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二極體利用計算機「廢熱」工作

二極體利用計算機「廢熱」工作

工程師研發出可以利用「廢熱」的二極體。圖片來源:美國《科學日報》

自從第一台計算機問世以來,計算機運行中的機身發熱問題就成為人們面臨的最大問題之一。與傳統的「對抗發熱」方法不同,美國內布拉斯加大學林肯分校的兩名工程師將計算機運行過程中發出的熱量視為計算機在超高溫下進行計算的替代能源。

該校機械和材料工程助理教授賽德·道恩說,他的研究小組圍繞如何更好地冷卻電腦的問題開發了一種納米熱機械設備,也可叫做熱二極體。

「如果你想到這一點,無論你使用什麼用電設備,都應該能夠利用其在運行中產生的熱量,因為它們在很多方面都是相似的。」道恩說,「原則上,它們都是能源載體。如果你可以控制熱量,那麼,你就可以使用這些熱量來進行計算,同時避免了機身過熱的問題。」

道恩與機械和材料工程研究所曼哈邁迪·艾洛卡合著的一篇論文發表在《科學報告》雜誌的三月刊上。在論文中,他們記錄了他們的研究設備在接近630華氏度的溫度中工作。道恩表示,他預計該設備最終可能在1300華氏度的高溫下工作,這對許多行業都可能產生重大影響。

「我們基本上是在製造一台熱計算機。」道恩說,「它可以用於探索太空、地核以及用於石油鑽探,可以使我們對數據進行實時計算和處理,在以前,我們無法在這些領域這樣做。」道恩表示,通過利用長期以來被忽視的能源,熱二極體也有助於限制能量的浪費,「美國消費的能源有近60%的規模是廢熱,如果能夠有效利用這些熱量並將其用於用電設備,可以明顯減少能源的浪費。」

這項研究的下一步計劃是使設備更高效,並製造出可以在最高溫度下工作的物理計算機。儘管研究人員已經申請了專利,但艾洛卡表示,改善二極體及其性能的工作仍有待完成。

道恩說:「我們要創造世界上第一台熱計算機。希望有一天,它將被用來解開外層空間的奧秘,探索和收穫我們地球的深層地質,並通過廢熱的有效利用提高能源的利用效率。」(趙利利編譯)

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