Un ordinateur portable refroidi par le vent ionique

Quiconque utilise un ordinateur portable connaît le ronronnement du ventilateur lorsqu'il se met en marche lorsque la température du processeur atteint environ 100 ° F. Alors que les ordinateurs portables et autres appareils électroniques sont devenus plus petits et plus minces, les chercheurs ont commencé à rechercher des méthodes de refroidissement alternatives qui ajoutent moins de volume et sont plus silencieuses.

Refroidissement: Ces images infrarouges montrent le système de refroidissement ionique de Tessera en action. Une fois l'appareil allumé, un panache d'air évacue la chaleur du système.

Une nouvelle idée consiste à refroidir un système en utilisant des ions pour pousser les molécules d'air à travers un microprocesseur chaud, créant ainsi une brise rafraîchissante. Les systèmes dits de refroidissement ionique ont déjà été démontrés dans des laboratoires de recherche, mais maintenant Carte , une société internationale d'emballage de puces basée à San Jose, en Californie, a fait la démonstration d'un système de refroidissement ionique intégré dans un ordinateur portable fonctionnel.

Des chercheurs de Tessera et de l'Université de Washington ont présenté les détails du système de refroidissement ionique au Symposium semi-thermique IEEE en mars. Le système peut extraire environ 30 % de chaleur en plus d'un ordinateur portable qu'un ventilateur conventionnel, et les tests en laboratoire montrent qu'il pourrait potentiellement consommer deux fois moins d'énergie, selon la société.

Le refroidisseur ionique est basé sur des travaux réalisés à l'origine en 2006 par Alexandre Mamishev , professeur de génie électrique à l'Université de Washington, et ses collègues. L'année dernière, Tessera a autorisé la technologie, et la société l'a depuis modifiée pour l'adapter à un ordinateur portable. En plus d'éliminer la chaleur plus efficacement qu'un ventilateur, il a un fonctionnement silencieux - aucune pièce mobile, dit Mamishev. C'est une étape importante.

Les premiers travaux se sont concentrés sur les principes, explique Ken Honer, directeur de la recherche et du développement chez Tessera. Nous nous concentrons maintenant sur son optimisation et son intégration dans de petits facteurs de forme. Cela inclut non seulement les ordinateurs portables, mais également les systèmes de jeu, les projecteurs et les serveurs, dit-il.

Les développements de Tessera montrent certainement le potentiel du refroidissement EHD, selon Suresh Garimella , qui est professeur de génie électrique à Purdue et directeur de l'université Centre de recherche sur les technologies de refroidissement . Leurs résultats sont une étape positive pour cette technologie.

Le refroidisseur ionique de Tessera se trouve près d'un évent à l'intérieur de l'ordinateur portable. Les caloducs, qui transfèrent la chaleur en utilisant l'évaporation et la condensation d'un fluide, évacuent la chaleur des unités de traitement de l'ordinateur vers le système de refroidissement ionique. À l'intérieur du dispositif de refroidissement ionique se trouvent deux électrodes : une qui ionise les molécules d'air telles que l'azote, et une autre qui agit comme un récepteur pour ces molécules. Lorsqu'une tension est appliquée entre les deux électrodes, les ions s'écoulent de l'électrode émettrice vers le collecteur. Au fur et à mesure qu'ils se déplacent, leur élan pousse des molécules d'air neutres à travers un point chaud, le refroidissant.

L'un des principaux défis de l'intégration d'un système de refroidissement ionique dans un ordinateur portable était de concevoir un convertisseur de tension suffisamment compact capable de convertir les 12 volts CC de la batterie de l'ordinateur portable en environ 3 000 volts nécessaires pour faire fonctionner le refroidisseur. À l'aide d'une alimentation électrique à partir d'une lampe fluorescente à cathode froide, les ingénieurs de l'entreprise ont pu construire une alimentation de seulement trois centimètres carrés.

Tessera n'est pas la seule entreprise à considérer la brise ionique comme un moyen de refroidir les appareils électroniques grand public. Des chercheurs du propre laboratoire de Garimella à Purdue ont démontré une technologie similaire, qui est développée commercialement par une jeune entreprise de la Silicon Valley appelée Ventiva.

Cependant, aucune de ces technologies n'est tout à fait prête pour la prochaine génération d'ordinateurs portables. Un défi majeur sera d'assurer la fiabilité des électrodes. Les ordinateurs portables sont conçus pour fonctionner pendant au moins 30 000 heures, et lors des premiers tests du système de refroidissement ionique, certains matériaux d'électrode se sont corrodés trop rapidement. Sans donner de détails, en raison de brevets en instance, Honer dit que les ingénieurs de l'entreprise ont identifié de meilleurs matériaux et se concentrent sur l'optimisation de leur durée de vie.

Un autre obstacle pour la technologie est l'accumulation de poussière. Honer dit que ses ingénieurs essaient de s'assurer que le refroidisseur ionique est aussi insensible à la poussière qu'un ventilateur. Il ajoute qu'une façon de protéger la glacière des particules potentiellement nocives consiste à utiliser un préfiltre.

Selon Craig Mitchell, vice-président senior de la division Interconnexion, composants et matériaux de Tessera, la société prévoit d'être prête à commercialiser l'année prochaine. Mitchell n'a pas pu dire combien coûtera le refroidisseur ionique, mais il a dit que ce serait dans le stade approximatif de l'endroit où il doit être.

Honer prévient, cependant, que la technologie est encore relativement jeune. Il est encore assez tôt dans sa courbe d'adoption, dit-il.

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