Processzort kell a jövőben is hűteni, de hogyan?

Lassan a Moore törvény fenntartásának akadályává a processzorok egyre nagyobb hőtermelése válik. A mai CPU-k egy része már több mint 100 W-os hőenergia elvezetésére kárhoztatja az ósdi hűtőborda-ventilátor párost. Ahhoz, hogy a jövő processzorainak hőtermelési problémáit megoldjuk, mindenféleképpen új ötletekre van szűkség.

A tudósok több lehetséges eljáráson is rajta tartják szemüket. A már régebbről ismert folyadékhűtéstől, a „thin-film” hűtőberendezésekig bármi szóba jöhet.

Az egyik figyelemre méltó ötlet szerint az áramköröknek elég, ha az úgynevezett meleg pontjairól elvezetjük a hőt. Ennek kivitelezésére már létezik eljárás, melyben homokszem méretű hűtőberendezéseket integrálnak a chipbe. Ezek a hűtők elektronok segítségével juttatják ki a hűtendő helyekről a hőenergiát a környezetbe. A hatékonyságon azonban még dolgozni kell, ugyanis a jelenlegi szinten ezzel a módszerrel a normál hűtéshez képest csupán öt celsiussal többet lehet elvezetni. Ahhoz, hogy a nagy chipgyártók felfigyeljenek és alkalmazzák ezt az eljárást, legalább 15-20 fokos csökkenést kell elérni. Ennek oka abban keresendő, hogy a processzorokba ennél a módszernél extra alkatrészeket (a hűtők) kell integrálni, és amíg teljesítményük nem megfelelő, beépíteni sem éri meg őket.

Hatékonyabbnak tűnnek a thermoakusztikus motorok, melynek működése már a 19. században ismert volt. A prototípus próbaüzemének folyamán kiderült, hogy ennek a módszernek a hátránya a berendezés magas zajszintje.

Többek szerint azonban a legjobb alternatíva a már a gépkocsik motorjánál régóta használt, és tökéletesen bevált folyadékhűtés. A probléma a méretkülönbség terén mutatkozik, ugyanis a processzorok folyadékkal való hűtése esetén fenn kell tartani az áramlást hajszálvékony csővezetékekben is. A 20 évvel ezelőtti kísérletek alapján melyeket ezzel a hűtési eljárással végeztek, kiderült, hogy e módszer alkalmas 1 kilowatt hőenergia elvezetésére 1 négyzetcentiméter területről.