Китайские учёные продемонстрировали принципиально новую технологию охлаждения процессоров. Она называется HSMHS (Hygroscopic Salt-Loaded Membrane-Encapsulated Heat Sink), что переводится как «гигроскопичный радиатор с наполненной солью мембраной».
Как следует из названия, это объёмный радиатор, оснащённый мембраной из пористого материала, под которой находится солевой раствор: в частности, это водяной раствор бромида лития.
При соприкосновении с горячим процессором вода из этого раствора испаряется, за счёт этого происходит отвод тепла. Пар улетучивается через мембрану. Однако рано или поздно вода испарится и теплоотвод перестанет работать. Логично? Логично. Однако во время простоя (компьютер ведь не работает круглосуточно, да и когда включён – процессор много времени проводит в экономичном режиме) HSMHS «пополняет» запасы воды, абсорбируя её из воздуха. А в воздухе она точно есть, потому что только что испарилась! Таким образом, всё окружающее пространство работает примерно как внешний контур жидкостной системы охлаждения.
Напомним, «водянка» состоит из двух контуров: внутренний контур – это радиатор на приборе, который нужно охлаждать. В нём происходит нагрев жидкости, которая затем перегоняется во внешний контур, где другой радиатор забирает тепло у этой жидкости, нагревая атмосферу. Далее охлаждённая жидкость отправляется снова во внутренний контур и так до бесконечности.
Новая мембранная система, во-первых, дешевле. Ведь в ней нет ни внешнего контура, ни трубопроводов к нему, ни насосов для перекачки жидкости. По этой же причине она значительно надёжнее, поскольку в ней вообще нет никаких движущихся частей и ломаться просто нечему, так что компьютер не выключится внезапно из-за перегрева и уж тем более процессор не сгорит – хотя современный ЦП «спалить» довольно сложно, он хорошо защищён.
Во-вторых, мембранная система эффективнее: как заявляют разработчики, процессор с ней работает почти на треть быстрее из-за отсутствия троттлинга. Правда, тут есть определённая доля лукавства. Дело в том, что сравнивают в этом случае не с жидкостными системами охлаждения, а с воздушными, в которых тепло от радиатора отводит вентилятор, прогоняющий наружный воздух. Кроме того, троттлинг, то есть, пропуск тактов для недопущения дальнейшего нагрева (это один из механизмов защиты) обычно используется при нагрузке, близкой к стопроцентной. Поэтому говорить о приросте производительности на треть можно только в сравнении с полной загрузкой на неэффективной системе охлаждения, сам процессор «быстрее» или «медленнее» не становится, он просто не задействует механизмы защиты, но он не всегда их задействует в реальной эксплуатации.
Другие системы пассивного охлаждения тоже существуют. Например, гидрогели или MOF-мембраны (металл-органические каркасные структуры). Однако они дороже и имеют на порядок худшую продолжительность работы – то есть, переход от цикла охлаждения к циклу восстановления, при котором нужно фактически выключать компьютер или давать минимальную нагрузку на процессор, у них происходит намного раньше, уже через 40 минут, в то время как HSMHS обеспечивает почти 7 часов работы.
Ещё одна система пассивного охлаждения – это испарительная камера. Здесь принцип действия похож: хладагент испаряется, охлаждая процессор. Затем пар оседает в другой части камеры, охлаждается и конденсируется, затем по капиллярам «стекает» обратно. Система, естественно, полностью герметична. Особенность её в том, что пар нужно тоже чем-то охлаждать, например, радиатором и вентилятором. Так что в высокопроизводительных системах испарительная камера просто повышает эффективность работы систем активного охлаждения. По-настоящему пассивной она может быть только с относительно «холодными» процессорами с низким TDP – например, в смартфонах и некоторых «офисных» ноутбуках.