Nouveau concept de refroidissement

Sandia, un laboratoire de recherche américain semi public (appartenant au gouvernement, mais géré par Lockheed Martin), vient de rendre public un papier intriguant (PDF)  sur un nouveau modèle de refroidissement qui pourrait être appliqué aux processeurs. Sur le principe, l'idée est simple, contrairement à un système traditionnel où l'on a une base fixe posée sur la surface à refroidir (le radiateur) supplanté par un ventilateur, le système de Sandia fusionne ventilateur et radiateur : le radiateur est transformé en un ventilateur type blower. L'air est aspiré par le milieu et expulsé sur les côtés.

Ce concept permet de résoudre un certain nombre de problèmes comme l'accumulation de la poussière dans le radiateur et surtout l'air stagnant dans ou autour du radiateur. L'arrivée des tours et des caloducs a permis d'éloigner la chaleur rapidement de la zone à refroidir et d'étendre la surface d'échange avec l'air, mais l'air stagnant reste une problématique. Le challenge de la technologie réside dans le fait que ce radiateur n'est plus en contact direct avec la plaque de métal posée sur la surface a refroidir (dans notre cas le processeur), il y a donc une fine couche d'air entre la base et le radiateur mobile. Et l'air n'est pas un très bon conducteur thermique.


Cette couche d'air est cependant extrêmement mince, moins de 0.03 millimètres en fonctionnement et se régule automatiquement en reposant en partie sur la pression de cette couche d'air (si la turbine se soulève, la pression de la couche d'air diminue et fait redescendre la turbine).


Le papier publié annonce des résultats assez intéressants, leur prototype atteint une résistance thermique de conduction équivalente aux meilleures solutions de refroidissement tour (0.2°C/W) dans un volume beaucoup plus restreint. Des systèmes plus classiques de volume équivalent au prototype de Sandia n'atteignent une résistance thermique conductive que de 0.6 à 0.8°C/W. Le cout de fabrication serait également largement moindre (aluminium uniquement, pas de caloducs, etc).


Un second prototype était déjà en préparation en 2010 lors de la première publication limitée de ce papier avec au programme une augmentation de la hauteur des "ailettes" qui passeraient de 1 à 2.5 cm et une réduction de la hauteur de la plaque sur laquelle reposent ces ailettes d'un tiers. D'après leurs calculs les scientifiques de Sandia espèrent atteindre une résistance thermique de conduction inférieure à 0.1°C/W, ce qui serait largement au-delà des meilleures solutions actuelles. Aucune mesure de bruit n'est effectuée dans le papier mais il est annoncé comme plus faible que les solutions processeurs classiques malgré des vitesses de rotations de 5000 rpm (selon les tests la vitesse peut atteindre 10000 rpm avec le moteur sélectionné, l'épaisseur de la couche d'air variant avec la vitesse de rotation). Les applications directes de cette recherche pourraient arriver rapidement, Sandia proposant d'ores et déjà des licences de sa technologie à l'industrie.