Refroidir les CPU à la force de l'éclair

Des chercheurs de l'université de Purdue (Etats-Unis), viennent d'annoncer avoir trouvé un nouveau moyen de refroidissement idéal pour les puces informatiques, utilisant la puissance des éclairs comme ceux générés dans les orages. Ou presque, car pour une raison qui m'échappe, ces chercheurs se sont dit qu'il serait bon de pouvoir utiliser un tel système ailleurs que sur Mars.

Techniquement, ce système se compose de rangées serrées de nanotubes en carbone de 5 nm de diamètre, et qui jouent le rôle d'anodes. Une charge électrique est appliquée à certaines de ces anodes, ce qui provoque l'émission d'électrons (charge négative) qui vont être attirés par les électrodes chargées positivement. Les électrons vont alors réagir avec l'air environnant, qui se retrouve ionisé et finit par former un micro-nuage. Ce nuage représentant une forte différence de potentiel dans son micro-atmosphère, il finit donc par libérer un éclair afin de rétablir l'équilibre des charges. Exactement comme cela se passe dans les cumulo-nimbus, toute proportion gardée. L'origine du refroidissement ? Elle consiste dans le fait que les micro-nuages sont alternativement attirés et repoussés par les électrodes adjacentes, ceci étant rendu possible par l’alternance de la nature de la charge électrique appliquée aux électrodes. Les nuages vont donc se déplacer, et de ce fait générer un flux d'air qui va nettement améliorer le transfert thermique entre le chip et l’air.

Pour donner quelques chiffres, sachez que la création d'éclairs à cette échelle ne nécessite qu'une tension de l'ordre de 100 V voir moins, contre plusieurs dizaines de kilovolts pour recréer en laboratoire un éclair de taille déjà respectable. D'autre part, ce phénomène est rendu possible grâce à un espacement de seulement 10 microns entre les électrodes de charges opposées.

La démonstration de cette technologie s'est pour l’instant limitée au niveau de la conception, et l'affirmation de ces chercheurs selon laquelle ce procédé serait plus fiable que le watercooling peut donc prêter à sourire, le watercooling ayant depuis longtemps dépassé le simple stade de la conception. La prochaine étape consiste ainsi à développer un prototype. Les nanotubes pourraient par ailleurs être remplacés par un film de diamant, plus facile à fabriquer (!). Les problèmes à résoudre seront nombreux, notamment liés à l'utilisation de l'énergie statique.

Enfin, cette annonce qui fait suite à celle concernant la nanoherbe, montre clairement l'importance que prend la recherche de solutions de refroidissement viables axées sur le rapport (puissance dissipée) / (surface).