Теплообмен
Проблема теплообмена стала особенно актуальной с повышением рабочей тактовой частоты процессоров и ужесточением технологических норм при производстве самих кристаллов. Заметим, что микросхема, рассеивающая более 4 Вт мощности, уже требует охлаждения. Имеются данные, показывающие, что снижение рабочей температуры процессора на 10 градусов ведет к удвоению времени его безотказной работы, при этом скорость движения электронов в полупроводниках также повышается почти вдвое.
Стандартным решением для охлаждения микропроцессоров является малогабаритный вентилятор, установленный на радиаторе (Cool-CPU). Двигатель вентилятора запитывается от блока питания компьютера через переходной разъем. Сам радиатор может снизить температуру микросхемы примерно на 20 градусов, а вентилятор позволяет довести эту цифру до 40. Например, за 1994 год было произведено около 40 миллионов подобных устройств, из которых приблизительно 75% изготовлено на Тайване.
Кроме обычных малогабаритных вентиляторов для охлаждения процессоров ряд фирм предлагают несколько оригинальных решений, например охлаждающие устройства, использующие термоэлектрический эффект Пелтье (Peltier). Данный эффект заключается в том, что прохождение слабого электрического тока через контакт двух специально подобранных материалов сопровождается поглощением тепла. Подобные термоэлектрические устройства способны снизить температуру на 50—70 градусов. Другим техническим решением являются устройства, использующие летучие жидкости (метанол, ацетон), которые абсорбируют тепло от микросхемы и затем рассеивают его. Данные устройства весьма миниатюрны и идеально подходят, например, для охлаждения процессоров в портативных компьютерах. Кроме того, термоперенос через жидкость происходит гораздо быстрее, чем через металл. Известны также миниатюрные вентиляторы, которые, используя вихревой, или турбулентный, эффект, могут понижать температуру до 50—55 градусов. В свою очередь, так называемые активные охлаждающие устройства благодаря постоянному контролю нагрева радиатора и регулировке скорости вращения двигателя вентилятора, позволяют поддерживать строго определенную температуру.
