O brasileiro Elison Matioli, professor no Instituto de Engenharia Elétrica da Escola Politécnica de Lausanne, na Suíça, inventou o que pode ser chamado de sistema sustentável para resfriamento de chips. Inspirado em vasos capilares, Maitoli apresenta uma solução que possui circuito de refrigeração acoplado e que pode gerar uma dissipação de calor até 50 vezes mais eficientes do que as tecnologias atuais.
O método vem para substituir outro já existente. A estratégia atualmente utilizada consiste em dutos estreitos para a passagem de líquido para resfriamento, onde a pressão de impulsionamento de água, por exemplo, precisa ser grande. Mas este trabalho fica ainda mais difícil em um mundo que exige dispositivos cada vez menores.
Funcionamento dos chips atualmente utilizados em aparelhos eletrônicos exige muita pressão para resfriamento. Créditos: Natalya Burova/iStock
Sabendo disso, Matioli teve em mente o funcionamento e estrutura de vasos capilares, presentes no sistema circulatório do corpo humano. Resumidamente, veias e artérias vão se afinando, até se tornarem vasos capilares em algumas partes do corpo. Vale lembrar que estes vasos são tão finos que possuem de cinco a dez micrômetros de espessura. Isso quer dizer que eles são 50 vezes mais estreitos do que um fio de cabelo. Os chips normais, usados em larga escala em vários aparelhos eletrônicos, possuem espessura de 20 micrômetros.
Ideia veio da estrutura de vasos capilares do corpo humano, que se estreitam e tornam-se muito finos. Créditos: Fiore26/iStock
O professor partiu desta ideia e desenvolveu microdutos, que incorporam resfriamento líquido diretamente dentro do chip, em uma abordagem promissora para um gerenciamento térmico mais eficiente. Estes componentes começam mais largos e vão se afinando nos locais que os chips mais esquentam durante o funcionamento. Desta forma, o fluxo de água para resfriamento exige muito menos energia.
Outro aspecto que torna o chip totalmente diferente do que já existe, é que ele é composto por uma camada fina de nitreto de gálio (GaN) encaixado sobre um substrato mais grosso de silício. Normalmente, os chips atuais são escavados diretamente no substrato de silício.
Vantagens
De acordo com o estudo do brasileiro, publicado pela revista Nature no último dia 9, a criação também pode trazer várias vantagens para grandes data centers, que cuidam de um número elevado de dados e precisam estar em perfeito funcionamento sempre. Com o sistema sustentável de resfriamento de chips, estes equipamentos seriam muito mais eficientes energicamente. Para embasar esta afirmação, o documento divulgado pela publicação ressaltou que nos Estados Unidos, o uso de água e energia utilizados por estes aparelhos equivale ao uso residencial de uma cidade como a Filadélfia, por exemplo, onde cerca de 7 milhões de habitantes vivem.
Datas centers poderiam ser menores com a invenção. Créditos: Ojogabonitoo/iStock
Nesta mesma linha, o estudo complementa que a nova tecnologia poderia viabilizar construção de aparelhos menores, mais densos e poderosos. A afirmação considera a Lei de Moore, que explica que a densidade de transistores nos chips lançados pela indústria sobe a cada 18 meses. Com a descoberta de Matioli, estes equipamentos diminuíram de tamanho e duplicariam em quantidade de chips, o que aumentaria a capacidade de processamento dos dispositivos.
“A princípio, a tecnologia pode ser usada em todos os tipos de eletrônicos, por exemplo, para resfriar chips de computador, ou em aplicações como painéis solares ou carros elétricos“, disse Matioli.
Vale destacar que todo este processo levaria a um avanço significativo de sistemas tecnológicos.
Via: Nature/Uol
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