冷却フィン自体をまわす革新的な空冷クーラー 消費電力は1/10、体積も1/4に

2.革新的空冷テクノロジ Sandia Cooler

2011年7月7日に米国のSandia国立研究所は革新的な熱伝達テクノロジを発表しました。普通,CPUチップなどの冷却にはヒートシンクが使われ,ヒートシンクのフィンに扇風機(ファン)で風をあてて冷やします。ヒートシンクは固定で動かず,扇風機の羽が回って空気を送るという構造です。

これに対して,このSandiaのAir Bearing Heat Exchangerは,ヒートシンクの渦巻き状のフィンが回ります。ファンを回して空気を送ってフィンに当てるより直接フィンを回す方が効率が良いのは分かりますが,回っているフィンにどうやって熱を伝えるのか,それが低い熱抵抗で実現できるのかというのが疑問だったのですが,発明者の論文を見て,納得しました。

チップのパッケージに接触するベースプレートは固定で,その上に対抗して回転する円盤(この上にフィンがついている)があり,この回転する円盤とベースプレートの間は30um程度のエアギャップになっています。このエアギャップは薄いのと,円盤の回転でミクロな空気の対流が起こるので,非常に熱抵抗が小さいというのがミソです。この30umという距離はディスクのヘッドの浮上と同じ原理で,回転する円盤が作り出す空気流で浮上しており圧力と回転数で決まるので,安定だとのことです。

通常のヒートシンクで0.2℃/Wを実現しようとすると,ファンのモーターの電力が100W必要だが,このテクノロジを使うと消費電力は1/10以下になる。ヒートシンクとファンの体積も1/4になると述べられています。

当面の用途はチップの冷却ですが,この技術はエアコンや冷蔵庫などの熱交換機にも使用でき,全部がこのSandia Coolerに置き換わると,全米の電力消費を7%以上減らせると述べられています。

http://www.geocities.jp/andosprocinfo/wadai11/20110716.htm


直接フィンをまわす革新的なチップ空冷テクノロジ
http://slashdot.jp/hardware/article.pl?sid=11/07/18/0328215


冷却フィン自体をまわす革新的な空冷クーラー 消費電力は1/10、体積も1/4に
◆zzzbb2c.e6 (東京都) :2011/07/19(火) 14:41:10.45 ID:L1OjSkgdP ?PLT(12344)


2: 名無しさん@涙目です。(宮城県) :2011/07/19(火) 14:43:16.65 ID:9zgQbrJI0
音がうるさそう


3: 名無しさん@涙目です。(神奈川県) :2011/07/19(火) 14:44:14.54 ID:zLCjdRq30
なんだかよくわからないや


5: 名無しさん@涙目です。(チベット自治区) :2011/07/19(火) 14:45:08.25 ID:Ud0kxjBl0
イラネ
リテールクーラーで十分


42: 名無しさん@涙目です。(広島県) :2011/07/19(火) 15:10:16.34 ID:4vVE8LMi0
>>5
リテールはうるさい


11: 名無しさん@涙目です。(新潟県) :2011/07/19(火) 14:46:06.29 ID:McuQRiGR0
それよりCPUの発熱自体を少なくしろや!
ファンレスPCをデフォにしろ!


12: 名無しさん@涙目です。(チベット自治区) :2011/07/19(火) 14:48:05.18 ID:ZedOHV+10
>>11
ARM使えや


37: 名無しさん@涙目です。(dion軍) :2011/07/19(火) 15:06:01.04 ID:W5IsqZ500
>>11
http://akiba-pc.watch.impress.co.jp/hotline/20110709/etc_nofen.html
これでも使っとけ


13: 名無しさん@涙目です。(関西地方) :2011/07/19(火) 14:48:46.72 ID:KjO/b7Hr0
熱と羽の重量増加で軸受けの消耗が激しそう


14: 名無しさん@涙目です。(埼玉県) :2011/07/19(火) 14:49:47.87 ID:5BE5vAkgP [1/3]
振動に弱そう


18: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 14:50:29.14 ID:3Rl3twfq0
http://prod.sandia.gov/techlib/access-control.cgi/2010/100258.pdf
つまりこういうことだ


19: 名無しさん@涙目です。(茨城県) :2011/07/19(火) 14:50:42.95 ID:K+/V8YdS0
エアギャップ30μmということだが、工作精度は大丈夫なのか?
それさえ大丈夫なら、かなり使える技術だろう


81: 名無しさん@涙目です。(三重県) :2011/07/19(火) 15:47:57.79 ID:2u0Izo0B0
>30um程度のエアギャップ
CPUグリスの厚さって確かにこんなもんだった気がするけどグリスはそれ自体に熱伝導性があった上でだからなぁ


29: 名無しさん@涙目です。(長野県) :2011/07/19(火) 14:56:29.74 ID:AKF9ful50
言われてる通りの省電力化と小型化できるなら是非ともやってくれ
今のCPUクーラー知らん人からみたら冗談みたいな大きさだからな


31: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 14:58:37.95 ID:EyEOS8wx0
フィンを回すというか離れてたファンを近づけたって感じか


32: 名無しさん@涙目です。(大阪府) :2011/07/19(火) 15:01:48.88 ID:zKwia9ZX0
これは画期的だな
エアギャップの間にホコリが挟まらないかちょっと心配だけど


34: 名無しさん@涙目です。(愛知県) :2011/07/19(火) 15:02:50.86 ID:RO0IZPCx0 [1/2]
>直接フィンを回す方が効率が良いのは分かりますが

わからん。


39: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 15:06:50.23 ID:+vPwZ8pR0
とりあえず実装してからにしてちょ
論文レベルのはどうでもいいから


43: 名無しさん@涙目です。(dion軍) :2011/07/19(火) 15:13:33.31 ID:pV+VlTlE0 [2/2]
ヒートスプレッダー自体がフィンなら超冷えそうじゃね


44: 名無しさん@涙目です。(佐賀県) :2011/07/19(火) 15:13:33.98 ID:ft4tG9th0 [1/3]
昔のCPUクーラースレではちょくちょくヒートシンクが回ったもんだがついに実現するのか


45: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 15:14:13.90 ID:WckbrrMt0 [1/3]
冷却ファンまでデリケートにしてどーすんのよ
普通に面接触ヒートシンクに送風ファンの方がいいだろ


47: 名無しさん@涙目です。(宮崎県) :2011/07/19(火) 15:18:20.52 ID:46npyvkn0 [1/2]
ファンレスCPUクーラーを回すイメージでいいのか?

グリスの微粒子でスプレッダが削れるんちゃうか。臼とちゃうねんで


50: 名無しさん@涙目です。(千葉県) :2011/07/19(火) 15:21:00.72 ID:vXUfU7b90
オロチが回転するの?


99: 名無しさん@涙目です。(神奈川県) :2011/07/19(火) 16:19:20.19 ID:Uu449aZT0
>>50
>>オロチが回転するの?
あんなのが回転したらケースが壊れる。


52: 名無しさん@涙目です。(チベット自治区) :2011/07/19(火) 15:21:57.13 ID:8GipuhK+0
もういっそのことパソコンが回転し続ければいいと思うんだが


54: 名無しさん@涙目です。(東京都) :2011/07/19(火) 15:23:40.21 ID:fU7qCywHP [1/4]
ものすげー革新的だと思うが、ホコリとか振動とかに弱そうなところが心配だ

>エアコンや冷蔵庫などの熱交換機にも使用でき,
>全部がこのSandia Coolerに置き換わると,全米の電力消費を7%以上減らせる

たまらんなあ
理系はえらいなあ


57: 名無しさん@涙目です。(愛知県) :2011/07/19(火) 15:27:18.40 ID:RO0IZPCx0 [2/2]
回転体の質量が増して何が嬉しいのか、全然理解できん。
熱伝導率だって良くはならんだろうし。


60: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 15:31:07.00 ID:WckbrrMt0 [2/3]
>>57
お前の方が分からんわ


58: 名無しさん@涙目です。(山陰地方) :2011/07/19(火) 15:27:37.63 ID:MRfZ88Om0
うん これは絶対実用化しない


63: 名無しさん@涙目です。(東京都) :2011/07/19(火) 15:32:19.22 ID:w4uMkq/m0 [1/2]
>>58
技術的な革新で大きいのが
1、「ミクロな空気の対流が起こるので,非常に熱抵抗が小さい」
2、「30umという距離はディスクのヘッドの浮上と同じ原理で,回転する円盤が作り出す空気流で浮上」
の二つで
1は知識的レベル
2は既存の技術を拝借するだけ

だから簡単にできちゃいそうに見えるが


71: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 15:39:01.23 ID:WckbrrMt0 [3/3]
>>63
あれだろ?表面のデコボコで表層剥離させて云々てヤツなんじゃないの?

クリアランス詰めて円盤回すと、隙間が真空みたくなって気密性が出来るって思ってたけど
2stのロータリーディスクバルブのイメージで
熱伝導効率的にそれでも問題ないんかな


68: 名無しさん@涙目です。(宮崎県) :2011/07/19(火) 15:37:53.41 ID:46npyvkn0 [2/2]
>>63
冷静に考えようぜ
それで熱伝導率がいいならいまですらグリスいらんわ


88: 名無しさん@涙目です。(東京都) :2011/07/19(火) 15:52:50.07 ID:w4uMkq/m0 [2/2]
>>68
間に空気が挟まると熱交換が悪くなるのは常識だろうけど
それをカバーするためにファンを使って次々と空気を交換してる

それを30ミクロンの間で回転によって対流させてやと超効率的になるのかもとは考えられなくもない

この発想が本当だと考えるなら、逆に大きい場面で同じことを考えてみると
めちゃくちゃに高速で空気交換をすればするほど
空気の熱交換率の悪さをどこまでもカバーできるって話なのかな?


67: 名無しさん@涙目です。(北海道) :2011/07/19(火) 15:37:50.16 ID:9dWAI5Xi0
風切音が凄そう


65: 名無しさん@涙目です。(静岡県) :2011/07/19(火) 15:35:01.08 ID:EeaKDKlj0
CPUを回せば良いんではないだろうか


66: 名無しさん@涙目です。(チベット自治区) :2011/07/19(火) 15:36:39.37 ID:zzqODpfjP
一時大戦のころの航空機エンジンはエンジン自体も回転させてたらしいなw


69: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 15:38:08.44 ID:Hf1ZdzP70
ロータリーエンジンの冷却みたいなもんだな
マツダじゃない方のな
随分とアナクロである


70: 名無しさん@涙目です。(佐賀県) :2011/07/19(火) 15:38:53.00 ID:ft4tG9th0 [2/3]
http://prod.sandia.gov/techlib/access-control.cgi/2010/100258.pdf
もうちょい詳しく書いてあるぞ


85: 名無しさん@涙目です。(東京都) :2011/07/19(火) 15:50:59.65 ID:TPK2KStGP
ホコリに死ぬほど弱そう


73: 名無しさん@涙目です。(チベット自治区) :2011/07/19(火) 15:40:52.38 ID:zzMMAvlB0 [1/4]
http://hibari.2ch.net/test/read.cgi/jisaku/1310964965/12-16

12: Socket774 :2011/07/18(月) 14:45:24.23 ID:mn+VUi5v [1/2]
>>1乙
前スレにも出てたけど

2.革新的空冷テクノロジ Sandia Cooler

2011年7月7日に米国のSandia国立研究所は革新的な熱伝達テクノロジを発表しました。
普通,CPUチップなどの冷却にはヒートシンクが使われ,ヒートシンクのフィンに扇風機(ファン)で風をあてて冷やします。ヒートシンクは固定で動かず,扇風機の羽が回って空気を送るという構造です。

こ れに対して,このSandiaのAir Bearing Heat Exchangerは,ヒートシンクの渦巻き状のフィンが回ります。ファンを回して空気を送ってフィンに当てるより直接フィンを回す方が効率が良いのは分 かりますが,回っているフィンにどうやって熱を伝えるのか,それが低い熱抵抗で実現できるのかというのが疑問だったのですが,発明者の論文を見て,納得し ました。

チップのパッケージに接触するベースプレートは固定で,その上に対抗して回転する円盤(この上にフィンがつ いている)があり,この回転する円盤とベースプレートの間は30um程度のエアギャップになっています。このエアギャップは薄いのと,円盤の回転でミクロ な空気の対流が起こるので,非常に熱抵抗が小さいというのがミソです。この30umという距離はディスクのヘッドの浮上と同じ原理で,回転する円盤が作り 出す空気流で浮上しており圧力と回転数で決まるので,安定だとのことです。

通常のヒートシンクで0.2℃/Wを実現しようとすると,ファンのモーターの電力が100W必要だが,このテクノロジを使うと消費電力は1/10以下になる。ヒートシンクとファンの体積も1/4になると述べられています。

当面の用途はチップの冷却ですが,この技術はエアコンや冷蔵庫などの熱交換機にも使用でき,全部がこのSandia Coolerに置き換わると,全米の電力消費を7%以上減らせると述べられています。

http://www.geocities.jp/andosprocinfo/wadai11/20110716.htm


13: Socket774 :2011/07/18(月) 15:02:48.79 ID:UtIXW69Y [1/2]
>>1乙

>>12
リンク先は見てないませんが、HDDの磁気ヘッドの浮上距離はnmオーダーだと記憶しています。
仮に30umがそのテクノロジで使用される距離でかつ磁気ヘッドの浮上距離として正しいとした場合、
完全に近いダスト対策がされたHDDの内部と違い(実用環境では)むき出しのチップセット冷却では
ダスト問題で不具合が発生すると思われますがいかがでしょうか?


15: Socket774 :2011/07/18(月) 15:11:58.03 ID:XX+pNQFJ
HDDがダストで困るのは記録面に傷がついたりして
正常にヘッドを制御できなくなるからであって、
まわってりゃいいんだよレベルのヒートシンクでそうそう問題になるとは思えない


16: Socket774 :2011/07/18(月) 15:52:26.65 ID:mn+VUi5v [2/2]
>>13
these two flat surfaces are a separated by a thin (0.03 mm) air gap, much like the bottom surface of an air hockey puck and the top surface of an air hockey table.
エアホッケーのパックの底面とエアホッケーのテーブルのように、薄い(0.03mm)のエアギャップによって分離されている。

と書いてある。
埃問題は、むしろ従来の機器に対して、

The accumulation of dust on the heat exchanger surfaces acts as an insulating blanket that interferes with heat transfer, and eventually (as shown in Figure 4) chokes off air flow.
熱交換器(従来のもの)の表面のほこりの蓄積は、最終的に熱伝達、および(図4に示すように)空気の流れを妨げてしまう。

と問題にしているね。

In applications where regular preventative maintenance is practiced, the solution to this problem is an intake filter that is cleaned or replaced on a regular basis.
定期的な予防メンテナンスが実施されている機器では、この問題に対する解決策は、定期的に掃除、または吸気フィルターを交換することです。


で、下をたどってみると、
Rotation of the heat sink at several thousand rpm also provides a potent remedy to the longstanding problem of heat exchanger fouling.
数千rpmでのヒートシンクの回転も、熱交換器の汚れの長年の問題への強力な救済策を提供します。
The air bearing heat exchanger therefore provides a complete solution to the problem of performance degradation due to heat sink fouling.
つまり空気軸受の熱交換器(新技術の方)は、ヒートシンクの汚れによる性能劣化の問題に対する完全な回答を提供します。

要は回転数がすげー速いから埃が超吹き飛ぶぜー! 的な?


78: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 15:45:56.23 ID:TcLbhIcyi [1/4]
30umの隙間にゴミが入って
速攻使えなくなると思われ


82: 名無しさん@涙目です。(チベット自治区) :2011/07/19(火) 15:48:29.31 ID:zzMMAvlB0 [2/4]
>>78
ゴミが入ってもエアーで吹き飛ぶ


94: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 16:00:25.09 ID:TcLbhIcyi [2/4]
>>82
吹きとばねぇよ
>>1の図通りなら


98: 名無しさん@涙目です。(チベット自治区) :2011/07/19(火) 16:13:26.01 ID:zzMMAvlB0 [3/4]
>>94
実験の結果、ヒートシンクの汚れはゼロって書いてある。


103: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 16:30:21.06 ID:TcLbhIcyi [3/4]
>>98
どこに?


105: 名無しさん@涙目です。(チベット自治区) :2011/07/19(火) 16:40:38.57 ID:zzMMAvlB0 [4/4]
>>103
Similarly, despite the lack of systematic measurements to characterize particulate fouling, it became obvious over time that fouling of heat-sinkimpeller heat exchange surfaces was for all intents and purposes zero.


107: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 16:55:59.02 ID:TcLbhIcyi [4/4]
>>105
ちゃんと測定したわけじゃねぇけど
どう見てもゼロだったって言ってんのか
ホントかよ?


101: 名無しさん@涙目です。(大阪府) :2011/07/19(火) 16:22:42.76 ID:fzMytV6iP
やりたいことはわかるけどデメリットの方が多そうな気がする


102: 名無しさん@涙目です。(dion軍) :2011/07/19(火) 16:23:49.66 ID:M2io2QUK0
クソ重い金属の塊が回転するのか
騒音酷いんじゃないかこれ実現しても


108: 名無しさん@涙目です。(大阪府) :2011/07/19(火) 17:11:04.55 ID:jL9c5Klg0
本体の厚みがけっこうあるのと室外機がないのが影響してるのか
結構音がデカイ
窓枠サッシの爪部に固定する形になるからしっかり固定しないとガタガタ鳴る

二重サッシの爪んところが高さ平行ならつく
自分で固定器具作成も可能


111: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 17:27:41.39 ID:VxI8RO2a0
航空機用のロータリーエンジンだな


112: 名無しさん@涙目です。(埼玉県) :2011/07/19(火) 17:33:26.73 ID:5BE5vAkgP [3/3]
>>111
初期の航空機用エンジンはシリンダーが回ってたね


114: 名無しさん@涙目です。(catv?) :2011/07/19(火) 18:43:24.28 ID:7VUlWr2g0 [3/3]
まあPC用じゃなくて業務用サーバ向けの装置らしいから、笊がどうの
OCがこうのと言ってる人間には関係のない話なんだろな


116: 名無しさん@涙目です。(岡山県) :2011/07/19(火) 19:22:15.94 ID:gcz2danb0
よくわからない



冷却フィン自体をまわす革新的な空冷クーラー 消費電力は1/10、体積も1/4に
◆zzzbb2c.e6 (東京都) :2011/07/19(火) 14:41:10.45 ID:L1OjSkgdP ?PLT(12344)



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12 件のコメント :

  1. つまりCPUクーラーについてるファンを冷却フィンにすればいいってことだな!!!

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  2. 洗濯機みたいにPCケースが揺れだすのか
    ご近所さんに気を使わなければな・・・

    返信削除
  3. CPUファンのファンを固定して、PC本体をブンまわるようにすれば良いのではないでしょうか。

    返信削除
  4. なるほど~。小さな冷却システムが出来て、PCの
    サイズダウンが可能になるって事か。
    そして冷却分に使う電気が減るから省エネにもなる。
    いい新技術だな♪

    返信削除
  5. メモリも半分のサイズを日本が開発したしそれにこれを足すとさらに小型化が進むのか…胸が熱くなるな。

    返信削除
  6. PCレベルならファンレスにして、ケースファンでエアフロー確保したほうが…

    冷却ファン1個で済む気がする
    スパコンとか高発熱なデバイスの冷却にはいいかも

    返信削除
  7. 缶ジュースや缶ビールを氷の上で
    くるくる回すと急速に冷えますよね?

    そういうような素敵理論を搭載したクーラーって作れたらみんなが幸せになれそうな予感!

    返信削除
  8. 外部入出力系統をワイヤレスにしてボードを回せばいい
    電気の送電もワイヤレスにできる技術あるらしいしな
    調度振動に強いストレージも普及してきたしイイ時代だ

    返信削除
  9. 地震着たらコアガリガリ逝きそう…

    返信削除
  10. CPU自体をファンにすれば最高ってことか

    返信削除
  11. いい事思いついた
    CPU自体が回ればいんじゃね

    返信削除
  12. 最終的に油の中でCPU自体が高速回転しだすんだろ

    返信削除

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