Hot Spot Cooling and Harvesting Central Processing Unit Waste Heat Using Thermoelectric Modules

2015 ◽  
Vol 137 (3) ◽  
Author(s):  
Soochan Lee ◽  
Patrick E. Phelan ◽  
Carole-Jean Wu

The increasing integration of high performance processors and dense circuits in current computing devices has produced high heat flux in localized areas (hot spots), which limits their performance and reliability. To control the hot spots on a central processing unit (CPU), many researchers have focused on active cooling methods such as thermoelectric coolers (TECs) to avoid thermal emergencies. This paper presents optimized thermoelectric modules on top of the CPU combined with a conventional air-cooling device to reduce the core temperature and at the same time harvest waste heat energy generated by the CPU. To control the temperature of the cores, we attach small-sized TECs to the CPU and use thermoelectric generators (TEGs) placed on the rest of the CPU to convert waste heat energy into electricity. This study investigates design alternatives with an analytical model considering the nonuniform temperature distribution based on two-node thermal networks. The results indicate that we are able to attain more energy from the TEGs than energy consumption for running the TECs. In other words, we can allow the harvested heat energy to be reused to power other components and reduce cores temperature simultaneously. Overall, the idea of simultaneous core cooling and waste heat harvesting using thermoelectric modules on a CPU is a promising method to control the problem of heat generation and to reduce energy consumption in a computing device.

Author(s):  
Soochan Lee ◽  
Patrick E. Phelan ◽  
Carole-Jean Wu

The increasing integration of high performance processors and dense circuits in current computing devices has produced high heat flux in localized areas (hot spots) that limits their performance and reliability. To control the hot spots on a CPU, many researchers have focused on active cooling methods such as thermoelectric coolers (TECs) to avoid thermal emergencies. This paper presents the optimized thermoelectric modules on top of the CPU combined with a conventional air-cooling device to reduce the hot spot temperature and at the same time harvest waste heat energy generated by the CPU. To control the temperature of the hot spots, we attach small-sized TECs to the CPU and use thermoelectric generators (TEGs) placed on the rest of the CPU to convert waste heat energy into electricity. This study investigates design alternatives with an analytical model considering the non-uniform temperature distribution based on two-node thermal networks. The results indicate that we are able to attain more energy from the TEGs than energy consumption for running the TECs. In other words, we can allow the harvested heat energy to be reused to power other components and reduce hot spots simultaneously. Overall, the idea of simultaneous hot spot cooling and waste heat harvesting using thermoelectric modules on a CPU is a promising method to control the problem of heat generation and to reduce energy consumption in a computing device.


2020 ◽  
Author(s):  
Roudati jannah

Perangkat keras komputer adalah bagian dari sistem komputer sebagai perangkat yang dapat diraba, dilihat secara fisik, dan bertindak untuk menjalankan instruksi dari perangkat lunak (software). Perangkat keras komputer juga disebut dengan hardware. Hardware berperan secara menyeluruh terhadap kinerja suatu sistem komputer. Prinsipnya sistem komputer selalu memiliki perangkat keras masukan (input/input device system) – perangkat keras premprosesan (processing/central processing unit) – perangkat keras luaran (output/output device system) – perangkat tambahan yang sifatnya opsional (peripheral) dan tempat penyimpanan data (storage device system/external memory).


2020 ◽  
Author(s):  
Ika Milia wahyunu Siregar

Perkembangan IT di dunia sangat pesat, mulai dari perkembangan sofware hingga hardware. Teknologi sekarang telah mendominasi sebagian besar di permukaan bumi ini. Karena semakin cepatnya perkembangan Teknologi, kita sebagai pengguna bisa ketinggalan informasi mengenai teknologi baru apabila kita tidak up to date dalam pengetahuan teknologi ini. Hal itu dapat membuat kita mudah tergiur dan tertipu dengan berbagai iklan teknologi tanpa memikirkan sisi negatifnya. Sebagai pengguna dari komputer, kita sebaiknya tahu seputar mengenai komponen-komponen komputer. Komputer adalah serangkaian mesin elektronik yang terdiri dari jutaan komponen yang dapat saling bekerja sama, serta membentuk sebuah sistem kerja yang rapi dan teliti. Sistem ini kemudian digunakan untuk dapat melaksanakan pekerjaan secara otomatis, berdasarkan instruksi (program) yang diberikan kepadanya. Istilah Hardware komputer atau perangkat keras komputer, merupakan benda yang secara fisik dapat dipegang, dipindahkan dan dilihat. Central Processing System/ Central Processing Unit (CPU) adalah salah satu jenis perangkat keras yang berfungsi sebagai tempat untuk pengolahan data atau juga dapat dikatakan sebagai otak dari segala aktivitas pengolahan seperti penghitungan, pengurutan, pencarian, penulisan, pembacaan dan sebagainya.


2020 ◽  
Author(s):  
Intan khadijah simatupang

Komputer adalah serangkaian mesin elektronik yang terdiri dari jutaan komponen yang dapat saling bekerja sama, serta membentuk sebuah sistem kerja yang rapi dan teliti. Sistem ini kemudian digunakan untuk dapat melaksanakan pekerjaan secara otomatis, berdasarkan instruksi (program) yang diberikan kepadanya. Istilah Hardware computer atau perangkat keras komputer, merupakan benda yang secara fisik dapat dipegang, dipindahkan dan dilihat. Software komputer atau perangkat lunak komputer merupakan kumpulan instruksi (program/prosedur) untuk dapat melaksanakan pekerjaan secara otomatis dengan cara mengolah atau memproses kumpulan instruksi (data) yang diberikan. Pada prinsipnya sistem komputer selalu memiliki perangkat keras masukan (input/input device system) – perangkat keras pemprosesan (processing/ central processing unit) – perangkat keras keluaran (output/output device system), perangkat tambahan yang sifatnya opsional (peripheral) dan tempat penyimpanan data (Storage device system/external memory).


2020 ◽  
Author(s):  
Siti Kumala Dewi

Perangkat keras komputer adalah bagian dari sistem komputer sebagai perangkat yang dapat diraba, dilihat secara fisik, dan bertindak untuk menjalankan instruksi dari perangkat lunak (software). Perangkat keras komputer juga disebut dengan hardware. Hardware berperan secara menyeluruh terhadap kinerja suatu sistem komputer. Berdasarkan fungsinya, perangkat keras terbagi menjadi :1.Sistem Perangkat Keras Masukan (Input Device System )2.Sistem Pemrosesan ( Central Processing System/ Central Processing Unit(CPU)3.Sistem Perangkat Keras Keluaran ( Output Device System )4.Sistem Perangkat Keras Tambahan (Peripheral/Accessories Device System)


2011 ◽  
Vol 143-144 ◽  
pp. 819-822
Author(s):  
Shun Jing Guo ◽  
Wei Zhang

The paper presents and designs a new-style gas monitor terminal in coal mine based on ARM chip called S3C2410A, which means the hardware and driver's designation of system uses S3C2410A as its central processing unit and also expounds the detail of software and hardware design. The system communicates with metrical instrument by the RS485 BUS. It can monitor the mine gas in network. It has good man-machine interaction contact surface and can be inserted into intelligence instrument as a general module.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document