AirJet - công nghệ tản nhiệt độc đáo giúp laptop mỏng vẫn mạnh, vận hành im lặng hơn

Trong tương lai những chiếc laptop sẽ còn nhẹ hơn và mỏng hơn nữa nếu công nghệ AirJet được các hãng làm laptop ứng dụng. Đây là giải pháp tản nhiệt của Frore Systems, dù nhỏ gọn nhưng nó có thể thay thế vai trò của quạt lẫn heatsink, vận hành hiệu quả hơn và im lặng hơn.



Có 2 phiên bản là AirJet Mini và AirJet Pro, nhìn qua thì nó khá giống cục pin trên smartphone. Kích thước của AirJet Mini là 27,5 x 41,5 x 2,8 mm còn phiên bản Pro là 31,5 x 71,5 x 2,8 mm. Về ứng dụng của AirJet, tiến sĩ Seshu Madhavapeddy - giám đốc điều hành của Frore Systems cho biết: "Thường thì chính hiệu năng của giải pháp tản nhiệt sẽ quyết định hiệu suất sử dụng thiết bị." Hầu như tất cả các vi xử lý đều có cảm biến nhiệt và nó sẽ giúp điều tiết hoạt động của CPU nhằm chống quá nhiệt. Thế nhưng vi xử lý cũng được thiết kế để hoạt động trong tình trạng quá nhiệt. Các vi xử lý Intel hay AMD có chế độ Turbo nhằm đẩy xung nhịp lên các mức cao hơn trong một khoảng thời gian ngắn (thường gọi là tau) để tăng hiệu năng xử lý. Khi thời gian tau kết thúc thì xung của vi xử lý trở lại mức thấp hơn hay theo giới hạn tiêu thụ điện năng PL1.


Frore Systems thiết kế AirJet nhằm mục tiêu kéo dài thời gian tau. Trong tình huống máy tính dùng vi xử lý ARM thì Frore Systems tin rằng thời gian tau có thể được kéo dài đến vô hạn. Hãng đưa ra ví dụ là một vi xử lý ARM có xung cơ bản 1,8 GHz nhưng có thể chạy ở mức xung đến 3,5 GHz "mãi mãi" nếu nó được tản nhiệt bằng 4 miếng AirJet Mini. Trong khi đó phiên bản AirJet Pro được thiết kế cho vi xử lý x86 sẽ cho phép một con CPU đạt được xung tối đa đến 4,8 GHz và khi cắt xung xuống PL1 thì thay vì ở 1,4 GHz với tản nhiệt 2 quạt thông thường thì nó có thể chạy ở 2,1 GHz.

AirJet hoạt động như thế nào?

AirJet hoạt động bằng cách hút không khí từ mặt trên của thiết bị vào bên trong, lấy nhiệt nóng từ CPU và khí nóng được giải phóng ra bên hông. Để có thể hút không khí mà không cần quạt, Frore Systems đã thiết kế các màng rung, chúng cộng hưởng ở biên độ hàng chục micron. Trên bề mặt của thiết bị có các khe hẹp, không khí từ môi trường xung quanh, bên trong thân máy được hút vào và được đẩy xuyên qua lớp màng rung. Lớp màng rung này giống như một cái sàng, khi lọt qua sàng thì không khí được "xả" xuống dưới với tốc độ cao, tạo thành những luồng khí "phản lực" (giải thích cho tên gọi AirJet).


Luồng khí này va chạm với lớp đồng lấy nhiệt. Lớp đồng lấy nhiệt trong video mô tả của AirJet sẽ tiếp xúc với một hệ thống trao đổi nhiệt bị động, có thể là ống đồng truyền thống hoặc hệ thống tản nhiệt buồng hơi (vapor chamber). Luồng khí phản lực sẽ lấy khí nóng và đẩy ra ngoài qua một kênh biên. Tất cả quá trình này xảy ra trong một thiết bị mỏng chỉ 2,8 mm.

Theo Madhavapeddy thì các màng rung cộng hưởng cấu trúc nhằm đạt được rung động tối đa với năng lượng tiêu thụ thấp chỉ 1 W. Các cảm biến trong thiết bị sẽ chủ động điều chỉnh tần số cộng hưởng theo sự thay đổi của nhiệt độ CPU. Frore tuyên bố lượng nhiệt truyền dẫn gần như bão hòa, thiết bị có thể lấy được nhiệt lượng tối đa từ vi xử lý và nhà sản xuất sẽ cần thiết kế các khe tản nhiệt để đưa khí nóng ra ngoài.

Ưu điểm của AirJet

Madhavapeddy cho biết AirJet cho áp suất khí cao hơn gấp 10 lần so với quạt laptop thông thường (lên đến 1750 Pa so với 140 Pa) và độ ồn khi hoạt động dưới ngưỡng 21 - 24 dBA (so với 42 dB của quạt laptop thông thường), tức gần như im lặng. Thêm vào đó khi rung cộng hưởng, AirJet cũng tạo ra áp suất ngược từ đó các khe lấy khí có thể được che phủ bằng các vật liệu chống bụi, chống nước chuẩn IP68. Như vậy các nhà sản xuất laptop sẽ có thể ngăn được bụi hay các loại hạt khác chui vào trong laptop. Và dĩ nhiên, thiết kế mỏng chỉ 2,8 nm của AirJet sẽ giúp tạo ra những chiếc laptop còn mỏng hơn nữa.


Một ưu điểm nữa theo Madhavapeddy là khả năng hoạt động của laptop sẽ không bị ảnh hưởng khi bạn đặt máy trên gối hay trên thảm. Chúng ta đều biết rằng mặt đáy của laptop thông thường có nhiều khe nhỏ để quạt có thể lấy gió cho hệ thống tản nhiệt. Nếu đặt máy trên mặt bàn hay mặt phẳng nói chung thì không thành vấn đề bởi các feet cao su ở mặt đáy sẽ nâng đáy lên cao một chút, tạo ra khoảng hở để quạt lấy gió. Nhưng nếu bạn đặt máy trên những bề mặt mềm như gối, thảm thì các khe lấy gió có thể bị bít kín từ đó quạt không thể lấy được đủ khí, từ đó giảm hiệu năng tản nhiệt, kéo theo hiệu năng hệ thống. "Chúng tôi đã loại bỏ hoàn toàn vấn đề này bởi bạn sẽ không cần các khe lấy gió ở đáy máy nữa," Madhavapeddy nói.

Hiện tại AirJet đang hướng đến các thiết bị di động như laptop, tablet và cả kính VR. Thế hệ tiếp theo AirJet sẽ được thiết kế mỏng hơn và nhẹ hơn để có thể tích hợp vào smartphone.


Madhavapeddy cho biết Intel đang hợp tác với Frore Systems để khám phá công nghệ AirJet. Intel, Frore Systems và một số hãng làm laptop đang hợp tác với nhau để cải thiện hiệu năng của những chiếc máy đạt chuẩn Intel Evo và rất có thể chúng ta sẽ được thấy những chiếc laptop mỏng dùng tản nhiệt AirJet xuất hiện trên thị trường ngay trong năm nay.

Một người phát ngôn của Intel tiết lộ giữa Intel và Frore Systems vẫn chưa có thỏa thuận tài chính nào nhưng trong năm qua, Intel đã giúp Frore Systems thử nghiệm AirJet trên laptop thực tế nhằm thiết lập các mục tiêu kỹ thuật như tiếng ồn, nhiệt độ bề mặt laptop, thiết kế lại kiến trúc bo mạch chủ. Intel cũng đã mời các kỹ sư của Frore Systems đến phòng thí nghiệm tại Bangalore để debug và tinh chỉnh cũng như đưa ra các chỉ dẫn thực tế giúp Frore Systems có thể làm việc với nhiều nhà sản xuất phần cứng.

PCWorld; Frore Systems