計(jì)算機(jī)硬件圖像庫(kù) 普渡大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的科學(xué)家正在開發(fā)一種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，希望能夠?qū)ξ⑻幚砥饔?jì)算機(jī)芯片進(jìn)行空調(diào)處理。查看更多 電腦硬件圖片.

　　文物圖片/蓋蒂圖片社在夏季炎熱的幾個(gè)月里，許多人呆在室內(nèi)以避免出汗和 灼傷，而是享受空調(diào)公寓或房屋的涼爽舒適。雖然沒(méi)有任何冷卻系統(tǒng)的房間會(huì)感到悶熱和不舒服，但空調(diào)為我們提供了舒適的 70 度溫度。

　　您生活空間中的空調(diào)就像廚房中的冰箱一樣工作 - 它使用類似的液體，氣體和冷卻系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生更低的溫度。這兩種技術(shù)不是簡(jiǎn)單地像風(fēng)扇一樣循環(huán)空氣，而是通過(guò)實(shí)際從指定區(qū)域帶走熱量來(lái)工作。壓縮機(jī)壓縮稱為制冷劑的冷氣，使其變熱。熱氣體流經(jīng)一組熱盤管并凝結(jié)成液體，直到到達(dá)膨脹閥。閥門通過(guò)蒸發(fā)將液體變回冷氣體;然后氣體流經(jīng)另一組線圈。第二組冷卻盤管面向需要空調(diào)的區(qū)域，吸收任何暖空氣來(lái)冷卻公寓或冰箱。

　　當(dāng)然，最大的區(qū)別在于冰箱中的冷卻系統(tǒng)是一個(gè)封閉的小盒子。一旦關(guān)閉，門就會(huì)將冷空氣困在里面，以長(zhǎng)時(shí)間保持食物和飲料的新鮮。另一方面，公寓的空調(diào)負(fù)責(zé)冷卻更大的空間。公寓的墻壁和門就像冰箱門一樣，防止冷空氣逸出。

　　但是，如果工程師們把空調(diào)中使用的技術(shù)應(yīng)用到更小的尺度上——比如微觀尺度呢?由Issam Mudawar教授領(lǐng)導(dǎo)的普渡大學(xué)機(jī)械工程大學(xué)的科學(xué)家正在開發(fā)一種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用空調(diào)系統(tǒng)的冷卻技術(shù)來(lái)冷卻小型，辛勤工作的計(jì)算機(jī)芯片。

　　空調(diào)計(jì)算機(jī)芯片是如何工作的，尤其是在如此小的范圍內(nèi)?您很快就會(huì)在以下位置找到空調(diào)系統(tǒng) 個(gè)人電腦，或者計(jì)算機(jī)甚至變得足夠熱，需要如此高效的技術(shù)?如果沒(méi)有，什么樣的計(jì)算機(jī)芯片實(shí)際上需要空調(diào)?

　　CPU 冷卻：微通道和微噴嘴

　　一名火控員在伊利湖號(hào)航空母艦上進(jìn)行彈道導(dǎo)彈防御演習(xí)期間操作雷達(dá)系統(tǒng)控制。有朝一日，空調(diào)技術(shù)可能會(huì)冷卻運(yùn)行這些類型武器系統(tǒng)的微處理器。

　　邁克爾·海特/美國(guó)海軍通過(guò) 蓋蒂圖片社我們都會(huì)攜帶空調(diào)嗎 筆記本 電腦 在不久的將來(lái)和我們?cè)谝黄?這是極不可能的;它不僅會(huì)使計(jì)算機(jī)貴幾倍，而且完全沒(méi)有必要。 微處理器 在我們的個(gè)人電腦中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量 - 如果你曾經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用大腿上的筆記本電腦，那么一段時(shí)間后你很可能會(huì)注意到機(jī)器的底部摸起來(lái)很溫暖。

　　個(gè)人計(jì)算機(jī)每半平方英寸的微處理器產(chǎn)生的熱量永遠(yuǎn)不會(huì)超過(guò)100瓦[來(lái)源： 卡拉漢].這就是為什么內(nèi)部風(fēng)扇(計(jì)算機(jī)打開時(shí)聽到的嗡嗡聲)以及對(duì)空間和材料的巧妙利用足以防止臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦崩潰的原因。

　　普渡大學(xué)團(tuán)隊(duì)希望冷卻的設(shè)備并不是我們微不足道的個(gè)人電腦。相反，空調(diào)研究是針對(duì) 高通量熱管理，與用于武器系統(tǒng)和防御設(shè)備(如雷達(dá)，定向能激光和微波武器以及航空電子設(shè)備)的更復(fù)雜的計(jì)算系統(tǒng)相關(guān)的加熱問(wèn)題。

　　隨著這些系統(tǒng)的微處理器變得更小、更強(qiáng)大，產(chǎn)生的熱量也急劇增加——專家預(yù)計(jì)未來(lái)防御系統(tǒng)的熱通量將達(dá)到每半英寸1000瓦以上，或者是強(qiáng)大的家用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的熱量的10倍。 卡拉漢].這不僅是對(duì)電力的極大浪費(fèi)，而且這種系統(tǒng)的崩潰可能會(huì)損壞昂貴的設(shè)備，并可能對(duì)操作它的人造成很大的傷害。

　　新的空調(diào)芯片冷卻系統(tǒng)將嘗試通過(guò)結(jié)合兩種突出的冷卻技術(shù)將溫度降低到不超過(guò)257華氏度： 微通道 和 微型噴氣機(jī) (或噴射撞擊)。計(jì)算機(jī)芯片的表面將被微通道切割，微通道只是大約三毫米深的非常小的凹槽，并覆蓋著用微射流或小孔打孔的金屬板。系統(tǒng)將泵送 氫氟碳化物，與傳統(tǒng)空調(diào)中使用的相同液體，通過(guò)微射流進(jìn)入微通道。HFCs將在凹槽內(nèi)蒸發(fā)，冷卻芯片，并通過(guò)一個(gè)小回路循環(huán)。

　　該校已從海軍研究辦公室獲得50萬(wàn)美元，盡管這一概念仍處于實(shí)驗(yàn)階段，但普渡大學(xué)的科學(xué)家希望在不久的將來(lái)與國(guó)防承包商合作，進(jìn)一步開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。