ファンはチップを冷却します。ノートパソコンを開けたことがある人や、ファンのヒューヒューという音を聞いたことがある人なら、ほとんどの人がそのことを知っています。しかし、Intelと提携しているスタートアップ企業が、チップを使ってマイクロプロセッサを冷却し、パフォーマンスを大幅に向上させ、ノートパソコンのデザインを永遠に変えようとしています。
Frore Systemsは、AirJet MiniとAirJet Proという2つのチップを製造しています。これらは、ヒートパイプやファンの代わりにノートパソコンのプロセッサに取り付けられます。同社幹部によると、どちらのチップもノートパソコンのCPUをアクティブに、しかしほぼ無音で冷却します。従来のファンよりも高い空気圧を供給しながら、騒音は抑えられるとのことです。しかし、注目すべきは、全体的なパフォーマンスの向上（最大2倍！）です。
AirJet の背景にある主張は次の通り。「多くの場合、デバイスから得られるパフォーマンスの良さを決定づけるのは、熱ソリューションの能力です」と、フロール社の最高経営責任者であるセシュ・マダバペディ博士は語る。
ほぼすべてのプロセッサには、チップの過熱を防ぐために「スロットリング」を行う熱センサーが搭載されています。同時に、プロセッサは過熱するように設計されています。デスクトップ用とラップトップ用のどちらのプロセッサも、チップをオーバークロックの「ターボ」モードにすることで、これらの熱的制約を超え、短時間のパフォーマンス向上を実現します。しかし、この期間（「タウ」と呼ばれることもあります）が過ぎると、プロセッサは一般的に定格速度とみなされるPL1（PL1）まで低下します。
フローレ氏とAirJet Mini、そしてAirJet Proの設計目的は、この「タウ」期間を延長することです。ArmベースのノートPCの場合、フローレ氏はタウ期間を無限に延長できると考えています。プロセッサを4つのAirJet Miniと組み合わせることで、1.8GHzのArmチップはブーストされた3.5GHzで「永遠に」動作し続けるとマダバペディ氏は述べています。X86ノートPC向けに設計されたAirJet Proも同様の効果をもたらします。4.8GHzまでブーストできるチップは、従来のファン2つを使った場合の通常の1.4GHzではなく、新しいPL1である2.1GHzまで低下する可能性があります。
フローレシステムズ
Frore社のAirJetチップは、流体、音響、電気共振の原理を組み合わせ、チップ上部から冷気を吸い込み、ノートパソコンのプロセッサ自体の表面から発生する熱とほぼ同じ温度で側面から排出します。その後、ノートパソコンメーカーは熱を外部に排出します。
要点はシンプルです。プロセッサをターボモードで長時間動作させることで、ノートパソコンのパフォーマンスが劇的に向上します。Frore氏自身の言葉を借りれば、「AirJetはプロセッサのパフォーマンスを2倍にします」。
フローレのAirJetチップの仕組み
デスクトップでは、チップを冷却してタウタイムを延ばすために、ラジエーターやクーラー、大型ファン、さらには複数のホースを通した水冷など、様々な技術が用いられています。しかし、デスクトップケースは、これらのソリューションを実現するための物理的なスペースを提供します。ノートパソコンやタブレットはスペースが非常に限られているため、これらのソリューションははるかに実用的ではありません。だからこそ、Frore氏のAirJetは非常に興味深いのです。
「コンピューティングにおいて、熱はこれまで克服すべき最大のハードルです」と、Moor Insights & Strategyのチーフアナリストであり、元AMD幹部でもあるパトリック・ムーアヘッド氏は声明で述べています。「熱ストレスを受けたハードウェアは最適なパフォーマンスを発揮できず、現在の熱ソリューションでは不十分です。Frore Systemsは、より薄型で静音性に優れたソリューションでアクティブな熱除去を倍増させ、より優れたパフォーマンスを提供するAirJetチップで、熱技術を革新したと確信しています。」
Frore社のAirJetチップは、チップ上部から内部の空気を吸い込み、そこで熱交換が行われた後、チップ側面から排出される仕組みです。吸引力を生み出すため、Frore社はチップ内部に数十ミクロンの振幅で共振する振動膜を配置しました。Madhavapeddy氏によると、この膜は「構造共振」と呼ばれる共鳴周波数で共振し、最小限の電力で最大の振動を生み出します。チップ内のセンサーが温度変化に応じて共振周波数を動的に調整すると同氏は付け加えました。Frore社は、伝達される熱はほぼ飽和状態にあり、プロセッサ自体から可能な限り最大の熱を引き出すと主張しています。（熱気を外部に排出するのはラップトップメーカーの責任です。）
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「メンブレンが振動すると、上部から空気が吸い込まれます。吸引力が生まれ、上部の空気が自動的にチップ内へ引き込まれます」とマダヴァペディ氏は述べた。「そして、空気はキャビティの底にあるふるいのような部分を通って押し下げられます。これはシャワーヘッドのようなもので、空気は上部から入り、このふるいを通して押し下げられます。そして、このシャワーのジェットが下部の銅製ヒートスプレッダーに衝突します。この脈動する空気のジェットが銅製ヒートスプレッダーに衝突することで、熱伝達が起こります。非常に高い効率で銅製ヒートスプレッダーから熱が奪われ、空気は排出されます。」
マダバペディ氏は、これらすべてが厚さわずか2.8mmのチップ内で行われると付け加えた。
マダヴァペディ氏によると、AirJetチップは一般的なノートパソコンファンの10倍以上の圧力を発生しながら、「静音」ソリューションの音響限界（21～24dBA）を下回るという。高い背圧のため、吸気口をIP68防水・防塵素材で覆うことができ、ノートパソコンメーカーは埃やその他の粒子がノートパソコン内部に付着するのを防ぐことができるという。
「大きな利点は、ノートパソコンを枕やマットレスの上に置いたときの動作です」とマダヴァペディ氏は言います。「一般的なノートパソコンでは、吸気口は底面にあります。ほとんどすべてのノートパソコンの底面には、たくさんの穴が開いています。机の上に置いても問題ありません。ノートパソコンを少し持ち上げて隙間を作るための小さな突起があり、その隙間から空気がノートパソコンの底面の吸気口を通ってファンに流れ込むからです。しかし、枕やマットレスの上に置くと、これらの壁がすべて塞がれてしまい、ファンが詰まってしまいます。その結果、ファンの恩恵を受けられなくなってしまうのです。」
「私たちの場合、底部に通気口を設ける必要がないため、その問題は完全に解消されます」とマダヴァペディ氏は付け加えた。
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現在、MiniJetソリューションはノートパソコン、タブレット、VRヘッドセットといったモバイルデバイスをターゲットにしている。マダヴァペディ氏によると、次世代はより薄型・軽量化を目指し、スマートフォンをターゲットにする予定だという。
フローレ社は台湾の工場でチップを製造しているが、振動膜をアンカーに固定するために、フラットパネル製造から航空宇宙まで、さまざまな業界の多様な技術を活用している。
マダヴァペディ氏によると、インテルはフローレ社と提携し、AirJetテクノロジーが自社製チップの性能向上にどのように貢献できるかを模索しているという。しかし、このソリューションがノートPCやノートPC用プロセッサのコストにどの程度影響するかは不明だ。「提供している価値に対して、私たちは競争力を持っています」とマダヴァペディ氏は述べた。「複数のOEMと提携しており、2023年には製品が市場に投入されることを期待しています。」
インテルがフローレのエアジェットにどのように関与しているか
インテルによると、両社はインテルのEvoラップトップのパフォーマンス向上を目的とした「エンジニアリング・コラボレーション」に取り組んでおり、ラップトップメーカー自身と共同設計を行っている。インテル、Frore、そして一部のPCメーカーは、MiniJetテクノロジーの共同実装と、Froreによる市場投入を支援するために協力している。
「Intel EvoにおけるIntelの使命は、オープンPCエコシステムを統合し、人々が望む最高のノートパソコン体験を提供することです」と、Intelのモバイルプラットフォーム担当副社長兼ゼネラルマネージャー、ジョシュ・ニューマン氏は声明で述べています。「優れたパフォーマンスを提供しながら、冷却性と静音性も維持する、薄型、軽量、スタイリッシュなノートパソコンの設計は、この使命の基盤となります。Frore SystemsのAirJetテクノロジーは、これらの設計目標を新たな方法で達成するための、斬新なアプローチを提供します。Intelは、Frore Systemsとのエンジニアリング協力を通じて、同社のテクノロジーを将来のIntel Evoノートパソコンに活用できることを大変嬉しく思っています。」
インテルの広報担当者は電子メールで、開発契約以外に金銭的な取り決めはないと述べた。過去1年間、インテルはフローレ社がプロトタイプチップを実際のノートパソコンに実装するのを支援し、ファンの騒音や表面温度などのエンジニアリング目標の設定を支援し、マザーボード周辺のアーキテクチャの一部を再設計し、フローレ社のエンジニアをインテルのバンガロール研究所に招いてデバッグとチューニングを行い、レイアウトの改善やプロトタイピングを通じてフローレ社がより多くのハードウェアメーカーと連携できるよう「実践的な指導」を提供してきた。
現時点では、AirJetがノートパソコンにどれだけのコストを追加するのか、またAirJetがどれだけの台数生産できるのかは不明です。AMDはこの技術を採用するのでしょうか？AirJetの競合は現れるのでしょうか？これらの疑問はすべて、いずれ答えが出るでしょう。しかし、FroreとそのAirJet技術が、ここ数年で最も興味深いノートパソコンやPCへの追加機能の一つであることは間違いありません。
訂正：マダヴァペディ氏の引用文の一部に誤りがありました。「sea（海）」を「sieve（ふるい）」に、「vents（通気口）」を「jets（ジェット）」に訂正しました。
