BM: Làm nguội máy điện toán, không dùng quạt

Wednesday, May 13, 2015

Làm nguội máy điện toán, không dùng quạt

Graduate students Cuong Nguyen and Xiaolin Wang work with Dr. James E. Smith Jr. on a technology that keeps computer chips cooler.

Một sinh viên bậc hậu cử nhân gốc Việt đã góp phần phát minh ra một hệ thống làm nguội máy điện toán.

Hệ thống làm nguội dàn CPU của máy điện toán được cấp bằng sáng chế, trong nhóm nghiên cứu của đại học University of Alabama tại Huntsville (UAH) có thể tiết kiệm cho người tiêu thụ Hoa Kỳ hơn 6.3 tỷ đôla/năm về chi phí năng lượng liên quan tới quạt làm nguội máy điện toán.

Sinh viên Cuong Nguyen đang thực hiện luận án cho văn bằng Cao học thiết kế hóa học (chemical engineering) trong nhóm nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của Giáo sư Tiến sĩ James E. Smith Jr..

Hệ thông làm nguội này được giải thưởng 10,000 đôla từ quỹ UAH Charger Innovation Funds 2014, sử dụng lực cong để chuyển chất lỏng Flourinert FC-72 của công ty 3M xuyên qua các ngõ trong bộ CPU và đưa vào một chậu dùng làm như dàn tản nhiệt (radiator) bên ngoài.

Riêng về kỹ thuật mới này có thể giúp các công ty điện toán tiết kiệm 540 triệu đôla/năm trong chi phí vật liệu sáng chế bằng cách loại bỏ máy quạt và các dây điện liên quan.

Dụ đoán dân Mỹ sẽ tiết kiệm hơn 6.3 tỷ đola/năm về chi phí năng lượng.

Processor cooling innovation may eliminate computer fans and save billions

Cuong Nguyen, Dr. James E. Smith Jr., and Xiaolin Wang are members of a University of Alabama in Huntsville research team.

Around this time last year, I wrote about a way to cool data-center equipment that eliminated fan noise and frigid temperatures in the white space. The trick was to immerse the equipment in 3M Novec: a non-flammable, non-corrosive, hydrofluoroether liquid with great heat-transfer characteristics.

Well, my optimism did not pan out it seems. Data centers are still noisy and cold. However, I am not giving up hope as long as there are smart people like Dr. James E. Smith Jr., Cuong Nguyen, and Xiaolin Wang, members of a University of Alabama in Huntsville (UAH) research team that devised a new way to cool computer processors using a liquid.

The UAH press release states, "A patented passive-cooling system for computer processors that's undergoing optimization at The University of Alabama in Huntsville could save U.S. consumers more than $6.3 billion per year in energy costs associated with running their computer cooling fans."

Instead of Novec, the researchers chose a different 3M product: Fluorinert Electronic Liquid FC-72, "a non-conductive, thermally and chemically stable liquid ideal for many direct contact single- and two-phase low temperature heat-transfer applications."

Passive cooling

Another interesting piece of the puzzle is that the entire system is passive -- no electricity is used to cool the processor in the test computer. Passive cooling is possible because of the excellent heat-transfer characteristics of Fluorinert FC-72. The following steps explain how the processor is cooled using FC-72.

1_Heat from the computer processor vaporizes the Fluorinert liquid.

2_The vapor being lighter moves upward to the heat exchanger.

3_The FC-72 transfers its heat load to the exchanger, which in turn transfers the heat to the surrounding air.

4_Removing heat causes the FC-72 to condense into a liquid that flows into the holding tank below the heat exchanger.

5_From the holding tank, the liquid FC-72 travels to the processor where the cycle is repeated.

The system has successfully cooled Intel Pentium 4 and Core i3 processors.

The passive-cooling system with the heat exchanger and holding tank on top.

Passive cooling vs. fan cooling

Nguyen, a UAH graduate student, ran experiments using the test setup to accumulate data for his chemical-engineering master's thesis. He compared the passive system using FC-72 to solid-state passive cooling, where the processor has intimate contact with a high thermal-conductivity metal heat sink and the more prevalent fan-cooled systems.

Michael Kassner