为多核微处理器热点实时缓解选择最优的平行微通道构型

设计有效的微冷却系统以应对微器件不断增加的热流挑战，需要对实时问题进行深入检查，并已被深入研究。在设计微冷却系统时最常见且明显误导的假设是器件产生的热流是均匀的，但现实远非如此。通过采用 U、I、Z 构型的平行微通道系统，并以水和纳米流体作为冷却剂，对非均匀热负荷进行了详细模拟。使用从具有非均匀核心活动的真实微处理器检索到的热负荷数据，模拟了 Intel Core i7 4770 3.40 GHz 四核处理器。研究清楚地表明，存在由非均匀热负荷引起的温度分布不均，以及已经存在的由流动分布不均引起的温度分布不均。列表总结了在最大化冷却均匀性的同时，实现热区最大可能整体散热的最合适构型。纳米流体的欧拉-拉格朗日模型表明，此类智能冷却剂不仅降低了热点核心温度，还缩小了热点核心区域，而布朗扩散和热泳的滑移机制是其中的关键。本研究确凿地表明，高流动分布不均导致高热分布不均这一普遍观念不再成立，现有的分布不均可以被有效利用来解决特定热点位置，这使得本研究对该领域具有重要意义。