Les ventilateurs gardent les frites au frais. La plupart des consommateurs le savent, qu’ils aient ouvert leur ordinateur portable ou entendu le sifflement d’un ventilateur. Mais une startup impliquée avec Intel utilise frites pour garder les microprocesseurs au frais, en augmentant massivement les performances et en changeant à jamais la conception des ordinateurs portables.
Frore Systems fabrique deux puces, l’AirJet Mini et l’AirJet Pro, qui seront fixées au processeur d’un ordinateur portable à la place d’un caloduc ou d’un ventilateur. Les deux puces refroidissent activement, mais presque silencieusement, le processeur de l’ordinateur portable, fournissant plus de pression d’air mais moins de bruit acoustique qu’un ventilateur conventionnel, selon les dirigeants de l’entreprise. Mais c’est l’avantage global des performances — jusqu’au double ! – dont vous vous soucierez.
C’est l’argument derrière l’AirJet : « Très souvent, c’est la capacité de la solution thermique qui dicte la qualité des performances que vous obtenez d’un appareil », a déclaré le Dr Seshu Madhavapeddy, directeur général de Frore.
Pratiquement tous les processeurs incluent des capteurs thermiques qui « étranglent » la puce pour éviter la surchauffe. Dans le même temps, les transformateurs sont conçu surchauffer; en plaçant la puce dans un mode « turbo » overclocké, les puces d’ordinateurs de bureau et d’ordinateurs portables dépasseront ces contraintes thermiques pour offrir une brève période de performances accrues. Une fois cette période expirée, cependant (parfois appelée «tau»), le processeur redescend à ce que nous considérons généralement comme sa vitesse nominale, ou PL1.
Ce que Frore et l’AirJet Mini et l’Airjet Pro sont conçus pour faire, c’est prolonger cette période « tau ». Dans le cas d’un ordinateur portable basé sur Arm, Frore pense que le tau peut être prolongé indéfiniment. En associant le processeur à quatre AirJet Minis, une puce Arm de 1,8 GHz fonctionnera à sa vitesse accélérée de 3,5 GHz « pour toujours », a déclaré Madhavapeddy. Les AirJet Pros, conçus pour les ordinateurs portables X86, ont un effet similaire : une puce qui pourrait passer à 4,8 GHz pourrait plutôt passer à un nouveau PL1 de 2,1 GHz, plutôt que le 1,4 GHz normal que vous obtiendriez en utilisant une paire de ventilateurs conventionnels.
Systèmes avant
Les puces AirJet de Frore utilisent une combinaison de principes de résonance fluidique, acoustique et électrique pour aspirer l’air frais depuis le haut de la puce et le pousser sur les côtés à environ la même température que la chaleur provenant de la surface du processeur de l’ordinateur portable lui-même. C’est alors au fabricant d’ordinateurs portables d’évacuer cette chaleur à l’extérieur.
Tout se résume à simple : en exécutant un processeur en mode turbo, plus longtemps, les performances de l’ordinateur portable peuvent augmenter considérablement. Ou, comme Frore le dit lui-même : « AirJet double les performances du processeur ».
Comment fonctionnent les puces AirJet de Frore
Les ordinateurs de bureau utilisent une Crumpa de techniques pour refroidir les puces et prolonger le temps tau : radiateurs et refroidisseurs, grands ventilateurs, même refroidissement par eau à travers un certain nombre de tuyaux. Mais un boîtier de bureau offre l’espace physique nécessaire pour rendre ces solutions viables. Les ordinateurs portables et les tablettes sont extrêmement limités en espace, ce qui rend ces solutions beaucoup moins pratiques. C’est pourquoi l’AirJet de Frore est si intéressant.
« La chaleur est de loin le plus grand obstacle que nous devons surmonter en informatique », a déclaré Patrick Moorhead, analyste en chef chez Moor Insights & Strategy et ancien dirigeant d’AMD, dans un communiqué. « Le matériel soumis à des contraintes thermiques ne fonctionne pas de manière optimale et les solutions thermiques actuelles sont insuffisantes. Je pense que Frore Systems a réinventé la technologie thermique avec sa puce AirJet qui double l’élimination active de la chaleur avec une solution plus fine et silencieuse qui offre de meilleures performances.
Les puces Frore AirJet fonctionnent en aspirant de l’air par le haut de la puce à l’intérieur, où la chaleur est échangée puis évacuée sur les côtés de la puce. Pour créer l’aspiration, Frore a placé des membranes vibrantes à l’intérieur de la puce, qui résonnent à des dizaines de microns d’amplitude. Selon Madhavapeddy, les membranes résonnent à ce qu’il appelle la «résonance structurelle», pour créer le maximum de vibrations en utilisant le moins de puissance. Les capteurs de la puce ajustent dynamiquement la fréquence de résonance lorsque la température change, a-t-il ajouté. Frore affirme que la chaleur transférée est proche de la saturation, tirant le plus de chaleur possible du processeur lui-même. (C’est au fabricant d’ordinateurs portables d’évacuer l’air chaud vers le monde extérieur.)
Systèmes avant
« Comme [the membranes] vibrent, ils aspirent l’air par le haut – ils créent la force d’aspiration qui aspire automatiquement l’air du haut dans la puce », a déclaré Madhavapeddy. « Et puis l’air est poussé vers le bas, un peu comme une mer au fond de la cavité. Et c’est un peu comme une pomme de douche, donc l’air passe par le haut, et il est poussé à travers cette mer… Et ces [shower] les jets empiètent sur le dissipateur de chaleur en cuivre sur le fond. Le transfert de chaleur se produit lorsque ces évents d’air pulsés frappent le dissipateur de chaleur en cuivre. Ils extraient la chaleur du dissipateur de chaleur en cuivre avec une très grande efficacité, puis l’air sort.
Tout cela se passe dans une puce de seulement 2,8 mm d’épaisseur, a ajouté Madhavapeddy.
Madhavapeddy a affirmé que les puces AirJet délivrent plus de dix fois la pression d’un ventilateur d’ordinateur portable typique, tout en tombant sous le plancher acoustique (21 à 24 dBA) d’une solution « silencieuse ». En raison de la contre-pression élevée, a-t-il déclaré, les trous d’admission peuvent être recouverts d’un matériau étanche à l’eau et à la poussière IP68, permettant à un fabricant d’ordinateurs portables d’empêcher la poussière et d’autres particules de recouvrir l’intérieur d’un ordinateur portable.
« Un gros avantage… est la façon dont votre ordinateur portable fonctionne lorsque vous le placez sur un oreiller ou sur un matelas », a déclaré Madhavapeddy. « Dans un ordinateur portable typique, les orifices d’entrée se trouvent au bas de l’ordinateur portable. Vous verrez beaucoup de trous en bas pour presque tous les cahiers. Et si vous le placez sur un bureau, ce n’est pas grave car ils ont de petites piles afin de soulever un peu le portable pour qu’il y ait un espace, et l’air peut passer par l’espace à travers les évents au bas du portable dans les fans. Mais lorsque vous le placez sur un oreiller ou un matelas, ces murs sont tous bloqués et les ventilateurs s’étouffent. En conséquence, vous ne bénéficiez pas du ventilateur.
« Nous éliminons complètement ce problème car, dans notre cas, vous n’avez pas besoin d’évents en bas », a ajouté Madhavapeddy.
Systèmes avant
À l’heure actuelle, la solution MiniJet cible les appareils mobiles – ordinateurs portables, tablettes et casques VR. La prochaine génération, conçue pour être plus fine et plus légère, visera les smartphones, a déclaré Madhavapeddy.
Bien que Frore fabrique ses puces dans une usine à Taïwan, la société utilise une Crumpa de techniques de diverses industries (de la fabrication d’écrans plats à l’aérospatiale) pour fixer la membrane vibrante à l’ancre.
Madhavapeddy a déclaré qu’Intel travaillait avec Frore pour explorer comment la technologie AirJet pourrait améliorer ses propres puces. On ne sait pas, cependant, combien cette solution ajoutera au coût d’un ordinateur portable ou d’un processeur d’ordinateur portable. « Nous sommes compétitifs par rapport à la valeur que nous offrons », a déclaré Madhavapeddy. « Nous sommes engagés avec plusieurs équipementiers et nous nous attendons à ce que vous voyiez des produits sur le marché en 2023. »
Comment Intel est impliqué dans l’AirJet de Frore
Selon Intel, les deux sociétés sont impliquées dans une « collaboration d’ingénierie » conçue pour améliorer les performances des ordinateurs portables Evo d’Intel, qui sont co-conçus avec les fabricants d’ordinateurs portables eux-mêmes. Intel, Frore et certains fabricants de PC travaillent ensemble pour mettre en œuvre la technologie MiniJet et aider Frore à la commercialiser.
« La mission d’Intel avec Intel Evo est d’unir l’écosystème PC ouvert pour offrir les meilleures expériences d’ordinateurs portables possibles que les gens veulent », a déclaré Josh Newman, vice-président et directeur général des plates-formes mobiles chez Intel, dans un communiqué. « Concevoir des conceptions d’ordinateurs portables fins, légers et élégants qui offrent d’excellentes performances tout en restant frais et silencieux sont à la base de cette mission. La technologie AirJet de Frore Systems offre une approche nouvelle et novatrice pour aider à atteindre ces objectifs de conception de nouvelles manières et Intel est ravi de la collaboration d’ingénierie avec Frore Systems pour aider à préparer leur technologie pour les futurs ordinateurs portables Intel Evo.
Une porte-parole d’Intel a déclaré par e-mail qu’il n’y avait pas d’arrangement financier au-delà d’un accord de développement. Au cours de l’année écoulée, Intel a aidé Frore à implémenter des prototypes de puces dans de vrais ordinateurs portables, a aidé à définir des objectifs d’ingénierie tels que le bruit du ventilateur et la température de la peau, a repensé une partie de l’architecture de la carte mère environnante, a invité les ingénieurs Frore au laboratoire d’Intel à Bangalore pour le débogage et le réglage, et a donné » des conseils pratiques » pour aider Frore à travailler avec davantage de fabricants de matériel via des mises en page et un prototypage améliorés.
À ce stade, on ne sait pas combien coûtera l’AirJet à un ordinateur portable, ni dans quelle quantité les AirJets pourront être fabriqués. AMD signera-t-il pour utiliser la technologie ? Un concurrent d’AirJet va-t-il émerger ? Toutes ces questions finiront par trouver une réponse. Mais il n’en demeure pas moins que Frore et sa technologie AirJet sont l’un des ajouts les plus intéressants aux ordinateurs portables et PC depuis des années.