تقنية تبريد مجنونة، غليان الماء لتبريد المعالجات اللإلكترونية
أدى قانون مور إلى طفرة في مجال الإلكترونيات، حيث أصبحت الرقائق أصغر حجمًا وأكثر قوة. لكن هذا الحجم الصغير كان مقابله ثمنا باهظا وهو حرارة أكبر في مساحة أصغر. ومع تطور المعالجات، باتت الطرق التقليدية التي تعمل على نفخ الهواء فوق الجهاز أو استخدام تدفق الماء لتبديد الحرارة غير كافية للتخلص من تلك الحرارة العالية. لكن على ما يبدو فإن الوضع سيتغير قريبا، بعدما اكتشاف باحثون تقنية جديدة لتبريد الأجهزة الخاصة بنا. وفي هذا المقال، سنتعرف على تقنية تبريد مجنونة، غليان الماء لتبريد المعالجات اللإلكترونية.
غليان الماء لتبريد المعالجات اللإلكترونية
تعمل الإلكترونيات على توليد الحرارة، وخاصةً المعالجات عالية الأداء في الهواتف وأجهزة الكمبيوتر. ويمثل تبريد هذه المكونات تحديًا مستمرًا. إلا أن علماء من جامعة طوكيو، اكتشفوا تقنية تبريد ثورية تعتمد على الماء المغلي من أجل تبديد الحرارة بكفاءة وفعالية وتبريد المعالجات الإلكترونية بشكل سلس وسريع كالتالي:
- عندما يتحول الماء إلى بخار، يتم امتصاص كمية الحرارة بشكل كبير.
- الأمر الذي يجعل عملية التبريد أكثر فعالية وأقوى بمقدار 7 مرات من الطرق التقليدية المعتادة.
- كانت المشكلة في صعوبة تمرير البخار عبر القنوات الدقيقة في الرقاقة.
- لحل تلك المشكلة، استخدموا قنوات ميكروية ثلاثية الأبعاد.
- مع تصميم داخلي ذكي يتضمن تدفق مستمر للماء و كذلك البخار.
- استطاعت التقنية الجديدة أن تُحدث أداء حراريا مذهلا.
- حيث بلغ معامل الكفاءة (COP) حوالي 100 ألف.
- وبالتالي غليان الماء لتبريد المعالجات اللإلكترونية أقوة بعشر مرات من التبريد بالماء العادي.
ما وراء أجهزة الكمبيوتر: تطبيقات واسعة
- تبشر هذه التقنية بأنظمة تبريد أصغر حجمًا وأكثر كفاءة. وقد ينخفض الاعتماد على سوائل التبريد غير التقليدية.
- كما سوف تستفيد الحوسبة عالية الأداء بشكل كبير، مما يتيح رقائق أكثر قوة دون الحاجة إلى إعدادات تبريد ضخمة ومستهلكة للطاقة.
- أيضا، سيمتد التأثير إلى ما هو أبعد من الحواسيب ليشمل الليزر، ومصابيح LED، ومعدات الرادار، وحتى السيارات والطائرات.
- ميزة أخرى مهمة وهي التبريد السلبي، فالعملية الطبيعية لغليان الماء وتحويله إلى بخار وتبديد الحرارة بالحمل الحراري. يمكن أن تتيح التبريد دون الحاجة إلى مضخات أو مراوح.
- هذا يعني استخدام تبريد هادئ وموفر للطاقة وعالي الكفاءة في المساحات المدمجة.
الأسئلة الشائعة:
لماذا يستخدم الماء في التسخين أو التبريد عن غيره من السوائل؟
يتم استخدام الماء على نطاق واسع في أنظمة التبريد والتسخين بسبب عدد من الميزات والخصائص التي يمتلكها ولا تتوافر في السوائل الأخرى وتشمل:
- الحرارة النوعية العالية (القيمة الفعلية حوالي 4184 جول/كجم·كلفن)
- يتمتع بتوصيل حراري الجيد وفعال
- متاح بوفرة بالإضافة إلى التكلفة المنخفضة
- يبقى في الحالة السائلة ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة
- تغيير الحالة يكون مصحوب بكمية كبيرة من الطاقة
- آمن وغير سام كما أنه غير قابل للاشتعال
- يتم إضافة مواد مانعة للتجمد أو مضادة للتآكل لأنه مذيب جيد
التبريد الهوائي أم التبريد المائي، أيهما أفضل؟
كلا النظامين يعملان على تبديد الحرارة بشكل مميز. لكن يتمتع التبريد المائي ببعض الميزات مثل كفائته العالية في التخلص من الحرارة. كما أنه يعمل بدون ضوضاء ويوفر أداء أفضل. وفي نفس الوقت، يعمل التبريد الهوائي بتكلفة منخفضة مع سهولة في التركيب. لكنه أقل في مستوى التبريد مقارنة بالتبريد المائي.
في النهاية، وبعد أن تعرفنا على تقنية تبريد مجنونة، غليان الماء لتبريد المعالجات اللإلكترونية. يمكن القول أنه مع ازدياد صغر حجم الرقائق وقوتها، أصبح التحكم الحراري مصدر قلق كبير. وبينما يتم استكشاف حلول تبريد جديدة. يُمثل نظام عليان الماء لتبديد الحرارة الذي طورته جامعة طوكيو، نقلة نوعية محتملة، لا سيما في مجال التبريد السلبي. قد يكون الماء المغلي هو الحل للحفاظ على مستويات أداء جيدة في تقنيات المستقبل. ويبدو هذا بلا شك اتجاهًا واعدًا.
