反向运行 LED 能够冷却计算机
| 2019-06-17 00:44
电子产品的小型化正在触及其极限，部分原因在于热量管理。许多人现在都在积极地尝试解决这个问题。其中一种正在探索的途径是反向运行的 LED。
寻找更有效的冷却计算机的方法，几乎与渴望发现更好的电池化学成分一样，在科学家的研究日程中也处于重要位置。
更多的冷却手段对于降低成本至关重要。冷却技术也使得在较小的空间中可以进行更强大的处理，其有限的处理能力应该是进行计算而不是浪费热量。冷却技术可以阻止热量引起的故障，从而延长部件的使用寿命，并且可以促进环保的数据中心 —— 更少的热量意味着对环境的影响更小。
如何从微处理器中消除热量是科学家们一直在探索的一个方向，他们认为他们已经提出了一个简单而不寻常、且反直觉的解决方案。他们说可以运行一个发光二极管（LED）的变体，其电极反转可以迫使该元件表现得像处于异常低温下工作一样。如果将其置于较热的电子设备旁边，然后引入纳米级间隙，可以使 LED 吸收热量。
“一旦 LED 反向偏置，它就会像一个非常低温的物体一样，吸收光子，”密歇根大学机械工程教授埃德加·梅霍夫在宣布了这一突破的新闻稿中说。 “与此同时，该间隙可防止热量返回，从而产生冷却效果。”
研究人员表示，LED 和相邻的电子设备（在这种情况下是热量计，通常用于测量热能）必须非常接近。他们说他们已经能够证明达到了每平方米 6 瓦的冷却功率。他们解释说，这是差不多是地球表面所接受到的阳光的能量。
物联网（IoT）设备和智能手机可能是最终将受益于这种 LED 改造的电子产品。这两种设备都需要在更小的空间中容纳更多的计算功率。
“从微处理器中可以移除的热量开始限制在给定空间内容纳的功率，”密歇根大学的公告说。
材料科学和冷却计算机
我之前写过关于新形式的计算机冷却的文章。源自材料科学的外来材料是正在探索的想法之一。美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室表示，钠铋（Na3Bi）可用于晶体管设计。这种新物质带电荷，重要的是具有可调节性；但是，它不需要像超导体那样进行冷却。
事实上，这是超导体的一个问题。不幸的是，它们比大多数电子设备需要更多的冷却 —— 通过极端冷却消除电阻。
另外，康斯坦茨大学的德国研究人员表示他们很快将拥有超导体驱动的计算机，没有废热。他们计划使用电子自旋 —— 一种新的电子物理维度，可以提高效率。该大学去年在一份新闻稿中表示，这种方法“显著降低了计算中心的能耗”。
另一种减少热量的方法可能是用嵌入在微处理器上的螺旋和回路来取代传统的散热器。宾汉姆顿大学的科学家们表示，印在芯片上的微小通道可以为冷却剂提供单独的通道。
康斯坦茨大学说：“半导体技术的小型化正在接近其物理极限。”热管理现在被科学家提上了议事日程。这是“小型化的一大挑战”。
作者：Patrick Nelson 选题：lujun9972 译者：wxy 校对：wxy
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