KR20220060995A - 이종 히트 파이프들 - Google Patents

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루안더 카르데나스
마크 맥도날드
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인텔 코포레이션
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Abstract

이종 히트 파이프 솔루션들은 낮은 열 저항 및 높은 Qmax 둘 다를 제공한다. 일부 이종 히트 파이프 솔루션들은 병렬로 동작하는 다수의 동종 히트 파이프를 포함하고, 각각의 동종 히트 파이프는 특정 전력 모드에서 동작하는 프로세서를 핸들링하도록 맞춤화된 열 성능을 갖는다. 다른 이종 히트 파이프 솔루션들은 하나 이상의 이종 히트 파이프를 포함하고, 각각의 이종 히트 파이프는 보다 많은 윅을 갖고, 각각의 윅은 상이한 세트의 윅 특성들(윅 재료, 윅 두께 등)을 갖는다. 이종 히트 파이프들은 그것들의 전체 동작 전력 범위에 걸쳐 프로세서들에 대한 열 관리 솔루션을 제공할 수 있다.

Description

이종 히트 파이프들{HETEROGENEOUS HEAT PIPES}
히트 파이프들은 기존의 모바일 컴퓨팅 디바이스들에서 흔한 것이고, 그것들을 그것들의 동작 한계 내에 유지하는 데 도움을 준다. 히트 파이프의 최대 열 운반 용량 Qmax는 특히 모바일 클라이언트 디바이스 시장을 선도하는 얇은 폼 팩터들에서 제한된다. 히트 파이프의 Qmax는 그것의 열 저항과 역의 관계에 있다. 즉, 히트 파이프의 Qmax를 증가시키면 그것의 열 저항이 증가하고, 그 반대도 마찬가지이다.
도 1a 및 도 1b는 각각 히트 파이프의 세로 단면도 및 가로 단면도를 예시한다.
도 2는 제1의 예시적인 이종 히트 파이프 솔루션 및 2개의 동종 히트 파이프 솔루션의 정상 상태 열 성능을 보여주는 그래프를 예시한다.
도 3은 도 2에서 특징지어진 히트 파이프 솔루션들에 대한 과도적 열 성능을 보여주는 그래프를 예시한다.
도 4a 및 도 4b는 제2 및 제3의 예시적인 이종 히트 파이프 솔루션들의 블록도들을 예시한다.
도 5a 내지 도 5c는 제4의 예시적인 이종 히트 파이프의 다양한 단면도들을 예시한다.
도 6a 내지 도 6d는 제5의 예시적인 이종 히트 파이프의 다양한 단면도들을 예시한다.
도 7은 본 명세서에 개시된 이종 히트 파이프들이 이용될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 디바이스의 블록도이다.
히트 파이프의 열 성능과 관련된 2개의 파라미터는 히트 파이프가 열을 얼마나 용이하게 제거할 수 있는지에 대한 척도인 그것의 열 저항, 및 히트 파이프가 운반할 수 있는 열의 최대량인 Qmax이다. 현대의 프로세서들은, 부분적으로 매우 짧은 기간들 동안 그것들의 최대 정상 상태 전력 정격을 초과하는 그것들의 능력으로 인해, 단지 수 세대 전의 프로세서들보다 더 큰 전력 범위에 걸쳐 동작할 수 있기 때문에, 그것들은 이 증가된 전력 범위를 핸들링하기에 충분한 Qmax로 히트 파이프들에 연결되어야 한다. 그러나, 히트 파이프의 열 저항 및 Qmax는 역의 관계에 있다. 프로세서의 최대 전력 레벨들을 수용하기 위해 히트 파이프의 Qmax를 증가시키면 열 저항이 증가하고, 이는 히트 파이프가 모든 전력 레벨들에서 열을 제거하는 능력에 영향을 미친다. 본 명세서에 개시된 이종 히트 파이프 솔루션들은 낮은 열 저항을 갖는 히트 파이프 솔루션을 제공하면서도 현대의 프로세서들의 전체 동작 범위를 핸들링하기에 충분히 높은 Qmax를 갖는다. 이 솔루션은 클라이언트 모바일 컴퓨팅 디바이스들이 매년 성능 이득들을 달성하기 위해 단기 고성능 프로세서 모드들에 점점 더 의존하기 때문에 유용한 것이다.
다음의 설명에서는, 특정 상세들이 제시되지만, 본 명세서에 설명된 기술들의 실시예들은 이들 특정 상세 없이도 실시될 수 있다. 본 설명의 이해를 모호하게 하는 것을 회피하기 위해서 잘 알려진 회로들, 구조들, 및 기법들은 상세히 제시되지 않았다. "실시예", "다양한 실시예들", "일부 실시예들" 등은 특징들, 구조들 또는 특성들을 포함할 수 있지만, 모든 실시예가 반드시 특정 특징들, 구조들 또는 특성들을 포함하는 것은 아니다.
일부 실시예들은 다른 실시예들에 대해 설명된 특징들의 일부, 전부를 갖거나, 아무 것도 갖지 않을 수 있다. "제1", "제2", "제3" 등은 공통 대상을 기술하고, 참조되는 유사한 대상들의 상이한 사례들을 지시한다. 그러한 형용사들은 그렇게 기술된 대상들이 시간적으로 또는 공간적으로, 순위적으로, 또는 임의의 다른 방식으로, 주어진 순서로 있어야 한다는 것을 암시하지는 않는다. "연결된"은 요소들이 서로 직접 물리적 또는 전기적 접촉 상태에 있다는 것을 지시할 수 있고, "결합된"은 요소들이 서로 협력하거나 상호작용한다는 것을 지시할 수 있지만, 그것들은 직접 물리적 또는 전기적 접촉 상태에 있을 수도 있고 또는 그렇지 않을 수도 있다. 단어 "실질적으로"에 의해 수식된 용어들은 수식되지 않은 용어의 의미로부터 약간 달라지는 배열들, 배향들, 간격들, 또는 위치들을 포함한다. 예를 들어, 히트 파이프의 제1 단부까지 실질적으로 연장되는 윅(wick)은 히트 파이프의 바로 그 단부까지 연장하지 않을 수도 있다.
본 설명은 "일 실시예에서", "실시예들에서", "일부 실시예들에서", 및/또는 "다양한 실시예들에서"라는 문구들을 사용할 수 있고, 이들 각각은 동일하거나 상이한 실시예들 중 하나 이상을 지칭할 수 있다. 또한, 본 개시내용의 실시예들에 관하여 사용되는 바와 같은 "포함하는", "포함하는", "갖는" 등의 용어들은 동의어이다.
이제 도면들이 참조되고, 상이한 도면들에서 동일하거나 유사한 부분들을 지정하기 위해 유사하거나 동일한 번호들이 사용될 수 있다. 상이한 도면들에서의 유사하거나 동일한 번호들의 사용은 유사하거나 동일한 번호들을 포함하는 모든 도면들이 단일 또는 동일한 실시예를 구성한다는 것을 의미하지는 않는다. 다음의 설명에서는, 설명의 목적상, 그것의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 상세가 제시되어 있다. 그러나, 이들 특정 상세 없이도 새로운 실시예들이 실시될 수 있다는 것은 명백할 수 있다. 다른 경우들에서, 잘 알려진 구조들 및 디바이스들은 그것의 설명을 용이하게 하기 위해 블록도 형식으로 도시된다. 의도는 청구항들의 범위 내의 모든 수정들, 균등물들, 및 대안들을 커버하려는 것이다.
도 1a 및 도 1b는 각각 히트 파이프의 세로 단면도 및 가로 단면도를 예시한다. 히트 파이프(100)는 챔버(120) 및 윅(130)를 포함하는 케이싱(110)을 포함한다. 히트 파이프(100)는 히트 파이프의 제1 단부(또는 "핫 엔드")(150)에서 프로세서(140)에 열적으로 결합되고, 히트 파이프의 제2 단부(또는 "콜드 엔드")(180)에서 히트 싱크(160)에 열적으로 결합된다. 일반적으로, 히트 파이프는 작동 유체의 기화 및 응축을 통해 히트 소스(증발기)로부터 히트 싱크(응축기)로 열을 전달한다. 히트 파이프(100)는 챔버(120) 내의 작동 유체 용기의 기화 및 응축을 통해 프로세서(140)(증발기)로부터 히트 싱크(160)(응축기)로 열을 전달한다. 프로세서(140)에 의해 생성된 열은 핫 엔드(150)에서 액체 형태의 작동 유체를 기화시키고, 콜드 엔드(180)에서 히트 싱크(160)에 의한 작동 유체의 냉각은 기체 형태의 작동 유체를 응축하게 한다. 기화된 작동 유체는 핫 엔드 및 콜드 엔드에서의 작동 유체 사이의 증기 압력 차이로 인해 핫 엔드(150)로부터 콜드 엔드(180)로 유동한다. 응축된 작동 유체는 모세관 작용을 통해 콜드 엔드(180)로부터 다시 핫 엔드(150)로 유동한다.
일부 실시예들에서, 케이싱(110)은 구리 또는 알루미늄으로 만들어질 수 있고 작동 유체는 물, 메탄올, 암모니아, 또는 에탄올일 수 있다. 윅(130)은 소결된 구리 분말, 구리 섬유들(일부 실시예들에서, 스크린, 메시, 또는 브레이드(braid)들과 같은 형태들로 직조될 수 있음), 또는 히트 파이프(100)에 통합된 홈들을 포함할 수 있다. 윅(130)은 히트 파이프(100)의 내측 면(155)의 일부를 따라 위치한다. 즉, 윅(130)은 히트 파이프(100)의 내측 면의 세로 길이(195)의 전체 거리를 따라 또는 세로 길이(195)의 일부만을 따라 위치할 수 있다. 윅(130)은 또한 히트 파이프(100)의 내측 둘레(175)의 전체 길이를 따라 또는 (도 1b에 도시된 바와 같이) 내측 둘레(175)의 일부만을 따라 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서, 히트 파이프가 전자 컴포넌트들을 냉각시키는 경우, 히트 파이프(100)는 작동 유체로서 물을 갖는 구리 케이싱 및 소결된 구리 분말 및 구리 섬유 윅을 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세서(140)와 히트 파이프(100) 사이에 열 인터페이스 재료(thermal interface material, TIM)가 위치하여 2개의 컴포넌트 사이의 열의 전도에 도움이 될 수 있다. 일부 실시예들에서, 히트 파이프(100)는 히트 싱크(160)에 직접 부착됨으로써, 예컨대 히트 싱크(160)에 납땜됨으로써 히트 싱크(160)에 열적으로 결합된다.
프로세서(140)는, 클라이언트 또는 서버 CPU(central processor unit), GPU(graphics processing unit), DSP(digital signal processors), 또는 AI(artificial intelligence) 또는 임의의 다른 타입의 가속기와 같은, 본 명세서에서 설명되거나 참조되는 임의의 타입의 컴퓨팅 디바이스에서 사용되는 임의의 타입의 프로세서일 수 있다. 히트 파이프들은, 메모리들, 저장 디바이스들, 네트워크 인터페이스 컨트롤러들, 및 I/O(입력/출력) 컨트롤러들과 같은, 열을 생성할 수 있는 다른 타입의 전자 컴포넌트들을 냉각시키는 데에도 사용될 수 있다. 히트 싱크(160)는 복수의 핀(fin)(170)을 포함하고, 다른 실시예들에서, 히트 싱크는 히트 파이프의 콜드 엔드(180)로부터 주위 환경으로 열을 전달할 수 있는 핀들 또는 다른 열 전도성 구조 구조들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 팬(도시되지 않음)이 히트 싱크에 의해 가열된 공기를 외부 환경으로 불어낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 히트 파이프는 다수의 히트 소스 및/또는 다수의 히트 싱크에 연결될 수 있다. 히트 파이프(100)는 곧은 것으로 예시되어 있지만, 일부 실시예들에서, 히트 파이프는 핫 엔드로부터 콜드 엔드로 진행함에 따라 하나 이상의 굴곡부를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 동일한 타입의 다수의 히트 파이프가 히트 소스로부터 히트 싱크로 열을 전달할 수 있다. 도 1b에서 알 수 있는 바와 같이, 히트 파이프(100)는 평탄화된 가로 단면 프로파일을 갖는다. 다른 실시예들에서, 히트 파이프는, 도 1b에 도시된 것보다 더 평탄화된(즉, 더 큰 폭 대 높이 비율을 갖는) 평탄화된 프로파일들을 포함하는, 원형, 타원형, 직사각형 또는 다른 가로 단면 프로파일을 가질 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 히트 파이프들의 열 성능을 특징짓는 2개의 파라미터는 그것의 Qmax 및 열 저항이다. Qmax는 히트 파이프의 최대 열 운반 용량이고 전형적으로 히트 파이프의 모세관 한계(capillary limit)에 의해 결정된다. 모세관 한계는 히트 파이프가 운반할 수 있고 윅 내의 모세관 작용에 의해 응축된 작동 유체를 여전히 복귀시킬 수 있는 열의 최대량이다. 즉, 윅의 모세관력들은 여전히 히트 파이프에서의 압력 강하들의 합을 극복할 수 있다. 히트 파이프에서의 압력 강하들은 중력으로 인한 압력 강하, 윅에서의 액체 압력 강하, 및 히트 파이프에서의 증기 압력 강하를 포함한다. 일부 실시예들에서, Qmax는, 히트 파이프의 가로 단면적에 의존할 수 있는, 히트 파이프의 증기 한계에 의해 결정된다. 더 큰 가로 단면적을 갖는 히트 파이프들은 더 큰 증기 한계를 가질 수 있고, 더 큰 가로 단면적들을 갖고 그 Qmax가 그것의 증기 한계에 의해 제한되는 히트 파이프들은 따라서 더 큰 Qmax를 가질 수 있다. 히트 파이프는 프로세서가 특정 전력 소비 레벨에서, 예컨대 최대 정상 상태(즉, Intel® 프로세서들에 대한 TDP(Thermal Design Power)) 또는 단기 고성능 상태(즉, Intel® 프로세서들에 대한 PL2 "터보" 모드)에서 동작하고 있을 때 최상으로 수행하도록 맞춤화될 수 있다. 그러나, 히트 파이프의 열 저항과 Qmax 간의 절충(trade-off)으로 인해, 히트 파이프는 다수의 프로세서 전력 레벨에 대해 최적으로 수행할 수 없다.
열 저항과 Qmax 간의 이러한 절충은 히트 파이프의 물리적 치수들, 윅 타입, 윅 두께, 및 작동 유체 충전 레벨(히트 파이프가 밀봉되기 전에 히트 파이프 중 얼마만큼이 작동 유체로 채워지는지)과 같은 다양한 히트 파이프 파라미터들에 의해 조정될 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 히트 파이프들에서 사용될 수 있는 다양한 타입의 윅들은 소결된 구리 분말, 구리 섬유들, 또는 홈들을 포함한다. 소결된 구리 분말은 500W/cm2 미만의 전력 밀도 및 0.03-0.15℃/W/cm2 범위의 열 전도율을 갖고; 구리 섬유들은 30W/cm2 미만의 전력 밀도 및 0.15-0.25℃/W/cm2 범위의 열 전도율을 갖고, 홈들은 20W/cm2 미만의 전력 밀도 및 0.22-0.35℃/W/cm2 범위의 열 전도율을 갖는다. 히트 파이프를 통해 이동된 열의 양이 Qmax를 초과하면, 파이프의 열 저항은 10배 이상 증가할 수 있다.
일부 실시예들에서, 이종 히트 파이프 솔루션들은, 조합될 때, 동일한 타입의 하나 이상의 히트 파이프로 구성된 동종 히트 파이프 솔루션보다 양호한 전체 열 성능을 제공하는, 다수의 히트 파이프를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 이종 히트 파이프는 높은 Qmax를 갖는 제2 히트 파이프와 병렬로 동작하는 낮은 열 저항을 갖는 제1 히트 파이프를 포함하여, 전체 이종 히트 파이프 솔루션이 낮은 열 저항 및 높은 Qmax를 갖도록 할 수 있다.
도 2는 제1의 예시적인 이종 히트 파이프 솔루션 및 2개의 동종 히트 파이프 솔루션의 정상 상태 열 성능을 보여주는 그래프를 예시한다. 그래프 200은 히트 파이프에 의해 전달되는 전력의 양의 함수로서 히트 파이프 열 저항의 변화를 보여준다. 곡선(210)은 병렬로 2개의 히트 파이프를 포함하는 제1 동종 히트 파이프 솔루션에 대응하는데 여기서 각각의 히트 파이프는 0.2℃/W의 열 전도율 및 16W의 Qmax를 갖는다. 곡선(220)은 병렬로 2개의 히트 파이프를 포함하는 제2 동종 히트 파이프 솔루션에 대응하는데 여기서 각각의 히트 파이프는 0.6℃/W의 열 저항 및 26W의 Qmax를 갖는다. 곡선(230)은 제2 동종 히트 파이프 솔루션으로부터의 동종 히트 파이프와 병렬로 제1 동종 히트 파이프 솔루션으로부터의 동종 히트 파이프를 포함하는 이종 히트 파이프 솔루션에 대응한다. 도 2에 예시된 정상 상태 분석을 위해, 2개의 히트 파이프의 유효 열 저항은 히트 파이프들을 병렬 저항기들로서 간주함으로써 계산되었다. 이러한 접근법은 실제 히트 파이프 물리학의 대략적인 표현이지만, 도 2에 도시된 곡선들은 동종 히트 파이프 솔루션들에 대한 실험적으로 관찰된 추세들과 부합한다.
제1 동종 히트 파이프 솔루션(곡선(210))은 3개의 솔루션 중 가장 낮은 열 저항(0.1℃/W) 및 가장 낮은 Qmax(32W)를 갖는다. 제2 동종 히트 파이프 솔루션(곡선(220))은 가장 높은 열 저항(0.3℃/W) 및 52W의 Qmax를 갖는다. 이종 히트 파이프 솔루션은 높은 Qmax 동종 히트 파이프 솔루션의 열 저항보다 더 낮은 저전력 레벨들에서의 열 저항(0.15℃/W)을 갖고, 낮은 열 저항 동종 히트 파이프 솔루션의 Qmax보다 더 큰 42W의 Qmax를 갖는다. 따라서, 병렬로 동작하는 서로 다른 히트 파이프들을 포함하는 동종 히트 파이프 솔루션은 높은 최대 열 운반 레벨들을 지원하면서도 더 낮은 범위의 전력들에 걸쳐 낮은 열 저항을 제공할 수 있다.
도 3은 도 2에서 특징지어진 히트 파이프 솔루션들에 대한 과도적 열 성능을 보여주는 그래프를 예시한다. 그래프 300은 0W로부터 50W로의 전력 소비의 스텝 변화에 응답하여 프로세서의 접합 온도의 상승(Tjrise)을 비교한다. 그래프 300에 예시된 과도 응답들은 3개의 히트 파이프 솔루션 각각의 RC 회로망 표현을 사용하여 계산되었다. 곡선 310은 제1 동종 히트 파이프 솔루션에 대응하고 가장 낮은 열 저항을 갖는 히트 파이프 솔루션이 접합 온도에서 가장 작은 증가를 갖는다는 것을 보여준다. 그러나, 제1 동종 히트 파이프 솔루션은 그것의 낮은 Qmax로 인해 1초 후에 임계 고장(critical failure)을 겪는다. 곡선 320은 제2 동종 히트 파이프 솔루션에 대응한다. 제2 동종 히트 파이프 솔루션은 그것의 더 높은 Qmax로 인해 고장나지(break down) 않지만 그것의 더 높은 열 저항으로 인해 더 높은 접합 온도 증가를 야기한다. 곡선 330은 이종 히트 파이프 솔루션에 대응한다. 이종 히트 파이프 솔루션은 고장나지 않고, 전력의 스텝 증가 직후의 시간 기간 동안, 접합 온도 증가를 제1 동종 히트 파이프 솔루션의 것과 유사한 낮은 값들로 유지한다. 따라서, 높은 열 저항 및 높은 Qmax를 갖는 제2 히트 파이프와 병렬로 동작하는 낮은 열 저항 및 낮은 Qmax를 갖는 제1 히트 파이프를 포함하는 이종 히트 파이프 솔루션은 낮은 열 저항 및 높은 Qmax 속성들 둘 다를 나타낸다.
이종 히트 파이프들에 의해 제공되는 개선된 열 성능은 매우 짧은 시간 스케일들에 걸쳐 고전력 소비 스파이크들을 부분적으로 특징으로 하는 버스티 작업부하들을 동작시키는 프로세서들에 유익할 수 있다. 이종 히트 파이프들은 단기 고전력 레벨들을 핸들링할 수 있으면서 접합 온도 증가를 작게 유지함으로써 그러한 작업부하들을 실행하는 프로세서들을 보호할 수 있다. 따라서, 이들 이종 히트 파이프 솔루션은 현대의 프로세서들이 모바일 클라이언트 디바이스들과 같은 얇은 폼 팩터 디바이스들에서 그것들의 전체 동적 전력 범위에 걸쳐 동작할 수 있게 하는 열 관리 솔루션의 일부일 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 제2 및 제3의 예시적인 이종 히트 파이프 솔루션들의 블록도들을 예시한다. 도 4a는 프로세서(410)를 히트 싱크(420)에 연결하는 이종 히트 파이프 솔루션(400)을 보여준다. 이종 히트 파이프 솔루션(400)은 제1 히트 파이프(430) 및 제2 히트 파이프(440)를 포함한다. 제1 히트 파이프(430)는 제2 히트 파이프(440)에 비해 더 낮은 열 저항 및 더 낮은 Qmax를 갖는다. 제2 히트 파이프(440)와 비교하여 제1 히트 파이프(430)의 상이한 열 특성들은, 히트 파이프 단면적, 윅 재료, 윅 두께, 케이스 재료, 작동 유체, 및 작동 유체 충전 레벨과 같은, 제1 히트 파이프와 제2 히트 파이프 간의 하나 이상의 상이한 물리적 특성으로 인한 것일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 히트 파이프들의 열 성능은 프로세서(410)가 제1 모드에서 동작하고 있는 경우에 대해 맞춤화될 수 있고 제2 히트 파이프의 열 성능은 프로세서(410)가 제2 모드에서 동작하고 있는 경우에 대해 맞춤화될 수 있다. 제1 히트 파이프 및 제2 히트 파이프는, 예를 들어, 유사한 히트 파이프 특성들을 갖지만 상이한 작동 유체 충전 레벨들을 가짐으로써 맞춤화될 수 있다. 충전 레벨들은 각각의 히트 파이프가 맞춤화되는 프로세서 모드에 의해 결정될 수 있다. 제1 히트 파이프들은 제1 프로세서 모드(예컨대 최대 정상 상태 모드)에 대응하는 충전 레벨로 충전된 작동 유체를 가질 수 있고 제2 히트 파이프들은 제2 프로세서 모드(예컨대 단기 고성능 모드)에 대응하는 충전 레벨로 충전된 작동 유체를 가질 수 있다.
도 4b는 프로세서(410)를 히트 싱크(420)에 연결하고 3개의 제1 히트 파이프(430) 및 3개의 제2 히트 파이프(440)를 포함하는 이종 히트 파이프 솔루션(450)을 예시한다. 제1 히트 파이프들(430) 및 제2 히트 파이프들(440)은 인터리브된 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서 그것들은 인터리브되지 않은 방식으로 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개보다 많은 타입의 히트 파이프가 히트 파이프 솔루션에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 히트 파이프 솔루션은 제1 히트 파이프 및 제2 히트 파이프와는 상이한 열 저항 및 Qmax를 갖는 하나 이상의 제3 파이프를 포함할 수 있다. 하나 이상의 제3 히트 파이프는 제1 히트 파이프 및 제2 히트 파이프와 병렬로 있을 수 있고, 일부 실시예들에서는, 제1 히트 파이프 및 제2 히트 파이프와 인터리브될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제3 히트 파이프들은 제1 히트 파이프들 및 제2 파이프들이 맞춤화되는 것들과는 상이한 프로세서 모드에 대해 맞춤화된 열 특성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 히트 파이프들의 열 성능은 제2 단기 고성능 프로세서 동작 모드에 대해 맞춤화될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 제4의 예시적인 이종 히트 파이프의 다양한 단면도들을 예시한다. 도 5a는 하나의 단부에서 프로세서(510)에 열적으로 결합되고 다른 단부에서 히트 싱크(520)에 열적으로 결합된 이종 히트 파이프(500)를 포함하는 이종 히트 파이프 솔루션의 세로 단면도를 예시한다. 도 5b 및 도 5c는 도 5a의 라인 A-A' 및 라인 B-B'를 따라 각각 취해진 이종 히트 파이프(500)의 가로 단면도들을 예시한다.
이종 히트 파이프(500)는 케이싱(530), 작동 유체를 포함하는 챔버(540), 및 제2 윅(560)과 병렬로 제1 윅(550)을 포함한다. 제1 윅(550)은 프로세서(510)에 인접하게 위치한 이종 히트 파이프(500)의 제1 단부(570)로부터 히트 싱크(520)에 인접하게 위치한 이종 히트 파이프(500)의 제2 단부(580)까지 연장되는 이종 히트 파이프(500)의 내측 면(555)의 제1 영역을 따라 위치한다. 제2 윅(560)은 제1 단부(570)로부터 제2 단부(580)까지 연장되는 히트 파이프의 내측 면(555)의 제2 영역을 따라 위치한다. 제1 윅(550) 및 제2 윅(560)은 각각 도 5b의 가로 단면도에 도시된 바와 같이 히트 파이프의 내측 둘레(575)의 실질적으로 절반을 따라 연장된다. 비록 제1 윅(550) 및 제2 윅(560)이 내측 둘레(575)의 실질적으로 동등한 부분들을 커버하는 것으로 그리고 집합적으로 내측 둘레(575)의 전체 길이를 커버하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서, 제1 윅(550) 또는 제2 윅(560)은 다른 윅보다 내측 둘레(575)를 더 많이 또는 더 적게 커버할 수 있고/있거나 윅들은 집합적으로 내측 둘레(575)의 전체 길이 미만을 커버할 수 있다. 다른 실시예들에서, 윅은 히트 파이프의 내측 면(555)의 전체 세로 거리 미만을 따라 연장될 수 있다.
이종 히트 파이프(500)는 케이싱(530), 작동 유체를 포함하는 챔버(540), 및 제2 윅(560)과 병렬로 제1 윅(550)을 포함한다. 제1 윅(550)은 프로세서(510)에 인접하게 위치한 이종 히트 파이프(500)의 제1 단부(570)로부터 히트 싱크(520)에 인접하게 위치한 이종 히트 파이프(500)의 제2 단부(580)까지 연장되는 이종 히트 파이프(500)의 내측 면(555)의 제1 영역을 따라 위치한다. 제2 윅(560)은 제1 단부(570)로부터 제2 단부(580)까지 연장되는 히트 파이프의 내측 면(555)의 제2 영역을 따라 위치한다. 제1 윅(550) 및 제2 윅(560)은 각각 도 5b의 가로 단면도에서 히트 파이프의 내측 둘레(575)의 실질적으로 절반을 따라 연장된다. 비록 제1 윅(550) 및 제2 윅(560)이 내측 둘레(575)의 실질적으로 동등한 부분들을 커버하는 것으로 도시되어 있고 집합적으로 히트 파이프의 내측 둘레(575)의 전체 길이를 커버하지만, 다른 실시예들에서, 제1 윅(550)은 내측 둘레의 제1 부분을 커버할 수 있고 제2 윅(560)은 내측 둘레(575)의 제2 부분을 커버할 수 있고, 내측 둘레의 제1 부분은 내측 둘레의 제2 부분보다 크거나, 그 반대이다. 다른 실시예들에서, 윅들은 집합적으로 히트 파이프의 내측 면(555)의 전체 길이 미만을 커버한다. 예를 들어, 윅들 중 어느 하나가 히트 파이프의 어느 하나의 단부에 이르기까지 연장되지 않을 수 있거나 윅들은 집합적으로 도 5b의 가로 단면도에 도시된 내측 둘레(575)의 단지 절반을 따라 연장될 수 있다.
일부 실시예들에서, 케이싱(530)은 구리로 만들어지고, 작동 유체는 물이고, 제1 윅(550)은 소결된 구리 분말을 포함하고 제2 윅(560)은 구리 섬유들을 포함한다. 따라서, 제1 윅(550)은 제2 윅(560)보다 낮은 열 저항을 갖고 제2 윅(560)은 제1 윅(550)보다 높은 모세관 한계를 갖는다.
따라서, 이종 히트 파이프(500)의 조합된 윅 구조(제2 윅(560)과 병렬로 제1 윅(550))은 응축물이 히트 싱크로부터 프로세서로 유동하기 위한 낮은 열 저항 복귀 경로(제1 윅(550)) 및 히트 파이프가 제1 윅(550)의 Qmax를 초과하는 열을 운반함에 따라 제1 윅 고장으로 인해 제1 윅(550)이 저항의 큰 증가를 나타내는 경우의 응축물에 대한 더 높은 저항 복귀 경로(제2 윅(560)) 둘 다를 제공한다. 일부 실시예들에서, 이종 히트 파이프(500)는 병렬로 3개 이상의 윅을 포함할 수 있고, 각각의 윅은 상이한 세트의 윅 특성들(윅 재료, 윅 두께, 윅에 의해 커버된 히트 파이프의 내측 면의 영역 등)을 갖는다. 다른 실시예들에서, 이종 히트 파이프(500)는 복수의 작동 유체를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 이종 히트 파이프 솔루션은 상이한 히트 파이프 특성들을 갖는 다수의 이종 히트 파이프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이종 히트 파이프 솔루션은 2개의 작동 유체를 갖는 제1 히트 파이프 및 상이한 윅 재료들로 만들어진 2개의 윅을 갖는 제2 이종 히트 파이프를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 이종 히트 파이프 솔루션은, 제1 윅 재료로 만들어진 제1 윅 및 제2 윅 재료로 만들어지지만 상이한 윅 두께들을 갖는 제2 윅 및 제3 윅과 같은, 3개의 윅을 갖는 단일 히트 파이프를 포함할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 제5의 예시적인 이종 히트 파이프의 다양한 단면도들을 예시한다. 도 6a는 프로세서(610)를 히트 싱크(620)에 연결하는 이종 히트 파이프(600)를 포함하는 이종 히트 파이프 솔루션의 세로 단면을 예시한다. 도 6b 및 도 6c는 도 6a의 라인 A-A' 및 라인 B-B'를 따라 취해진 이종 히트 파이프(600)의 가로 단면도들을 예시하고 도 6d는 도 6a의 라인 C-C'를 따라 취해진 이종 히트 파이프(600)의 세로 단면도를 예시한다. 이종 히트 파이프(600)는 케이싱(630), 작동 유체를 포함하는 챔버(640), 및 제2 윅(660)과 직렬로 제1 윅(650)을 포함한다. 제1 윅(650)은 히트 파이프가 프로세서(610)에 부착되는 히트 파이프의 제1 단부(670)로부터 이종 히트 파이프(600)가 프로세서(610)에 부착되는 영역을 지난 지점(680)까지 연장되는 이종 히트 파이프(600)의 내측 면(655)의 제1 영역을 따라 위치한다. 제2 윅(660)는 지점(680)으로부터 이종 히트 파이프(600)의 제2 단부(690)까지 연장되는 이종 히트 파이프(600)의 내측 면(655)의 제2 영역을 따라 위치한다. 제1 윅(650) 및 제2 윅(660)은 각각 도 6b 및 도 6c의 가로 단면도들에서 히트 파이프의 내측 둘레(675)의 실질적으로 절반을 따라 연장된다. 다른 실시예들에서 제1 윅(650) 또는 제2 윅(660)은 내측 둘레 전체 또는 내측 둘레(675)의 전체 길이 미만인 내측 둘레(675)의 임의의 부분을 커버할 수 있다.
제1 윅(650)은 소결된 구리 분말을 포함하고, 제2 윅(660)은 구리 섬유들을 포함한다. 따라서, 제1 윅(650)은 제2 윅(660)보다 낮은 열 저항을 갖고 제2 윅(660)은 제1 윅(650)보다 높은 모세관 한계를 갖는다. 따라서, 제2 윅과 직렬로 제1 윅(650)의 조합된 윅 구조는 낮은 열 저항을 제공하여, 히트 파이프의 제1 단부(670)에서의 작동 유체의 더 용이한 증발 및 응축된 작동 유체를 제2 단부(690)로부터 제1 윅(650)로 운반하기 위한 높은 모세관 한계를 허용한다. 일부 실시예들에서, 케이싱(630)은 구리로 만들어지고, 작동 유체는 물이고, 제1 윅(650)은 소결된 구리 분말을 포함하고, 제2 윅(660)은 구리 섬유들을 포함한다.
본 명세서에 개시된 이종 히트 파이프들은 적어도 다음의 이점들을 갖는다. 그것들은 컴퓨팅 디바이스 내의 열 생성 전자 컴포넌트들로부터 히트 싱크로 열을 전달하기 위해 사용되는 동종 히트 파이프들에 비해 개선된 열 성능을 갖는다. 이종 히트 파이프 솔루션들은 낮은 열 저항 및 현대의 프로세서들의 최대 정상 상태 모드와 단기 고성능 모드 둘 다를 수용하기에 충분히 높은 Qmax를 갖는다. 동종 히트 파이프들은 전형적으로 이들 모드 중 단 하나에 대해서만 최적화되고 낮은 열 저항 및 높은 Qmax 둘 다를 갖는 히트 파이프 솔루션은 제공할 수 없다. (실험 데이터는 프로세서가 정상 상태에서 동작하고 있을 때의 증발기 저항과 단기 고성능 모드에서 동작하고 있는 프로세서에 대한 Qmax 간의 강한 절충을 보여준다.) 따라서, 이종 히트 파이프 솔루션들은 현대의 프로세서들이 그것들의 전체 전력 범위에 걸쳐 동작할 수 있게 하는 열 관리 솔루션의 일부일 수 있다.
본 명세서에 설명된 기술들, 기법들 및 실시예들은, 모바일 디바이스들(예를 들어, 스마트폰, 핸드헬드 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 미디어 플레이어, 휴대용 게이밍 콘솔, 카메라 및 비디오 레코더), 비-모바일 디바이스들(예를 들어, 데스크톱 컴퓨터, 서버, 거치식 게이밍 콘솔, 셋톱 박스, 스마트 텔레비전) 및 임베디드 디바이스들(예를 들어, 차량, 가정 또는 사업장에 포함된 디바이스들)을 포함한, 다양한 컴퓨팅 디바이스들 중 임의의 것에 의해 수행될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는, "컴퓨팅 디바이스들"이라는 용어는 컴퓨팅 시스템들을 포함하고 다수의 개별 물리 컴포넌트들을 포함하는 디바이스들을 포함한다.
도 7은 본 명세서에 개시된 이종 히트 파이프들이 이용될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 디바이스의 블록도이다. 일반적으로, 도 7에 도시된 컴포넌트들은 다른 도시된 컴포넌트들과 통신할 수 있지만, 예시의 편의를 위해 모든 연결들이 도시되어 있지는 않다. 디바이스(700)는 제1 프로세서(702) 및 제2 프로세서(704)를 포함하는 멀티프로세서 시스템이고 포인트-투-포인트(P-P) 인터커넥트들을 포함하는 것으로서 예시되어 있다. 예를 들어, 프로세서(702)의 포인트-투-포인트(P-P) 인터페이스(706)는 포인트-투-포인트 상호연결(705)을 통해 프로세서(704)의 포인트-투-포인트 인터페이스(707)에 결합된다. 도 7에 예시된 포인트-투-포인트 인터커넥트들 중 임의의 것 또는 모두가 대안적으로 멀티-드롭 버스들로서 구현될 수 있고, 도 7에 예시된 임의의 것 또는 모든 버스들이 포인트-투-포인트 인터커넥트들로 대체될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 프로세서들(702 및 704)은 멀티코어 프로세서들이다. 프로세서(702)는 프로세서 코어들(708 및 709)을 포함하고, 프로세서(704)는 프로세서 코어들(710 및 711)을 포함한다. 프로세서 코어들(708-711)은 도 7과 관련하여 아래에 논의되는 것과 유사한 방식으로, 또는 다른 방식들로 컴퓨터 실행가능 명령어들을 실행할 수 있다.
프로세서들(702 및 704)은 적어도 하나의 공유 캐시 메모리(712 및 714)를 각각 추가로 포함한다. 공유 캐시들(712 및 714)은 프로세서 코어들(708-709 및 710-711)과 같은 프로세서의 하나 이상의 컴포넌트에 의해 이용되는 데이터(예를 들어, 명령어들)를 저장할 수 있다. 공유 캐시들(712 및 714)은 디바이스(700)에 대한 메모리 계층 구조의 일부일 수 있다. 예를 들어, 공유 캐시(712)는 프로세서(702)의 컴포넌트들이 데이터에 더 빨리 액세스하는 것을 허용하기 위해 메모리(716)에도 저장되는 데이터를 로컬로 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 공유 캐시들(712 및 714)은 레벨 1(L1), 레벨 2(L2), 레벨 3(L3), 레벨 4(L4)와 같은 다수의 캐시 계층들, 및/또는 마지막 레벨 캐시(LLC)와 같은 다른 캐시들 또는 캐시 계층들을 포함할 수 있다.
비록 디바이스(700)가 2개의 프로세서를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 디바이스(700)는 임의의 수의 프로세서들을 포함할 수 있다. 또한, 프로세서는 임의의 수의 프로세서 코어들을 포함할 수 있다. 프로세서는 중앙 프로세싱 유닛, 컨트롤러, 그래픽 프로세서, 가속기(예컨대 그래픽 가속기, DSP(digital signal processor), 또는 AI 가속기)와 같은 다양한 형태들을 취할 수 있다. 디바이스 내의 프로세서는 디바이스 내의 다른 프로세서들과 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디바이스(700)는 제1 프로세서, 가속기, FPGA, 또는 임의의 다른 프로세서와 이종이거나 비대칭인 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 아키텍처, 마이크로아키텍처, 열, 전력 소비 특성들 등을 포함하는 가치 있는 다양한 메트릭들(a spectrum of metrics of merit)의 면에서 시스템 내의 프로세싱 요소들 사이에는 다양한 차이들이 존재할 수 있다. 이들 차이는 시스템 내의 프로세서들 간의 비대칭성 및 이종성으로서 사실상 자명하다. 일부 실시예들에서, 프로세서들(702 및 704)은 동일한 다이 패키지에 상주한다.
프로세서들(702 및 704)은 메모리 컨트롤러 로직(MC)(720 및 722)을 추가로 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, MC들(720 및 722)은 프로세서들(702 및 704)에 각각 결합된 메모리들(716 및 718)을 제어한다. 메모리들(716 및 718)은 휘발성 메모리(예를 들어, 동적 랜덤 액세스 메모리들(DRAM), 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM)) 또는 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래시 메모리, 솔리드-스테이트 드라이브들, 칼코게나이드 기반 상변화 비휘발성 메모리들)와 같은 다양한 타입들의 메모리들을 포함할 수 있다. MC들(720 및 722)이 프로세서들(702 및 704)에 통합된 것으로 예시되어 있지만, 대안적인 실시예들에서, MC들은 프로세서 외부의 로직일 수 있고 메모리 계층 구조의 하나 이상의 계층을 포함할 수 있다.
프로세서들(702 및 704)은 P-P 상호연결들(732 및 734)을 통해 입력/출력(I/O) 서브시스템(730)에 결합된다. 포인트-투-포인트 상호연결(732)은 프로세서(702)의 포인트-투-포인트 인터페이스(736)를 I/O 서브시스템(730)의 포인트-투-포인트 인터페이스(738)와 연결하고, 포인트-투-포인트 상호연결(734)은 프로세서(704)의 포인트-투-포인트 인터페이스(740)를 I/O 서브시스템(730)의 포인트-투-포인트 인터페이스(742)와 연결한다. 입력/출력 서브시스템(730)은 I/O 서브시스템(730)을 고성능 그래픽 엔진일 수 있는 그래픽 엔진(752)에 결합시키기 위한 인터페이스(750)를 추가로 포함한다. I/O 서브시스템(730) 및 그래픽 엔진(752)은 버스(754)를 통해 결합된다. 대안적으로, 버스(754)는 포인트-투-포인트 상호연결일 수 있다.
입력/출력 서브시스템(730)은 인터페이스(762)를 통해 제1 버스(760)에 추가로 결합된다. 제1 버스(760)는 PCI(Peripheral Component Interconnect) 버스, PCI 익스프레스 버스, 다른 3세대 I/O 상호연결 버스 또는 임의의 다른 타입의 버스일 수 있다.
다양한 I/O 디바이스들(764)이 제1 버스(760)에 결합될 수 있다. 버스 브리지(770)가 제1 버스(760)를 제2 버스(780)에 결합시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 버스(780)는 LPC(low pin count) 버스일 수 있다. 예를 들어, 키보드/마우스(782), 오디오 I/O 디바이스들(788), 및 저장 디바이스(790), 예컨대 하드 디스크 드라이브, 솔리드-스테이트 드라이브 또는 컴퓨터 실행가능 명령어들(코드)(792)을 저장하기 위한 다른 저장 디바이스를 포함하는 다양한 디바이스들이 제2 버스(780)에 결합될 수 있다. 코드(792)는 본 명세서에 설명된 기술들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어들을 포함할 수 있다. 제2 버스(780)에 결합될 수 있는 추가적인 컴포넌트들은, 하나 이상의 통신 표준(예를 들어, IEEE 702.11 표준 및 그 보충물들)을 이용하여 하나 이상의 유선 또는 무선 통신 링크(예를 들어, 와이어, 케이블, 이더넷 연결, 무선 주파수(RF) 채널, 적외선 채널, Wi-Fi 채널)을 통해 디바이스(700)와 하나 이상의 유선 또는 무선 네트워크(786)(예를 들어, Wi-Fi, 셀룰러 또는 위성 네트워크) 사이의 통신을 제공할 수 있는 통신 디바이스(들)(784)를 포함한다.
디바이스(700)는 플래시 메모리 카드들(예를 들어, SD(Secure Digital) 카드들), 메모리 스틱들, SIM(Subscriber Identity Module) 카드들과 같은 착탈식 메모리를 포함할 수 있다. 디바이스(700) 내의 메모리(캐시들(712 및 714), 메모리들(716 및 718) 및 저장 디바이스(790)를 포함함)는 운영 체제(794) 및 애플리케이션 프로그램들(796)을 실행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어들 및/또는 데이터를 저장할 수 있다. 예시적인 데이터는 디바이스(700)에 의해 하나 이상의 유선 또는 무선 네트워크를 통해, 또는 디바이스(700)에 의한 사용을 위해 하나 이상의 네트워크 서버 또는 다른 디바이스로 전송될 그리고/또는 그로부터 수신될 웹 페이지, 텍스트 메시지, 이미지, 사운드 파일, 비디오 데이터, 또는 다른 데이터 세트를 포함한다. 디바이스(700)는 또한 외부 하드 드라이브들 또는 클라우드 기반 저장소와 같은 외부 메모리(도시되지 않음)에 액세스할 수 있다.
운영 체제(794)는 도 7에 예시된 컴포넌트들의 할당 및 사용을 제어하고 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(796)을 지원할 수 있다. 애플리케이션 프로그램들(796)은 공통 모바일 컴퓨팅 디바이스 애플리케이션들(예를 들어, 이메일 애플리케이션들, 캘린더들, 연락처 관리자들, 웹 브라우저들, 메시징 애플리케이션들)뿐만 아니라 다른 컴퓨팅 애플리케이션들을 포함할 수 있다.
디바이스(700)는 다양한 입력 디바이스들, 예컨대 터치스크린, 마이크로폰, 모노스코픽 카메라, 스테레오스코픽 카메라, 트랙볼, 터치패드, 트랙패드, 마우스, 키보드, 근접 센서, 광 센서, 심전도(ECG) 센서, PPG(photoplethysmogram) 센서, 전기 피부 반응 센서, 및 하나 이상의 출력 디바이스, 예컨대 하나 이상의 스피커 또는 디스플레이를 지원할 수 있다. 다른 가능한 입력 및 출력 디바이스들은 압전 및 다른 햅틱 I/O 디바이스들을 포함한다. 입력 또는 출력 디바이스들 중 임의의 것은 디바이스(700)의 내부에 있거나, 그것의 외부에 있거나, 그것과 착탈식으로 부착가능할 수 있다. 외부 입력 및 출력 디바이스들은 유선 또는 무선 연결들을 통해 디바이스(700)와 통신할 수 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스(700)는 하나 이상의 NUI(natural user interface)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 운영 체제(794) 또는 애플리케이션(796)은, 사용자가 음성 명령을 통해 디바이스(700)를 동작시킬 수 있게 하는 음성 사용자 인터페이스의 일부로서 스피치 인식 로직을 포함할 수 있다. 또한, 디바이스(700)는 사용자가 신체, 손 또는 얼굴 제스처를 통해 디바이스(700)와 상호작용할 수 있게 해주는 입력 디바이스들 및 로직들을 포함할 수 있다.
디바이스(700)는 하나 이상의 통신 컴포넌트(784)를 추가로 포함할 수 있다. 컴포넌트들(784)은 디바이스(700)와 외부 디바이스들 사이의 통신을 지원하기 위해 하나 이상의 안테나에 결합된 무선 통신 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 무선 통신 컴포넌트들은 NFC(Near Field Communication), IEEE 1002.11(Wi-Fi) 변형들, WiMax, 블루투스, 지그비, 4G LTE(Long Term Evolution), CDMA(Code Division Multiplexing Access), UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 및 GSM(Global System for Mobile Telecommunication)과 같은 다양한 무선 통신 프로토콜들 및 기술들을 지원할 수 있다. 또한, 무선 모뎀들은 단일 셀룰러 네트워크 내에서, 셀룰러 네트워크들 사이에서, 또는 모바일 컴퓨팅 디바이스와 PSTN(public switched telephone network) 사이에서 데이터 및 음성 통신을 위해 하나 이상의 셀룰러 네트워크와의 통신을 지원할 수 있다.
디바이스(700)는 물리적 커넥터들을 포함하는 적어도 하나의 입력/출력 포트(예를 들어, USB, IEEE 1394(FireWire), 이더넷 및/또는 RS-232 포트일 수 있음); 전원(예컨대 재충전가능 배터리); 위성 내비게이션 시스템 수신기, 예컨대 GPS 수신기; 자이로스코프; 가속도계; 근접 센서; 및 나침반을 추가로 포함할 수 있다. GPS 수신기는 GPS 안테나에 결합될 수 있다. 디바이스(700)는 추가적인 기능들을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 추가적인 수신기, 송신기 및/또는 트랜시버에 결합된 하나 이상의 추가적인 안테나를 추가로 포함할 수 있다.
도 7은 하나의 예시적인 컴퓨팅 디바이스 아키텍처만을 예시한다는 것을 이해해야 한다. 대안적인 아키텍처들에 기초한 컴퓨팅 디바이스들이 본 명세서에 설명된 기술들을 구현하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 프로세서들(702 및 704), 및 그래픽 엔진(752)이 개별 집적 회로들 상에 위치하는 대신에, 컴퓨팅 디바이스는 다수의 프로세서, 그래픽 엔진 및 추가적인 컴포넌트들을 포함하는 SoC(system-on-a-chip) 집적 회로를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스는 도 7에 도시된 것과 상이한 버스 또는 포인트-투-포인트 구성들을 통해 요소들을 연결할 수 있다. 더욱이, 도 7의 예시된 컴포넌트들은 필수적이거나 모두 포함하는 것은 아닌데, 그 이유는 대안적인 실시예들에서는 도시된 컴포넌트들이 제거되고 다른 컴포넌트들이 추가될 수 있기 때문이다.
본 출원에서 그리고 청구항들에서 사용되는, "및/또는"이라는 용어에 의해 연결되는 항목들의 리스트는 열거된 항목들의 임의의 조합을 의미할 수 있다. 예를 들어, "A, B 및/또는 C"라는 문구는 A; B; C; A 및 B; A 및 C; B 및 C; 또는 A, B 및 C를 의미할 수 있다. 본 출원에서 그리고 청구항들에서 사용되는, "~중 적어도 하나"라는 용어에 의해 연결되는 항목들의 리스트는 열거된 항목들의 임의의 조합을 의미할 수 있다. 예를 들어, "A, B 또는 C 중 적어도 하나"라는 문구는 A; B; C; A 및 B; A 및 C; B 및 C; 또는 A, B 및 C를 의미할 수 있다.
개시된 방법들, 장치들 및 시스템들은 어떤 식으로든 제한적인 것으로 해석되어서는 안 된다. 그 대신에, 본 개시내용은 다양한 개시된 실시예들의 모든 새로운 그리고 자명하지 않은 특징들 및 양태들을 단독으로 그리고 서로의 다양한 조합들 및 서브조합들로 지향한다. 개시된 방법들, 장치들, 및 시스템들은 임의의 특정 양태 또는 특징 또는 이들의 조합에 제한되지도 않고, 개시된 실시예들은 임의의 하나 이상의 특정 이점들이 존재하거나 문제들이 해결될 것을 요구하지도 않는다.
본 개시내용의 장치들 또는 방법들을 참조하여 본 명세서에 제시된 동작 이론들, 과학적 원리들 또는 다른 이론적 설명들은 더 나은 이해를 위해 제공되었고 범위가 제한적인 것을 의도하지 않는다. 부가된 청구항들에서의 장치들 및 방법들은 그러한 동작 이론들에 의해 기술된 방식으로 기능하는 해당 장치들 및 방법들로 제한되지 않는다.
다음의 예들은 본 명세서에 개시된 기술들의 추가적인 실시예들과 관련된다.
예 1은 컴퓨팅 디바이스로서, 이는: 프로세서; 히트 싱크; 하나 이상의 제1 히트 파이프 - 상기 제1 히트 파이프들 개개는 개개의 제1 히트 파이프의 제1 단부에서 상기 프로세서에 열적으로 결합되고 개개의 제1 히트 파이프의 제2 단부에서 상기 히트 싱크에 열적으로 결합됨 -; 및 하나 이상의 제2 히트 파이프 - 상기 제2 히트 파이프들 개개는 개개의 제2 히트 파이프의 제1 단부에서 상기 프로세서에 열적으로 결합되고 개개의 제2 히트 파이프의 제2 단부에서 상기 히트 싱크에 열적으로 결합됨 - 를 포함하고; 상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 열 저항 및 제1 Qmax를 갖고, 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 열 저항 및 제2 Qmax를 갖고, 상기 제1 열 저항은 상기 제2 열 저항보다 낮고, 상기 제1 Qmax는 상기 제2 Qmax보다 낮다.
예 2는 예 1의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 윅 재료를 포함하고 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 윅 재료를 포함하고, 상기 제1 윅 재료는 상기 제2 윅 재료와는 상이하다.
예 3은 예 1의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 두께를 갖는 윅 재료를 포함하고 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 두께를 갖는 윅 재료를 포함하고, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께와는 상이하다.
예 4는 예 1의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 가로 단면적을 갖고 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 가로 단면적을 갖고, 상기 제1 가로 단면적은 상기 제2 가로 단면적과는 상이하다.
예 5는 예 1의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 작동 유체를 포함하고 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 작동 유체를 포함하고, 상기 제1 작동 유체는 상기 제2 작동 유체와는 상이하다.
예 6은 예 1의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 충전 레벨로 충전된 작동 유체를 포함하고 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 충전 레벨로 충전된 작동 유체를 포함한다.
예 7은 예 6의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 충전 레벨은 상기 프로세서의 제1 모드에 대응하고 상기 제2 충전 레벨은 상기 프로세서의 제2 모드에 대응한다.
예 8은 예 7의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 프로세서의 상기 제1 모드는 정상 상태 모드이고 상기 프로세서의 상기 제2 모드는 단기 고성능 모드이다.
예 9는 예 1의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 케이싱 재료를 포함하고 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 케이싱 재료를 포함하고, 상기 제1 케이싱 재료는 상기 제2 케이싱 재료와는 상이하다.
예 10은 예 1의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 히트 파이프들은 복수의 제1 히트 파이프를 포함하고 상기 제2 히트 파이프들은 복수의 제2 파이프를 포함하고, 상기 제1 히트 파이프들은 상기 제2 히트 파이프들과 인터리브되어 있다.
예 11은 예 1의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 프로세서는 단기 고성능 모드에서 동작할 수 있고 상기 프로세서가 상기 단기 고성능 모드에서 동작하고 있을 때 상기 제1 Qmax는 상기 프로세서의 전력 소비 레벨 미만이다.
예 12는 예 1의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 프로세서에 통신가능하게 결합된 하나 이상의 메모리를 추가로 포함한다.
예 13은 예 1의 컴퓨팅 디바이스로서, 하나 이상의 제3 히트 파이프 - 상기 제3 히트 파이프들 개개는 개개의 제3 히트 파이프의 제1 단부에서 상기 프로세서에 열적으로 결합되고 개개의 제3 히트 파이프의 제2 단부에서 상기 히트 싱크에 열적으로 결합됨 - 를 포함하고; 상기 제3 히트 파이프들 개개는 상기 제1 열 저항 및 상기 제2 열 저항과 상이한 제3 열 저항 및 상기 제1 Qmax 및 상기 제2 Qmax와 상이한 제3 Qmax를 갖는다.
예 14는 컴퓨팅 디바이스로서, 이는: 프로세서; 히트 싱크; 및 상기 히트 파이프의 제1 단부에서 상기 프로세서에 열적으로 결합되고 상기 히트 파이프의 제2 단부에서 상기 히트 싱크에 열적으로 결합된 히트 파이프 - 상기 히트 파이프는 상기 히트 파이프의 내측 면의 제1 영역을 따라 위치한 제1 윅 및 상기 히트 파이프의 내측 면의 제2 영역을 따라 위치한 제2 윅을 포함함 - 를 포함한다.
예 15는 예 14의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 윅은 제1 윅 재료를 포함하고, 상기 제2 윅은 제2 윅 재료를 포함하고, 상기 제1 윅 재료는 상기 제2 윅 재료와는 상이하다.
예 16은 예 14의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 윅은 제1 두께를 갖고 상기 제2 윅은 제2 두께를 갖고, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께와는 상이하다.
예 17은 예 14의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 히트 파이프는 복수의 작동 유체를 추가로 포함한다.
예 18은 예 15의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 윅 재료는 소결된 구리를 포함하고 상기 제2 윅 재료는 구리 섬유들을 포함한다.
예 19는 예 14의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 히트 파이프의 내측 면의 제1 영역은 상기 프로세서에 인접하게 위치한 상기 히트 파이프의 실질적으로 제1 단부로부터 상기 히트 싱크에 인접하게 위치한 상기 히트 파이프의 실질적으로 제2 단부까지 상기 히트 파이프의 내측 둘레의 제1 부분을 따라 연장되고 상기 히트 파이프의 내측 면의 제2 영역은 상기 히트 파이프의 실질적으로 제1 단부로부터 상기 히트 파이프의 실질적으로 제2 단부까지 상기 히트 파이프의 내측 둘레의 제2 부분을 따라 연장된다.
예 20은 예 19의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 내측 둘레의 제1 부분은 상기 내측 둘레의 제2 부분보다 상기 내측 둘레를 더 많이 커버한다.
예 21은 예 19의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 내측 둘레의 제1 부분은 상기 내측 둘레의 제2 부분보다 상기 내측 둘레를 더 적게 커버한다.
예 22는 예 19의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 내측 둘레의 제1 부분 및 상기 내측 둘레의 제2 부분은 집합적으로 전체 내측 둘레 미만을 커버한다.
예 23은 예 14의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 히트 파이프의 내측 면의 제1 영역은 상기 히트 파이프가 상기 프로세서에 부착되는 상기 히트 파이프의 실질적으로 제1 단부로부터 상기 히트 파이프가 상기 프로세서에 부착되는 곳을 지난 상기 히트 파이프의 길이를 따라 있는 지점까지 연장되고 상기 히트 파이프의 내측 면의 제2 영역은 상기 히트 싱크에 인접하게 위치한 상기 히트 파이프의 실질적으로 제2 단부로부터 상기 제1 지점까지 연장된다.
예 24는 예 19의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 하나 이상의 프로세서에 통신가능하게 결합된 하나 이상의 메모리를 추가로 포함한다.
예 25는 컴퓨팅 디바이스로서, 이는: 프로세서; 히트 싱크; 상기 프로세서로부터 상기 히트 싱크로 열을 전달하기 위한 제1 열 전달 수단; 및 상기 프로세서로부터 상기 히트 싱크로 열을 전달하기 위한 제2 열 전달 수단 - 상기 제1 열 전달 수단은 상기 제2 열 전달 수단과 병렬로 있음 - 을 포함하고; 상기 제1 열 전달 수단은 제1 열 저항 및 제1 Qmax를 갖고, 상기 제2 열 전달 수단은 제2 열 저항 및 제2 Qmax를 갖고, 상기 제1 열 저항은 상기 제2 열 저항 미만이고, 상기 제1 Qmax는 상기 제2 Qmax 미만이다.
예 26은 예 25의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 프로세서는 단기 고성능 모드에서 동작할 수 있고 상기 프로세서가 상기 단기 고성능 모드에서 동작하고 있을 때 상기 제1 Qmax는 상기 프로세서의 전력 소비 레벨 미만이다.
예 27은 컴퓨팅 디바이스로서, 이는: 프로세서; 히트 싱크; 및 상기 프로세서로부터 상기 히트 싱크로 열을 전달하기 위한 열 전달 수단 - 상기 열 전달 수단의 제1 부분은 상기 프로세서가 제1 모드에서 동작하고 있는 경우에 대해 맞춤화된 제1 열 성능을 갖고, 상기 열 전달 수단의 제2 부분은 상기 프로세서가 제2 모드에서 동작하고 있는 경우에 대해 맞춤화된 제2 열 성능을 가짐 - 을 포함한다.
예 28은 예 27의 컴퓨팅 디바이스로서, 상기 제1 동작 모드는 최대 정상 상태 모드이고 상기 제2 모드는 단기 고성능 모드이다.
예 29는 이종 히트 파이프로서, 이는: 케이싱; 작동 유체; 상기 이종 히트 파이프의 내측 면의 제1 영역을 따라 위치한 제1 윅; 및 상기 히트 파이프의 내측 면의 제2 영역을 따라 위치한 제2 윅을 포함한다.
예 30은 예 29의 이종 히트 파이프로서, 상기 제1 윅은 제1 윅 재료를 포함하고, 상기 제2 윅은 제2 윅 재료를 포함하고, 상기 제1 윅 재료는 상기 제2 윅 재료와는 상이하다.
예 31은 예 29의 이종 히트 파이프로서, 상기 제1 윅은 제1 두께를 갖고 상기 제2 윅은 제2 두께를 갖고, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께와는 상이하다.
예 32는 예 29의 이종 히트 파이프로서, 상기 제1 윅 재료는 소결된 구리를 포함하고 상기 제2 윅 재료는 구리 섬유들을 포함한다.
예 33은 예 29의 이종 히트 파이프로서, 상기 히트 파이프의 내측 면의 제1 영역은 상기 히트 파이프의 실질적으로 제1 단부로부터 상기 히트 파이프의 실질적으로 제2 단부까지 상기 히트 파이프의 내측 둘레의 제1 부분을 따라 연장되고 상기 히트 파이프의 내측 면의 제2 영역은 상기 히트 파이프의 실질적으로 제1 단부로부터 상기 히트 파이프의 실질적으로 제2 단부까지 상기 히트 파이프의 내측 둘레의 제2 부분을 따라 연장된다.
예 34는 예 33의 이종 히트 파이프로서, 상기 내측 둘레의 제1 부분은 상기 내측 둘레의 제2 부분보다 상기 내측 둘레를 더 많이 커버한다.
예 35는 예 33의 이종 히트 파이프로서, 상기 내측 둘레의 제1 부분은 상기 내측 둘레의 제2 부분보다 상기 내측 둘레를 더 적게 커버한다.
예 36은 예 33의 이종 히트 파이프로서, 상기 내측 둘레의 제1 부분 및 상기 내측 둘레의 제2 부분은 전체 내측 둘레 미만을 커버한다.
예 37은 예 29의 이종 히트 파이프로서, 상기 히트 파이프의 내측 면의 제1 영역은 상기 히트 파이프의 실질적으로 제1 단부로부터 상기 히트 파이프의 길이를 따라 있는 지점까지 연장되고 상기 히트 파이프의 내측 면의 제2 영역은 상기 히트 파이프의 실질적으로 제2 단부로부터 상기 제1 지점까지 연장된다.

Claims (25)

  1. 컴퓨팅 디바이스로서,
    프로세서;
    히트 싱크;
    하나 이상의 제1 히트 파이프 - 상기 제1 히트 파이프들 개개는 개개의 제1 히트 파이프의 제1 단부에서 상기 프로세서에 열적으로 결합되고 개개의 제1 히트 파이프의 제2 단부에서 상기 히트 싱크에 열적으로 결합됨 -; 및
    하나 이상의 제2 히트 파이프 - 상기 제2 히트 파이프들 개개는 개개의 제2 히트 파이프의 제1 단부에서 상기 프로세서에 열적으로 결합되고 개개의 제2 히트 파이프의 제2 단부에서 상기 히트 싱크에 열적으로 결합됨 - 를 포함하고;
    상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 열 저항 및 제1 Qmax를 갖고, 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 열 저항 및 제2 Qmax를 갖고, 상기 제1 열 저항은 상기 제2 열 저항보다 낮고, 상기 제1 Qmax는 상기 제2 Qmax보다 낮은, 컴퓨팅 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 윅 재료를 포함하고 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 윅 재료를 포함하고, 상기 제1 윅 재료는 상기 제2 윅 재료와는 상이한, 컴퓨팅 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 두께를 갖는 윅 재료를 포함하고 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 두께를 갖는 윅 재료를 포함하고, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께와는 상이한, 컴퓨팅 디바이스.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 가로 단면적을 갖고 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 가로 단면적을 갖고, 상기 제1 가로 단면적은 상기 제2 가로 단면적과는 상이한, 컴퓨팅 디바이스.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 작동 유체를 포함하고 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 작동 유체를 포함하고, 상기 제1 작동 유체는 상기 제2 작동 유체와는 상이한, 컴퓨팅 디바이스.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 히트 파이프들 개개는 제1 충전 레벨로 충전된 작동 유체를 포함하고 상기 제2 히트 파이프들 개개는 제2 충전 레벨로 충전된 작동 유체를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 충전 레벨은 상기 프로세서의 제1 모드에 대응하고 상기 제2 충전 레벨은 상기 프로세서의 제2 모드에 대응하는, 컴퓨팅 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서의 상기 제1 모드는 정상 상태 모드이고 상기 프로세서의 상기 제2 모드는 단기 고성능 모드인, 컴퓨팅 디바이스.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는 단기 고성능 모드에서 동작할 수 있고 상기 프로세서가 상기 단기 고성능 모드에서 동작하고 있을 때 상기 제1 Qmax는 상기 프로세서의 전력 소비 레벨 미만인, 컴퓨팅 디바이스.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 프로세서에 통신가능하게 결합된 하나 이상의 메모리를 추가로 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  11. 컴퓨팅 디바이스로서,
    프로세서;
    히트 싱크; 및
    상기 히트 파이프의 제1 단부에서 상기 프로세서에 열적으로 결합되고 상기 히트 파이프의 제2 단부에서 상기 히트 싱크에 열적으로 결합된 히트 파이프 - 상기 히트 파이프는 상기 히트 파이프의 내측 면의 제1 영역을 따라 위치한 제1 윅 및 상기 히트 파이프의 내측 면의 제2 영역을 따라 위치한 제2 윅을 포함함 - 를 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 윅은 제1 윅 재료를 포함하고 상기 제2 윅은 제2 윅 재료를 포함하고, 상기 제1 윅 재료는 상기 제2 윅 재료와는 상이한, 컴퓨팅 디바이스.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제1 윅 재료는 소결된 구리를 포함하고 상기 제2 윅 재료는 구리 섬유들을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 제1 윅은 제1 두께를 갖고 상기 제2 윅은 제2 두께를 갖고, 상기 제1 두께는 상기 제2 두께와는 상이한, 컴퓨팅 디바이스.
  15. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 히트 파이프는 복수의 작동 유체를 추가로 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  16. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 히트 파이프의 내측 면의 제1 영역은 상기 프로세서에 인접하게 위치한 상기 히트 파이프의 실질적으로 제1 단부로부터 상기 히트 싱크에 인접하게 위치한 상기 히트 파이프의 실질적으로 제2 단부까지 상기 히트 파이프의 내측 둘레의 제1 부분을 따라 연장되고 상기 히트 파이프의 내측 면의 제2 영역은 상기 히트 파이프의 실질적으로 제1 단부로부터 상기 히트 파이프의 실질적으로 제2 단부까지 상기 히트 파이프의 내측 둘레의 제2 부분을 따라 연장되는, 컴퓨팅 디바이스.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 내측 둘레의 제1 부분은 상기 내측 둘레의 제2 부분보다 상기 내측 둘레를 더 많이 커버하는, 컴퓨팅 디바이스.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 내측 둘레의 제1 부분은 상기 내측 둘레의 제2 부분보다 상기 내측 둘레를 더 적게 커버하는, 컴퓨팅 디바이스.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 내측 둘레의 제1 부분 및 상기 내측 둘레의 제2 부분은 집합적으로 전체 내측 둘레 미만을 커버하는, 컴퓨팅 디바이스.
  20. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 히트 파이프의 내측 면의 제1 영역은 상기 히트 파이프가 상기 프로세서에 부착되는 상기 히트 파이프의 실질적으로 제1 단부로부터 상기 히트 파이프가 상기 프로세서에 부착되는 곳을 지난 상기 히트 파이프의 길이를 따라 있는 제1 지점까지 연장되고 상기 히트 파이프의 내측 면의 제2 영역은 상기 히트 싱크에 인접하게 위치한 상기 히트 파이프의 실질적으로 제2 단부로부터 상기 제1 지점까지 연장되는, 컴퓨팅 디바이스.
  21. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 프로세서에 통신가능하게 결합된 하나 이상의 메모리를 추가로 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  22. 컴퓨팅 디바이스로서,
    프로세서;
    히트 싱크;
    상기 프로세서로부터 상기 히트 싱크로 열을 전달하기 위한 제1 열 전달 수단; 및
    상기 프로세서로부터 상기 히트 싱크로 열을 전달하기 위한 제2 열 전달 수단 - 상기 제1 열 전달 수단은 상기 제2 열 전달 수단과 병렬로 있음 - 을 포함하고;
    상기 제1 열 전달 수단은 제1 열 저항 및 제1 Qmax를 갖고, 상기 제2 열 전달 수단은 제2 열 저항 및 제2 Qmax를 갖고, 상기 제1 열 저항은 상기 제2 열 저항 미만이고, 상기 제1 Qmax는 상기 제2 Qmax 미만인, 컴퓨팅 디바이스.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 프로세서는 단기 고성능 모드에서 동작할 수 있고 상기 프로세서가 상기 단기 고성능 모드에서 동작하고 있을 때 상기 제1 Qmax는 상기 프로세서의 전력 소비 레벨 미만인, 컴퓨팅 디바이스.
  24. 컴퓨팅 디바이스로서,
    프로세서;
    히트 싱크; 및
    상기 프로세서로부터 상기 히트 싱크로 열을 전달하기 위한 열 전달 수단 - 상기 열 전달 수단의 제1 부분은 상기 프로세서가 제1 모드에서 동작하고 있는 경우에 대해 맞춤화된 제1 열 성능을 갖고, 상기 열 전달 수단의 제2 부분은 상기 프로세서가 제2 모드에서 동작하고 있는 경우에 대해 맞춤화된 제2 열 성능을 가짐 - 을 포함하는, 컴퓨팅 디바이스.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 모드는 정상 상태 모드이고 상기 제2 모드는 단기 고성능 모드인, 컴퓨팅 디바이스.
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