L'industria dei PC cerca sempre di trovare nuovi obiettivi per migliorare le prestazioni, la temperatura o il consumo. Nella termodinamica di base ci sono una serie di effetti che potrebbero aiutare in questo, ma hanno una serie di limitazioni che non sono ancora state risolte, ma che potrebbero essere allo studio. Uno di questi è il cosiddetto Effetto Thomson , ben noto e ha ottime applicazioni su PC, ma perché non usarlo?
Chiunque abbia studiato una branca della termodinamica conoscerà questo effetto e come tale avrà chiesto in più di un'occasione perché l'industria non ha continuato a investire risorse per alleviare i suoi punti negativi.
Successivamente, ne sapremo i punti di base e tutto ciò che riguarda il suo ramo per l'informatica, poiché ci sono stati seri tentativi di metterlo in pratica e di cui attualmente non sappiamo nulla.
Effetto Thomson, tanto efficace quanto sembra?
Studiato dall'uomo che gli dà il nome, William Thompson nel 1851, dove fu inizialmente previsto sulla carta e poi dimostrato empiricamente, parliamo di un effetto che ha gravi connotazioni per l'industria dei PC e solo un paio di problemi da risolvere.
Questo effetto si basa su un materiale conduttore di corrente come base, che viene riscaldato o raffreddato facendolo passare con un gradiente di temperatura, ovvero l'effetto cerca di spiegare come un materiale conduttore di corrente può essere riscaldato o raffreddato con il passaggio di tra due punti.
Molti di voi avranno già un sopracciglio alzato e una lampadina accesa sopra la testa, e cioè l'effetto si lascia amare non appena è noto, ma prima di esaminare le sue possibili applicazioni, dobbiamo sapere che ci sono due tipi dell'effetto Thomson: positivo e negativo .
Il positivo si basa sullo spostamento della corrente dall'estremità calda a quella fredda, ovvero passa da un potenziale elevato a uno basso e quindi produce calore. L'effetto negativo è esattamente l'opposto, abbiamo un'estremità fredda e un'estremità calda con un potenziale inferiore, in cui la corrente passerà da un basso potenziale ad un alto e con questo il calore viene assorbito.
Avendo capito questo, possiamo solo capire che questo effetto, a differenza degli altri due che abbiamo visto in quel momento, è l'unico che può essere misurato in singoli materiali, qualcosa di cui avremo bisogno per sviluppare le nostre idee.
Perché non viene utilizzato in CPU e GPU?
Così come la CPU ed GPU le ventole del dissipatore di calore sono alimentate, la logica ci dice che potremmo migliorare l'effetto Thomson negativo applicando potenza a un materiale come il nichel o il rame dove il piatto freddo è il più grande potenziale, e quindi metterlo insieme con una matrice o IHS riuscirà ad assorbire più calore dal chip.
Sebbene fosse poca corrente come previsto ed essendo il sistema fattibile dal punto di vista teorico, dove si dovrebbe vedere il guadagno di temperatura quando lo si utilizza, c'è un fattore che lo impedisce e che a sua volta è diviso in due diversi argomenti: il silicio è un superconduttore in qualsiasi processore attuale.
La qualità del silicio, la sua pura composizione, il trattamento e la creazione dei wafer e lo stampo danno come risultato che i chip per PC e server sono davvero superconduttori da tutti gli account. Perché è rilevante? Perché, anche se l'effetto Thomson fosse applicato a un dissipatore di calore o un blocco, la corrente elettrica finirà colare nel superconduttore, causando danni alla matrice.
La scala nanometrica in cui ci troviamo stipula impedenze, jitter e un numero infinito di parametri elettrici estremamente precisi per un dado di corrente. L'effetto Thomson implementerebbe una sovracorrente esterna che finirebbe per annichilire il detto die e quindi lasciandoci con un bel fermacarte.
Gli stampi ad isolamento elettrico non sono fisicamente possibili
Cosa succede se isoliamo il dado con un IHS? Quel tentativo non è mancato nel settore, dove diversi prototipi hanno provato nel corso della storia. Il problema è che i composti per sigillare IHS non sono totalmente immuni alla corrente elettrica, poiché viene utilizzato un singolo componente basato su un carbonio di bypass, quindi alcune perdite finiranno sul PCB ( rame, cobalto e rame strati). zinco ) dove penetreranno di nuovo nel dado.
Dobbiamo tener conto dell'alta sensibilità della matrice attuale, dove la semplice elettricità statica prodotta da una ventola che spinge l'aria verso le alette del dissipatore di calore causa già problemi in alcuni modelli GPU con la matrice esposta. Pertanto, le paste termiche di metallo liquido non dovrebbero essere utilizzate nelle schede grafiche, poiché alla minima perdita di corrente possiamo friggere letteralmente il chip.
Lo stesso caso per le CPU che vengono scoperte per contattare lo stampo con il blocco o il dissipatore di calore, poiché, sebbene il raffreddamento ad acqua includa solo i ventilatori nei radiatori e i liquidi siano preparati a condurre l'elettricità in valori minimi, il coefficiente di attrito dello stesso con i materiali come il nichel o il rame producono piccole cariche che devono essere considerate, specialmente dopo il tempo di funzionamento e più ioni metallici nel liquido.