تقول شركة ناشئة تدعى Phononic إنها توصلت إلى ابتكار جديد يشبه مبرد Peltier، حيث تستخدم الطاقة الكهربائية لتبريد المعالج في جهاز كمبيوتر شخصي أو مركز بيانات.
أعلنت شركة Phononic عن مبرد وحدة المعالجة المركزية Hex 2.0 في مؤتمر Hot Chips، والذي يستهدف مركز البيانات. ومع ذلك، استعرضت الشركة هذا المبرد باستخدام AMD Ryzen 9950X لاختبار الإجهاد. وادعى أحد المسؤولين التنفيذيين في شركة Phononics أن المبرد، الذي أطلقت عليه الشركة عامل الشكل 92 مم، قادر على المنافسة مع مبرد سائل الكل في واحد مع زوج من مراوح 120 مم (240 مم إجمالاً) متصلة.
يحاول مبرد Hex 2.0 الجمع بين التبريد السلبي والتبريد النشط في نفس الجهاز. حيث يكون أحد الجانبين عبارة عن مشتت حراري سلبي، مع العديد من “الزعانف” للتبريد. ومع ذلك، عند الحاجة، يتدخل الجانب الآخر، مع حل تبريد قائم على أشباه الموصلات يستخدم مضخة حرارية لدفع الحرارة إلى مجموعة ثانية من الزعانف، بالإضافة إلى مروحة لتبريد تلك الزعانف وبالتالي الشريحة.
تعد شركة Phononic شركة أخرى تستخدم حلول الحالة الصلبة للمساعدة في تبريد الرقائق، بعد الاعتماد على المواد الكهروحرارية من قبل. ظهرت شركة Frore Systems لأول مرة في عام 2022 مع Frore Airjet، بهدف تصنيع رقائق الكمبيوتر المحمول وأقراص SSD. هاجمت شركة منافسة، وهي xMEMS، سوق الهواتف الذكية وأقراص SSD بشريحة تبريد الحالة الصلبة المماثلة، ولكنها أصغر حجمًا، وهي XMC-2400. شركة Phononic بعيدة كل البعد عن كونها شريحة تبريد فعلية في حد ذاتها، لكن المسؤولين التنفيذيين في الشركة قالوا إنهم يستخدمون حلًا قائمًا على أشباه الموصلات للمساعدة في نقل الحرارة.
إذا كان هذا يبدو مألوفًا، فيجب أن يكون كذلك. تستخدم شركة Phononic تأثير Peltier للمساعدة في نقل الحرارة، والتي تنقل الحرارة عن طريق تمرير الكهرباء حراريًا كهربائيًا عبر ترموكبل. ظهرت مبردات Peltier وذهبت لأنها واجهت مشكلة: فهي تتطلب طاقة كهربائية لنقل الحرارة، وهذه الطاقة تضاف إلى الطاقة الكهربائية التي تستهلكها الشريحة. لكن شركة Phononic تقول إنها عملت على القضاء على عدم الكفاءة. ومن المثير للاهتمام أن نفس الشركة توفر تقنية التدفئة والتهوية وتكييف الهواء بالإضافة إلى “الحقائب الذكية” التي تساعد في الحفاظ على “سلسلة التبريد” اللازمة في نقل البقالة والأطعمة الحساسة لدرجة الحرارة.
في حالة Phononics، يتطلب مبرد الشريحة Hex 2.0 طاقة كهربائية إضافية تبلغ 35 وات لإدارة الشريحة بشكل نشط – في هذه الحالة، وحدة معالجة مركزية TDP بقوة 170 وات، Ryzen 9 9950X. (ومع ذلك، يمكن لهذه الشريحة أن تزيد إلى 230 وات عند التشغيل في وضع توربو). قال جيسي إدواردز، المهندس المتميز في Phononic، في ندوة Hot Chips: “عندما لا تحتاج إليها، لا توجد طاقة إضافية”.
المشكلة التي تحاول شركة Phononic حلها هي في الأساس نفس المشكلة التي يحاول فروير وxMEMS مهاجمتها أيضًا: تعمل الشريحة أو الكمبيوتر الشخصي أو الخادم بأسرع ما يمكن حتى تصل إلى حد حراري، وبعد ذلك تعمل الضمانات في الشريحة أو النظام على إبطاء الشريحة أو “خنقها” لتجنب ارتفاع درجة الحرارة. إذا تم إزالة هذه الحرارة الإضافية، يمكن للشريحة أو النظام العمل بأسرع ما يمكن.
المبردات السلبية، مثل المشتت الحراري، صامتة ولكنها لا تستطيع تبديد قدر معين من الحرارة – وهي محدودة بدرجة الحرارة المحيطة. المبرد النشط يمكنه تبديد المزيد من الحرارة، ولكنه قد ينتج المزيد من الضوضاء. التبريد الإضافي ليس ضروريًا دائمًا أيضًا.
تحاول شركة Phononic تقديم الأفضل من كلا العالمين. يبلغ مقاس مبرد Hex 2.0 125 × 112 × 95 مم، ويزن 810 جرام. ويبلغ قطر المروحة 92 مم. وتدفع 44 قدمًا مكعبًا في الدقيقة من تدفق الهواء، بسرعة 2650 دورة في الدقيقة (1000 دورة في الدقيقة في وضع الخمول). وفي الحد الأقصى، تولد 33 ديسيبل من الصوت.
وفي اختبار الإجهاد الذي أجرته الشركة على Ryzen 9950X، وجدت الشركة أن أداءه يتفوق على التبريد السائل والتبريد الهوائي على حد سواء، على الرغم من أن إدواردز قال إن التبريد النشط يمكن توصيله بنظام تبريد مائي تقليدي أيضًا. وقال جونسون إن مضخة الحرارة “تنافس أنظمة ضغط البخار التقليدية فيما يتعلق بسعتها وأدائها وتكاليفها، وهي مضغوطة للغاية”، ويمكن دمج الأجهزة معًا للحصول على تأثير إضافي.
وقال إن شركة فونونيك لا تحاول أن تجعل أجهزتها متاحة لأحدث جيل من مراكز البيانات، والتي تم بناؤها حول التبريد القائم على الماء. وبدلاً من ذلك، تحاول الشركة بيع تقنيتها، بما في ذلك مبردات هيكس، إلى مراكز البيانات الأقدم المبنية حول التبريد بالهواء – ومن المفترض، أي أجهزة يمكنها الاستفادة منها.
مع تركيز Be Quiet! وغيرها من الشركات المصنعة على خفض مستوى الضوضاء الصوتية فضلاً عن القدرة على ضخ الحرارة بعيداً عن الرقائق، فإن سوق إدارة الحرارة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية تتجه نحو اتجاهات مختلفة. فهل تصبح Phononic خياراً آخر، في يوم من الأيام، لتبريد أجهزة الكمبيوتر الشخصية؟