Tecnologia di raffreddamento TEC
Con la continua ricerca della potenza di calcolo umana, sempre più transistor vengono inseriti nel chip di calcolo. La densità di ciascuna unità di calcolo sta aumentando. Allo stesso tempo, una frequenza più alta porta anche una tensione di lavoro e un consumo energetico più elevati per il chip. Si può prevedere che nei prossimi anni continueremo a perseguire il miglioramento delle prestazioni di calcolo del chip, il che significa anche che dobbiamo anche risolvere continuamente il problema termico della temperatura del chip.
La tecnologia di raffreddamento TEC basata sul principio dell'effetto termoelettrico è un nuovo metodo di raffreddamento con elevata controllabilità, semplicità d'uso e basso costo. È stato gradualmente utilizzato nel campo della dissipazione del calore.
L'effetto termoelettrico è una conversione diretta della tensione generata dalla differenza di temperatura e viceversa. In poche parole un dispositivo termoelettrico, quando c'è una differenza di temperatura tra le due estremità, produrrà una tensione, e quando viene applicata una tensione, produrrà anche una differenza di temperatura. Questo effetto può essere utilizzato per generare energia elettrica, misurare la temperatura e raffreddare o riscaldare oggetti. Poiché la direzione del riscaldamento o del raffreddamento dipende dalla tensione applicata, i dispositivi termoelettrici rendono molto semplice il controllo della temperatura.
Rispetto al raffreddamento ad aria tradizionale e al raffreddamento a liquido, il raffreddamento dei chip di refrigerazione a semiconduttore presenta i seguenti vantaggi:
1. La temperatura può essere ridotta al di sotto della temperatura ambiente;
2. Controllo accurato della temperatura (utilizzando un circuito di controllo della temperatura a circuito chiuso, la precisione può raggiungere ± 0.1 gradi);
3. Elevata affidabilità (i componenti di refrigerazione sono dispositivi solidi senza parti mobili, con una durata di oltre 200000 ore e un basso tasso di guasto);
4. Nessun rumore di lavoro.
Sfida di raffreddamento TEC:
1. Attualmente, il coefficiente di refrigerazione del semiconduttore è piccolo e l'energia consumata durante la refrigerazione è molto maggiore della capacità di refrigerazione. Il rapporto di consumo energetico del radiatore Tec è troppo basso e il radiatore Tec non può diventare la soluzione di raffreddamento tradizionale in questa fase.
2. Quando la lama di refrigerazione TEC è in funzione, necessita di un'efficace dissipazione del calore all'estremità calda mentre si raffredda all'estremità fredda. Vale a dire, se il dispositivo di refrigerazione TEC desidera eseguire la refrigerazione ad alta potenza e l'uscita alla CPU per la dissipazione del calore, deve anche essere continuamente dissipato, con conseguente incapacità del tec ad alta potenza di funzionare in modo indipendente.
3. L'umidità nell'aria è facile da formare condensa nelle parti al di sotto della temperatura ambiente a fronte della grande differenza di temperatura ambientale prodotta da tec. È necessario progettare un certo ambiente di tenuta attorno al processore per evitare il rischio di condensa e danni ai componenti della scheda principale.
Con il miglioramento del processo, la densità del transistor aumenta e l'area del die del pacchetto del core della CPU diventa sempre più piccola. Secondo il principio della termodinamica, quando l'area di conduzione del calore è più piccola, è necessaria una maggiore differenza di temperatura per mantenere le prestazioni di conduzione del calore. La forma di raffreddamento tradizionale con una minore differenza di temperatura non può risolvere questo problema. Anche se il consumo energetico della CPU non è elevato, accumulerà comunque seriamente calore, determinando un limite di frequenza troppo basso. Tec ha naturalmente un grande attributo di differenza di temperatura (la temperatura all'estremità dell'assorbimento di calore può facilmente raggiungere - 20 gradi ), che potrebbe essere la soluzione migliore per risolvere il problema della piccola area e dell'elevata conduzione del calore.
