Chiếc PlayStation 5 sắp tới tay người dùng sẽ chứa một lớp kim loại lỏng ngăn cách hệ thống trên một vi mạch (SoC) của hãng AMD và tản nhiệt của hệ thống. Trước ngày PS5 ra mắt, điều này được cho là bất khả thi trên hệ máy console vì nhiều lý do khác nhau. Các kỹ sư Sony đã đề xuất giải pháp giải quyết thành công vấn đề, cho phép PS5 mới tán nhiệt ra môi trường nhanh hơn.
Phó chủ tịch Yasuhiro Ootori và chiếc PS5 được tháo rời.
Kiểm soát nhiệt độ là một khía cạnh lớn trong nghiên cứu và sản xuất bất kỳ hệ thống điện tử nào, và rõ ràng Sony đề cao tầm quan trọng của tản nhiệt trong giai đoạn thiết kế. Dựa trên những cải tiến này, ta có thể đôi phần an tâm rằng chiếc PS5 sẽ mát và gây ít tiếng động hơn. Quan trọng hơn, đây sẽ là yếu tố cho phép máy chạy được game nặng hơn mà không quá tải.
Đi sâu vào phân tích để hiểu rõ hơn chút.
Kim loại lỏng là thành phần làm mát tối quan trọng
Nhiệt là phụ phẩm luôn phát sinh trong quá trình vi xử lý hoạt động. CPU và GPU hiện đại sẽ tỏa ra nhiều nhiệt do khối lượng công việc ngày một khổng lồ mà chúng đang phải gánh. Nếu nhiệt độ lên quá cao, bên trong bóng bán dẫn sẽ xảy ra lỗi khiến hệ thống dừng hoạt động. Đó là lý do ta cần tản nhiệt.
Một hệ thống làm mát thường thấy sẽ có vật liệu dẫn nhiệt đưa sức nóng ra khỏi chip để tới thành phần tối quan trọng là tản nhiệt (heatsink). Nhưng để tối ưu hóa được quá trình, bạn sẽ muốn tương tác giữa chip và tản nhiệt mạnh nhất có thể. Đó là công việc của vật liệu nhiệt bề mặt (thermal interface material - TIM).
Thông thường, đa số hệ thống sẽ dụng TIM dưới dạng keo, nhưng PS5 không như vậy. Trong buổi “mổ bụng” , kỹ sư và phó chủ tịch Yasuhiro Ootori giải thích lý do.
“Hệ thống trên vi mạch của PS5 là một khối kim loại nhỏ chạy với tốc độ đồng hồ rất nhanh”, ông Ootori nói. “Điều này khiến nhiệt độ lên cao trong con chip silicon, và khiến chúng tôi phải tăng đáng kể hiệu năng chất dẫn nhiệt, hay còn gọi là TIM, nằm giữa hệ thống trên vi mạch và tản nhiệt”.
Sony sử dụng kim loại lỏng làm TIM cho mình.
Theo lời ông Ootori, thì “PS5 tận dụng khả năng của kim loại lỏng để làm TIM, đảm bảo một hệ thống với hiệu năng lâu dài, ổn định và khả năng làm mát tốt”.
Lớp kim loại lỏng dẫn nhiệt từ chip tới tản.
Tại sao bây giờ Sony mới ứng dụng?
Kim loại lỏng là vật liệu khó xử lý và sử dụng, bởi lẽ nó dẫn được điện. Sẽ khó có thể loại trừ khả năng đoản mạch khi đưa kim loại lỏng vào hệ thống. Bên cạnh đó, việc vận chuyển lại khó khăn tính lỏng của vật liệu. Độ bền của kim loại lỏng không cao là yếu tố cuối cùng khiến nó không được ưa chuộng trong sản xuất máy tính.
Nhưng rõ ràng, Sony tự tin vào sản phẩm mới của mình.
Tản nhiệt của PS5.
“Chúng tôi đã bỏ ra hơn hai năm để nghiên cứu và ứng dụng cơ chế tản nhiệt bằng kim loại lỏng”, ông Ootori nói. “Trong quá trình đó, máy đã trải qua nhiều bài thử khác nhau”.
Đầu năm nay, Sony đăng ký bằng sáng chế một tấm cách nhiệt có khả năng trở thành lớp ngăn cách giữa kim loại lỏng và phần còn lại của hệ thống. Sony đã giải quyết được vấn đề cách điện và ngăn không cho chất lỏng chảy lung tung.
Sony không phải công ty duy nhất làm vậy. Asus cũng vừa ra mắt laptop mới ứng dụng vật liệu nhiệt bề mặt là kim loại lỏng. Ta đã có thể phần nào an tâm với độ bền của nó.
PS5 sẽ mát tới đâu?
Điều đó không có nghĩa rằng PS5 của bạn sẽ thoát cái nóng đâu, bởi lẽ kim loại lỏng chưa thể vượt mặt được quy luật vật lý của nhiệt động lực học. Nhiệt cũng chỉ đi từ chip ra phòng nhà bạn thôi chứ không tiêu biến.
Nói máy tính là thiết bị sưởi cũng chẳng sai. Nhưng rõ là Sony để tâm cải tiến hệ thống tản nhiệt của mình, suy cho cùng nếu PS5 mà thành máy sưởi thật thì sẽ không chạy được game.
Khi cuộc chiến console được quyết định bằng nội dung, thì cuộc đua console phụ thuộc vào “động cơ” là óc sáng tạo và khoa học mạnh mẽ được tới đâu.
Tham khảo Venturebeat