Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 45 reacties
Bron: New Scientist, submitter: T.T.

Na het nanogras dat gebruikt zou kunnen worden om de koeling van computers te verbeteren, is er nu ook sprake van nanobliksems die een vernieuwing in de computerkoeling te weeg zouden kunnen brengen. Onderzoekers aan de Purdue University in West Lafayette hebben een revolutionaire vorm van luchtkoeling ontwikkeld die in afwachting is van een patent, zo lezen we op New Scientist. Deze technologie zou de eerste zijn die het grootste probleem in de afweging tussen water- en luchtkoeling zou vergemakkelijken: lucht is gemakkelijker te gebruiken dan water omdat het niet in een buizensysteem gevangen hoeft te worden, maar water is beter dan lucht omdat het sneller hitte absorbeert en weer afgeeft.

Deze nieuwe technologie zorgt ervoor dat luchtkoeling even snel en goed kan koelen als vloeistof (een afvoer van zo'n veertig watt per vierkante centimeter) en beslist de strijd dus in het voordeel van het gas. Met behulp van deze techniek is ook de grootte en de effectiviteit van een fan geen obstakel meer voor het verkleinen van chips en dus ook computers. Het vernieuwende aan de nanobliksem-technologie is een systeem dat zorgt voor blijvende airflow over de chip. Wanneer de lucht van bovenaf wordt aangeblazen, zoals dat nu veelal gebeurt, ontstaat er een gebied met niet-bewegende lucht rondom de chip. Niet-bewegende lucht zorgt voor een slechte opname en afvoer van de warmte.

Bliksem Het nieuwe systeem bestaat uit driehonderd elektrodes met koolstof nanotubes, die rondom de chip zijn geplaatst. De nanotubes zorgen voor een geconcentreerd elektrisch veld. Aan de ene kant van de chip zijn de elektrodes negatief geladen. Wanneer er een spanning wordt aangezet, springen er elektronen van negatief naar positief geladen elektroden, een afstand van ongeveer tien nanometer. Door het springen van deze negatief geleden deeltjes worden er elektronen uit de luchtmoleculen geduwd, waardoor een wolk met positief geladen luchtdeeltjes ontstaan. Dit gebeuren lijkt op bliksem, maar vindt plaats bij veel lagere spanning en er komen geen vonken bij vrij. Deze positieve wolk voelt zich aangetrokken tot de negatieve elektrodes en beweegt daar naar toe.

Echter, de spanning over de elektrodes wordt veranderd voor de wolk bij zijn bestemming aankomt, waardoor deze weer op reis gaat naar een elektrode die nu negatief geladen is. De positief geladen lucht beweegt dus continu over het chipoppervlak, op jacht naar een negatief geladen elektrode. Op deze manier wordt de hitte afgevoerd, en het telkens weer switchen van spanning over de elektrodes zorgt voor een doorgaande flow. Een verbeterpuntje voor deze techniek is te vinden in het feit dat de onderzoekers nog niet weten hoe efficiënt de spanning wordt omgezet in elektronen. Dit is belangrijk om te weten, omdat het te veel aan spanning (dat niet gebruikt wordt voor het maken van elektronen) omgezet wordt in warmte en dus een negatief effect zou hebben op de koeling.

Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (45)

Ik vraag af hoeveel spanning er door zo een 'bliksem' word gegenereed.
Lijkt me dat er wel aardig wat volt gegenereerd moet worden om zo een 'bliksem' te generenen

Ik vind het trouwens een erg inovative oplossing voor dit hitte probleem. Ik vraag me trouwens af of dit koel mechanisme groot word en hoeveel lawaai dit maakt...
de ontlading is over maar 10 nanometer, volgens dit verhaal. om een vonk over zo'n kleine afstand te laten springen is er geen hoogspanning nodig.

in lucht is het ongeveer 10.000 V/cm voor er doorslag is, 1 nm = 10^-7 cm dus nu zou je theoretisch 1 mV nodig hebben voor de doorslag. niets om je druk over te maken lijkt me.

maar ik moet de haalbaarheid nog zien: nanobuisjes aan lucht bewaren betekent over het algemeen dat ze in notime zijn geblokkeerd door stof. waardeloos als je lucht over een chip wilt verplaatsen, lijkt me.
Ik denk dat je daar inderdaad het probleem te pakken hebt. Op zo'n grootte kan een rookdeeltje al voldoende zijn om je gaten te verstoppen.

En verder vind ik het belachelijk dat ze hiervoor nanotubes met elektrostatische luchtaandrijving gebruiken terwijl je nu ook al heel goed gewoon in de fabriek kleine gaatjes van 1 a 2 millimeter in je ppga of bga-package kan boren. Daar kan je dan weer vervolgens lucht door blazen die je hele cpu koelt.
Als ze koeling van dit soort grootte willen gebruiken, dan vind ik dat die nanotubes IN de die zelf (dus niet in het package, zoals ze nu voorstellen) moeten plaatsen.
Op die manier kan je immers direct de die koelen op de plaatsen waar ie heet wordt, en je kan heel selectief koelen (alleen lucht blazen wanneer dat-en-dat onderdeel op meer dan zoveel procent draait)

Maar ja, ze zullen wel weer denken het beter te weten....

:z
In het bronartikel staat dat het juist een oplossing moet zijn tegen de grootte, dus ik neem aan dat het geen gigantisch geheel gaat worden. :).

Bron:
Researchers at Purdue University in West Lafayette, Indiana say their patent-pending technology could be built directly into a computer chip's heat sink to provide a faster, quieter and lighter cooling system than the alternatives.

Nog stiller ook dus. :). Bovendien denk ik neit dat die elektrodes gigantisch groot zijn ofzo, het heet niet voor niets nano natuurlijk. Die driehonderd nanotubetjes zullen niet zo groot zijn als een fan + koelblok.
Nee hoor, electronenbuizen werkten, zeker in de 'nadagen', al met 12V anodespanning (vroeger was 100 tot 300V gebruikelijk)... En dan heb je het over electronenwolken van een centimeter ofzo, niet van fracties van millimeters. Je hebt ook geen overslag nodig om een electronenwolk wat te laten doen.
Het gaat over een 'nano'-bliksem, dus de spanning zal wel meevallen. Een elektron aantrekken over een afstand van tien nanometer vraagt niet echt een hoog spanningsverschil lijkt mij.
Even Dom spelen geloof ik, maar kunnen die electroden er niet uit springen waardoor me apperatuur door die dingen uitgeschakeld word. Je moet je PC ook niet zomaar open maken en er met je pootjes aan gaan zitten dit in verband met een eventuele lading die via je lichaam naar je computer kan knallen en dan de boel beschadigd. Of zit ik nu beetje fout?
Ja, je zit fout. Want als die electroden zomaar een beetje rond konden gaan springen, dan was het een redelijk zinloze technologie, niet? Dat zou als een chip zijn die opeens uit de socket zou kunnen vallen. Dat is nutteloos.

Je kan alles op een domme manier bouwen, zodat het niet werkt, maar als deze technologie ooit in een chip wordt toegepast, zullen electroden er dus zeker niet 'uit kunnen springen'.

Verder zijn de hoeveelheden lading dusdanig klein dat je niet bang hoeft te zijn er statisch geladen van te raken als je het even aanraakt. Zoals er staat: de voltages zijn heel laag. Statische electriciteit wordt gekenmerkt door een behoorlijk hoog voltage, net als schrikdraad. Anders krijg je ook geen vonkoverslag (wat hier dus ook niet het geval is).
ik vermoed dat de voltages en amparates waar we het hier over hebben zo minimim zijn dat je huid al te veel weerstand heeft.
dit zorg er ook gelijk voor dat je PC niet geblixemd word, omdat de afstanden te groot zijn om ergens naar te kunnen overpringen
de blikesm gaat namelijk over een afstanden van 10 nanometer, en waarschijnlijk is veel verder niet mogenlijk met de gebruikte spanning.
ik vermoed dat de voltages en amparates waar we het hier over hebben zo minimim zijn dat je huid al te veel weerstand heeft.
Ik snap je punt, maar technisch gezien zegt dit weinig...
Vanaf 30 volt kan een vonk door je huid springen. Stel je hebt ergens een voorwerp met 20 volt spanning geladen, dan is dat genoeg om elektronica wat gemaakt is voor 5 volt (of in het geval van CPU's tot anderhalve volt zelfs) naar zijn grootje te helpen. Veel ampère heb je daar trouwens niet voor nodig. Maar zoiets zou bijvoorbeeld niet door je huid heenkomen.
Verder heb je overigens wel gelijk hoor :)

@Guru Evi:
In het geval je 5V tegen je tong houdt wel ja...
Ooit wel eens een 9V batterij in je handen gehouden en beide contacten met je vinger vastgehouden? Voel je dus totaal niets van. Pas als je hem tegen je tong aan duwt voel je wat tintelen.
Tuurlijk kan het aantal ampère meetellen, maar op de meeste stukjes huid zit je met je weerstand toch gauw al zo hoog dat je een volt (de druk die er achter staat) of 30 nodig, voordat het door de dode hoornlaag heenkomt. Anders zouden ze op schrikdraad wel een lager voltage mikken met hetzelfde aantal ampères. Scheelt weer in de stroomkosten :Y)
1V, 10A dodelijk. Dat is dus een fabeltje.

Het is wel zo dat met name het amperage (de stroom) bepalend is voor de dood. Vanaf 0.01A is het pijnlijk, vanaf 0.1A dodelijk (hart fibrillatie).

Je lichaam (met name je huid, de rest is veelal water) heeft een weerstand vanaf ongeveer 500 ohm. Vuile en droge huid heeft een hogere weerstand.

De formule U=I*R leert dus dat er U=0.1*500 = 50V minimaal nodig is om iemand 0.1 toe te dienen, en dus om te brengen. Met 1V kom je op max 1=I*500 => I=0.002V. Als je hele schone en natte huid hebt voel je dat misschien tintelen, maar meer niet.
\[off-topic]
@ Bravoman80

volgens mij klopt het niet helemaal wat je zegt over schrikdraad: Ik vermoed dat schrikdraad werkt als stroombron (dus de generator probeert de stroom constant te houden op bijvoorbeeld 2mA ofzo).
Als er niks tegen de draden komt heb je dus een hele hoge weerstand (een meter lucht ofzo). De generator zal dus de spanning omhoog moeten gooien om die stroom te handhaven (in dit geval zal dat waarschijnlijk niet lukken, en loopt de spanning tegen een maximum aan, waardoor de stroom dus lager zal zijn).
Volgens mij staat op schrikdraad dan ook een open-klem spanning van 10.000 V ofzoiets.

\[/off-topic]
Volgens mij staat op schrikdraad dan ook een open-klem spanning van 10.000 V ofzoiets.
Ik denk persoonlijk niet dat boer Teun over zijn koeien een spanning van 10.000V wil zetten... Aangezien deze koe nl. een grote weerstand is, zal bij de verbinding met de grond het merendeel van de spanning over deze koe komen te staan. Dit zou als effect hebben dat de atomen van het lichaam van de }:O zouden gaan polariseren en hoogstwaarschijnlijk zou dit een *spletter*effect opleveren :P.

Bij zo'n hoge spanningen is het volgens mij trouwens verplicht om een waarschuwingstekentje te plaatsen...
@Durona

Ik heb het niet voor niets over "open-klem" spanning: dat betekent dus dat je die spanning alleen meet bij een oneindige weerstand (bij benadering dus als je een multimeter aan het schrikdraad hangt).

Het lijkt me logisch dat schrikdraad een STROOM bron is. Laten we zeggen van 1mA.

Als er niks tegen het schrikdraad komt heb je een hele hoge weerstand naar aarde (stel bijvoorbeeld 20 MOhm). Dan krijg je dus (V=20e6*1e-3) 20 kV. Als de stroombron bijvoorbeeld niet meer dan 10kV kan leveren blijft dit dus op 10kV (bij een lagere stroom).

Komt er nu een koe (zeg 10kOhm) tussen schrikdraad en aarde, dan daalt de spanning meteen naar (V=10e3*1e-3) 10V.

Als je een spanningsbron zou gebruiken (spanning is constant) kan het schrikdraad nooit betrouwbaar werken: Als je de spanning hoog genoeg maakt om een droge koe op een droge wei te laten schrikken zal een natte koe met zijn poten in de modder een gevaarlijk hoge schok krijgen (de stroom wordt immers te hoog). Als je de spanning zodanig laag instelt dat de natte koe alleen schrikt, zal de droge koe niks merken (stroom bij de droge koe te laag)

Omdat het een stroombron is (waarvan de stroom staat ingesteld op "schrikniveau"), en geen spanningsbron: Niks gevaarlijks aan.
Dus ook geen waarschuwingsbordjes (afgezien van "Pas op, schrikdraad!")
Een vonk kan van 5V reeds over je lichaam gaan. Het is het amperage dat telt. Je kunt iemand dooddoen met 1V, 10A terwijl 10000V, 0,001A een gewone stunner is.
Wanneer de lucht van bovenaf wordt aangeblazen, zoals dat nu veelal gebeurt, ontstaat er een gebied met niet-bewegende lucht rondom de chip. Niet-bewegende lucht zorgt voor een slechte opname en afvoer van de warmte.
Wat overigens simpel op te lossen is door een fan ook vanaf de zijkant op je koelblok te laten blazen.
Bij mij zorgt een 120mm fan vanuit de onderkant van mijn voeding en een 80mm fan van mijn zalman voor deze dubbele koeling van mijn zalman waaier. Werkt perfect :*)
Met behulp van deze techniek is ook de grootte en de effectiviteit van een fan geen obstakel meer voor het verkleinen van chips en dus ook computers.
Dit natuurlijk tot zekere hoogte. Ik ben namelijk bang dat 40 watt per cm2 op een gegeven moment nog wel eens te kort kan zijn.
Maar iedere techniek om onze cputjes koeler te houden is natuurlijk welkom.
ook als je vanaf de zijkant blaast heb je last van stilstaande lucht.
er zal namelijk altijd wat lucht blijven "plakken" aan het oppervlak van je koelblok.
en juist tegen die "plak lucht" werkt deze techniek erg goed.
Wanneer de lucht van bovenaf wordt aangeblazen, zoals dat nu veelal gebeurt, ontstaat er een gebied met niet-bewegende lucht rondom de chip. Niet-bewegende lucht zorgt voor een slechte opname en afvoer van de warmte.
Dit is trouwens niet noodzakelijk waar. Er zijn geometrieën denkbaar waarin geen kussen van stilstaande lucht de koeling belemmert, hoewel er altijd gebieden zullen zijn waar de lucht langzamer beweegt dan je zou willen. Alleen zijn die lastiger te fabriceren dan de standaard rechtopstaande evenwijdig aangeblazen vinnen, waarbij de symmetrie inderdaad voor plekken zorgt waar de lucht vrijwel stilstaat.
Ik dacht: cewl, ik gooi men neon verlichting weg, dit is veel vetter. B-)

Totdat ik las dat er geen flitsen te zien zijn..... :'(

erg misleidend hoor, dat plaatje
dat is grappig bedoeld :+
Vraag me af of hierbij een vieze en ongezonde ozon lucht vrij komt.
Ik denk van niet aangezien het over echte miniatuur bliksempjes gaat. Er zal dan misschien wel wat O3 vrijkomen maar in zo'n kleine hoeveelheden dat de natuurlijke aanwezigheid van ozon in de onderste luchtlagen niet zal verstoord worden :)

(Tenzij je natuurlijk zo'n 25 computertjes hebt :+)
Precies dezelfde techniek kun je ook gebruiken om 'vliegtuigjes' te laten vliegen: http://www.greaterthings.com/News/FreeEnergy/Directory/Lifter/index.ht ml#ELECTROSTATIC+ANTIGRAVITY alleen dit gaat wel op 10.000+ volts
:Y)
Dit doe ik op vrijdagmiddagen op school :P
Euhm... maar als je die warme lucht alsmaar heen-en-weer schuift over de CPU, wordt er volgens mij niet veel gekoeld. Die warmte energie moet wel ergens naartoe gaan, lijkt me :?
hij gaat naar ergens anders heen, net als je met een fan zou doen, maar dan met electroden.

offtopic:
Dit wordt ook toegepast bij B-2 Stealth bommewerpers om de warme lucht van de motoren te verspreiden en daardoor minder zichtbaar te zijn voor IR apparatuur.
Jij kent/bent zeker pier uit houten? Die heeft geloof ik ooit eens zo'n project met dat soort "vliegtuigjes" gedaan voor school.
Cool, dus al die science fiction voertuigen en die hoovercrafts uit the matrix zijn nog geeneens helemaal onzin! Cool! (8>
Bij mijn weten worden veel (alle :?, corrigeer mij als ik het mis heb) experimenten van carbon nanotube bij lage temperaturen (ideaal: zo laag mogelijk-> ~mK) en in (ultra) hoog vacuum gedaan. In het artikel staat daar niks over.

Als dit ook hier het geval is, dan heb je zowieso een koude pc nodig (goed gekoeld systeem dus) om dit te laten werken :P -> je hebt dan al een koud chip!!

Wel een leuke toepassing van carbon nanotubes
Ik geloof toch echt dat als je in vacuüm werkt, je weinig te maken hebt met luchtdeeltjes, het geen waar dit op gebaseerd is :)
Door het springen van deze negatief geleden deeltjes worden er elektronen uit de luchtmoleculen geduwd, waardoor een wolk met positief geladen luchtdeeltjes ontstaan.
Het lijkt me op zich idd wel een goed idee om een FAN te plaatsen die over het moederbord lucht blaast zodat er geen stof op kan komen.

Het is op zich ook wel een ingenieus systeem om het probleem op te lossen van de water koeling. Het grote risico is dat je water cooling lek gaat ik heb er nu al zo veel gehoord uit mijn klas die het netjes volgens de voorschriften hebben gemonteerd en die om de een of andere reden toch lek is gegaan. :(

Als je nu gewoon electiciteit kan gebruiken om je pc te koelen is het een mooie oplossing.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True