватт электроэнергии для питания сервера необходим еще один ватт на его охлаждение, – говорит Майк Паттерсон (Mike Patterson), старший архитектор тепловых систем отдела Eco-Technology Program Office подразделения Digital Enterprise Group корпорации Intel. — Целью нашей работы по повышению энергоэффективности информационных центров является уменьшение этого коэффициента с 2 до 1,6 или даже 1,4». Чтобы преодолеть эту проблему, Паттерсон использует свой опыт разработки производственных сооружений и охлаждения серверных платформ.
