Cong Nghe Xanh

phong trào "làm xanh" bắt đầu nảy nở nơi các công ty sản xuất thiết bị và hệ thống máy tính. tựu trung, các công ty thường nhắm đến 4 mục tiêu: giảm điện năng tiêu thụ, tăng khả năng tản nhiệt, tăng thời gian dùng pin và thay thế các chất liệu độc hại.

hãy xem qua vài con số: một máy tính để bàn trung bình phí phạm gần 1/2 năng lượng khi hoạt động và góp phần không nhỏ vào hóa đơn tiền điện hàng tháng của bạn, chưa kể lượng khí thải co2 làm tăng hiệu ứng nhà kính. theo tổ chức climate savers computing, nếu tiết kiệm điện năng cho máy tính để bàn hay mtxt, mỗi năm bạn sẽ tiết kiệm được khoảng 20usd và nếu đa số người tiêu dùng ý thức được vấn đề này, tác động của máy tính đối với môi trường sẽ giảm được 54 triệu tấn khí co2/năm, tương đương với lấy ra khỏi trái đất 11 triệu chiếc xe hơi đang chạy trên đường. theo idc, chi phí điện tiêu thụ của mỗi máy tính để bàn và máy chủ trong nửa đầu năm 2007 là 0,0885 usd/kwh. trước đây, các công ty công nghệ cũng đã xem xét vấn đề về môi trường nhưng bắt đầu từ giữa năm 2007, phong trào "làm xanh trái đất" mới bắt đầu nảy nở nơi các công ty sản xuất thiết bị và hệ thống máy tính. nhiều công ty bắt đầu đưa ra công nghệ "xanh" cho sản phẩm của mình, một phần vì lợi ích xã hội, một phần nếu không tuân thủ các tiêu chuẩn về môi trường thì sản phẩm của họ không được chấp nhận sử dụng ở một số khu vực cụ thể. ví dụ, trong mảng linh kiện máy tính, tiên phong là gigabyte với công nghệ ultra durable, nvidia đưa ra giải pháp hybridpower, msi có ecolution, cooler power có green guard... nhưng tựu trung, các công ty thường nhắm đến 4 mục tiêu: giảm điện năng tiêu thụ, tăng khả năng tản nhiệt (giảm tiếng ồn), tăng thời gian dùng pin và thay thế các chất liệu độc hại trong sản phẩm. dựa trên 4 mục tiêu trên, ta cùng điểm qua một số công nghệ tiêu biểu của các công ty công nghệ mà chắc rằng đã được hiện thực trong chiếc máy tính của bạn hiện nay. Điều biến điện năng

với bo mạch chủ (bmc), phần lớn công ty sản xuất đến từ Đài loan như: msi, ecs, gigabyte, foxconn... tập trung cải thiện bộ điều biến pha pwm (purse-width modulation hoặc voltage regulator module và power processing module) cấp nguồn cho cpu và các bộ phận khác của bo mạch chủ. với thành phần điều biến này, các công ty cố gắng sử dụng tụ điện rắn thay cho tụ điện hóa như trước đây. lợi ích dễ thấy nhất của tụ điện rắn là bền hơn, không bị xì tụ như tụ hóa và ít bị rò điện hơn (hình 1) vì tụ rắn chứa hợp chất polymer đặc trong khi các tụ hóa dùng chất điện phân dạng lỏng. do đó, tuổi thọ của tụ rắn thường cao hơn gấp 6 lần tụ hóa, đặc biệt trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt, ép xung, chạy liên tục thì tụ rắn bền hơn hẳn so với tụ hóa. vài công ty bmcđã chuyển

hẳn sang sử dụng tụ rắn để tăng tính ổn định và tuổi thọ của bo mạch. một phần quan trọng của việc dùng tụ rắn là ít bị rò rỉ điện năng hơn so với tụ hóa. các bo mạch trước đây thông thường chỉ có 3 pha pwm, nhưng các công ty nghiên cứu đưa thêm nhiều pha pwm vào bo mạch để tăng khả năng và độ linh hoạt cho việc cấp nguồn. các cải tiến pwm hiện thời có từ 6 đến 12 bộ điều biến pwm trên bo mạch. càng nhiều bộ điều biến, nhiệt lượng càng giảm và bo mạch có thể cung cấp nhiều chế độ điện năng, đồng thời đáp ứng nguồn điện nhanh hơn. ví dụ, với 6 bộ điều biến điện, bo mạch có 5 chế độ cung cấp điện tùy vào trạng thái hoạt động của hệ thống. nếu hệ thống ở tình trạng nghỉ (idle), chỉ 1 bộ điều biến hoạt động. nếu bạn chỉ chạy ứng dụng xử lý văn bản, bộ điều biến thứ 2 mới được kích hoạt...

dựa trên cách hoạt động này mà các nhà sản xuất bmc đưa ra các ứng dụng giúp người dùng kích hoạt khả năng tải điện của hệ thống, thậm chí hệ thống tự động điều chỉnh nguồn điện dựa trên tình trạng hoạt động. gigabyte có ứng dụng dynamic energy saver với cách điều biến điện giống như hộp số động cơ xe máy (http://www.gigabyte.com.tw/filelist/webpage/mb_080104_des/data/tech_080104_desdes-01.htm), asus có epu thông qua công nghệ hybridpower tự động điều chỉnh nguồn cho cpu. trong khi đó, msi lại đưa ra giải pháp cấp điện khá độc đáo, ứng dụng kênh đôi để cấp nguồn. msi thiết kế 2 nhóm điều biến, mỗi nhóm 4 pha pwm trong các dòng bmc cao cấp mà theo hãng tiết kiệm được 10% điện năng so với thiết kế thông thường. một giải pháp khác cũng khá độc đáo của gigabyte là điều biến ảo nâng bộ điều biến lên 12 pha với công nghệ quad tripe phase. với card đồ họa, trong triển lãm cebit vừa qua tổ chức tại Đức, nvidia đưa ra giải pháp giảm điện năng có tên là hybridpower, là giải pháp kết hợp giữa bmc nền chipset nforce dòng 7 và card đồ họa nvidia. khi tải nặng, card đồ họa rời sẽ hoạt động, còn nếu tải nhẹ, hệ thống sẽ tắt card đồ họa rời, chỉ chạy card đồ họa tích hợp để giảm điện năng tiêu tốn. với giải pháp này, độ ồn của card đồ họa rời cũng giảm đi rất nhiều. Đi kèm với hybridpower là hybrid sli, kết hợp tải sli giữa card đồ hoạ rời và chip đồ họa tích hợp. nhỮng

mỤc

tiÊu

vẠch

sẴn

energy star: biểu tượng này hẳn bạn thường thấy khi ngồi vào máy tính và bật màn hình. tuy nhiên, energy star không chỉ có trên màn hình máy tính mà thôi. chương trình energy star do tổ chức bảo vệ môi trường mỹ đưa ra đã khá lâu, vào năm 1992, nhằm giảm hiệu ứng nhà kính và trái đất nóng lên.

energy star không phải là chính sách cấm sử dụng chất độc hại, không phải ràng buộc tái chế... mà là một chứng nhận sản phẩm điện tử, tiêu dùng tiêu thụ ít điện năng hơn sản phẩm không có chứng nhận. tuỳ vào chủng loại sản phẩm mà energy star quy định khác nhau. ví dụ tv nào được chứng nhận energy star phải sử dụng ít điện năng hơn 30% so với sản phẩm thông thường, trong khi đó tủ lạnh phải tiết kiệm hơn 15%, đèn neon 75% so với đèn dây tóc. nhà cửa cũng được chứng nhận energy star nếu sử dụng ít điện năng hơn 15% so với nhà thông thường... http://www.energystar.gov/

80 plus: với bộ cấp nguồn psu (power supply unit), chương trình 80 plus do các công ty bắc mỹ đưa ra, có thể xem là một chỉ tiêu cho thiết bị cấp nguồn cho máy tính để bàn và máy chủ. thông thường, bộ cấp nguồn thường hoạt động rất "hào phóng", cấp nhiều điện năng hơn mức cần thiết mà hệ thống yêu cầu, do đó gây lãng phí điện và nhiệt. chương trình 80 plus đòi hỏi bộ cấp nguồn phải tiết kiệm được ít nhất 80% điện năng khi đo ở 3 mức tải hệ thống: 20%, 50% và 100%. thiết bị psu nào qua được "bài kiểm tra" này sẽ được chứng thực 80 plus (được dán nhãn lên sản phẩm). hiện tại, một số chủng loại sản phẩm được cấp chứng nhận energy star bắt buộc phải có chứng nhận 80 plus. ví dụ như, máy tính để bàn đạt chứng nhận energy star (phiên bản 4.0) phải có bộ nguồn được chứng nhận 80 plus (hiệu lực từ ngày 20/7/2007). http://www.80plus.org

bộ tản nhiệt ngoài cải tiến bộ điều biến nhằm giảm mức tiêu hao điện năng và giảm nhiệt cho hệ thống, các công ty công nghệ cũng đưa ra những cách tản nhiệt mới với mục tiêu là hoạt động êm trong khi tản nhiệt hiệu quả và đặc biệt là ít ngốn điện. tản nhiệt quạt thường có nhược điểm là ồn, tản nhiệt nước chỉ thích hợp với dân chơi máy tính và rất "ăn" điện, tản nhiệt không quạt vẫn chưa có được kết quả như mong muốn.

tản nhiệt cho chipset bằng động cơ stirling.

gần đây, msi có đưa ra một công nghệ tản nhiệt khá độc đáo cho chipset có tên gọi air power cooler, thuộc tản nhiệt quạt nhưng không cần cấp điện. msi kết hợp với tổ chức polytech Đài loan, ứng dụng lý thuyết stirling engine, tận dụng sức nóng của chipset để chuyển thành năng lượng làm quay quạt. tuy nhiên, hiện thời vẫn chưa có thử nghiệm thực tế về tính khả thi của giải pháp này. tuy vẫn còn phụ thuộc vào điện nhưng với cách ứng dụng động cơ stirling cho tản nhiệt, msi đã bớt được năng lượng điện cho cách tản nhiệt này để làm cho cánh quạt quay. theo lý thuyết động cơ stirling, sẽ có 4 quá trình chính: làm mát, nén khí, làm nóng và giãn nở. các giai đoạn này có được nhờ không khí di chuyển lui tới giữa 2 đầu chuyển đổi

nóng và lạnh. Đầu chuyển đổi nóng tiếp xúc với chipset và đầu chuyển đổi lạnh tiếp xúc với bộ tản nhiệt. không khí nóng dãn nở, đẩy ống bơm bên trong lên. sau đó, luồng khí nóng đó được làm mát và ống bơm rớt xuống lại. chu kỳ như vậy cứ tiếp diễn. piston được nối với bộ cơ làm cánh quạt quay. theo msi, động cơ này có thể chuyển được 70% nhiệt lượng thành năng lượng không khí. nếu so với năng lượng mặt trời chỉ có tỉ lệ chuyển đổi năng lượng chỉ đạt khoảng 20 đến 30% và cần có bề mặt hấp thu cũng như chi phí cao hơn. bạn có thể tham khảo thêm động cơ stirling tại đây: http://www.answers.com/topic/stirling-engine?cat=technology. pin

nhiÊn

liỆu

metan

pin nhiên liệu dmfc (direct methanol fuel cell) do mti micro đưa ra, thuộc loại pin nhiên liệu vách ngăn điện phân (polymer electrolyte membrane). khi viết bài này, mti chỉ mới giới thiệu mẫu pin dmfc thử nghiệm và toshiba cũng đã nghiên cứu pin nhiên liệu từ nhiều năm nay nhưng trên thị trường đã có một số sản phẩm ứng dụng loại pin này. dmfc được xem là pin chạy lâu hơn 2 loại pin trên và sạc pin cũng nhanh hơn. hiện pin dmfc đã được ứng dụng trong một số sản phẩm tiêu dùng như điện thoại di động samsung blackjack và một số máy ảnh số dslr. pin dmfc tạo ra điện từ phản ứng hóa học giữa metan, nước và không khí. chất thải của phản ứng này chỉ là một lượng nước nhỏ bốc hơi và co2 nên pin nhiên liệu này được xem là sạch hơn so với các loại pin trước đây. lợi điểm lớn nhất của pin dmfc là chúng có thể sạc rất tiện bằng cách thay đầu catridge metan mới, không phải kiếm một nguồn điện khác để sạc. theo các nhà sản xuất, pin dmfc có công suất gấp đôi so với pin lithium-ion. một số cách tiếp cận mới kết hợp cả pin lithium và dmfc: dùng pin dmfc để sạc cho pin lithium. hoặc một số điện thoại di động có cả 2 loại pin này: khởi động máy bằng pin lithium và hoạt động bằng pin dmfc. nhìn vào thiết kế của pin dmfc mẫu, phía sau của pin dmfc là một tấm tản nhiệt kích thước khoảng bằng 2 con tem, ngoài chức năng tản nhiệt, nó còn giúp nước tạo ra từ phản ứng hóa học bay hơi. pin dmfc khi hoạt động không nóng, mà chỉ ấm lên. theo các nhà sản xuất, khi pin dmfc xuất hiện rộng rãi trên thị trường thì vấn đề tản nhiệt sẽ được giải quyết triệt để. pin dmfc dự kiến sẽ có mặt rộng rãi trên thị trường vào năm sau. hiện thời, mti đã bắt tay với duracell để sản xuất cartridge cho dmfc. một trở ngại chủ quan khiến dmfc chưa có đất dụng võ là nhiên liệu metan chưa được các hãng hàng không cho vận chuyển. tuy vậy, tổ chức hàng không dân dụng quốc tế icao (international civil aviation organization) vừa thông qua luật cho phép vận chuyển cartridge nhiên liệu metan không nén và một số quốc gia cũng đã bắt đầu điều chỉnh lại luật để hợp pháp hóa vận chuyển nhiên liệu này. Để biết thêm về các loại pin nhiên liệu, bạn http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/fc_types.html

có

thể

đến:

ngoài cách tản nhiệt trên, một số công ty dùng tản nhiệt nước kết hợp với các lá tản nhiệt mỏng làm tăng diện tích thoát hơi nóng cho bo mạch. asus có giải pháp tản nhiệt khép kín, công nghệ fusion block system - chất lỏng được dẫn qua chip cầu bắc, chip cầu nam, mosfet. sau đó, chất lỏng được đưa ra ngoài làm mát và quay trở lại để tiếp tục chu kỳ mới qua các thành phần trên bmc. theo asus, công nghệ tản nhiệt này sẽ làm mát hơn 47% so với thông thường, có ưu điểm là ít ồn (do quạt tản nhiệt bên ngoài làm mát chất lỏng) và giải nhiệt hiệu quả nhưng lại khiến cho thùng máy "rối" và nhất là ngốn điện vì phải bơm chất lỏng liên tục. trong khi đó, nhiều công ty khác như gigabyte, cooler master... đi theo hướng mở rộng diện tích tiếp xúc không khí để tản nhiệt cho bo mạch chủ, nguồn, card đồ họa... họ đính vào các ống tản nhiệt chính càng nhiều tấm kim loại càng tốt, thường dùng nhất vẫn là đồng, thường gọi loại này là stacked-fin. minh họa rõ nhất cho phương án này là công

nghệ circu-pipe của msi, hãng đã "đánh một vòng tròn" để tăng tối đa diện tích tiếp xúc với không khí. một loại khác là các miếng tản nhiệt được đúc chân, thường gọi là pin-fin cũng cho hiệu quả tương tự. thường loại tản nhiệt pin-fin không cần quạt thổi để làm mát. nhôm và đồng là 2 kim loại thường được sử dụng vì dẫn nhiệt và thoát nhiệt tốt, dễ gia công và chi phí thấp hơn các kim loại khác. ngoài các giải pháp tản nhiệt mặc định của nhà sản xuất bmc, card đồ họa, bộ nguồn... một số công ty khác đưa ra những tản nhiệt rời nhắm đến dân chơi máy tính, khách hàng hẳn đã quen với những thương hiệu như thermaltake, thermalright, zalman, cooler master... các giải pháp tản nhiệt của họ khá đa dạng, nhưng phần lớn cũng dựa trên tản nhiệt nước và quạt. họ chú trọng nhiều đến hiệu quả làm mát, độ ồn và đương nhiên là cả tính thông thoáng và... kiểu dáng của hệ thống, nhưng lại không tập trung nhiều vào khả năng tiết kiệm điện của tản nhiệt rời. mÁy nghe nhÌn gigabeat chẠy bẰng pin nhiÊn liỆu

bơm metan vào bồn chứa trong máy.

mẫu máy nghe nhìn này xuất hiện lần đầu tiên vào tháng 10 năm ngoái tại triển lãm ceatec ở nhật. gigabeat có thể hoạt động liên tục trong 10 giờ với 10ml metan lỏng, lâu hơn so với sử dụng pin với cùng kích thước. toshiba cũng giải quyết được trở ngại ban đầu là rò rỉ metan. cartridge bằng nhựa chứa metan kết nối với một ngõ tiếp nhiên liệu ở phía sau gigabeat. khi gắn cartridge vào, người dùng phải nhấn một nút trên cartridge để bơm metan vào bồn chứa của máy. khi metan vào đầy bồn chứa, người dùng thả nút bơm ra. khí co2 tạo ra do phản ứng sẽ đẩy metan còn dư trong bồn chứa về lại cartridge.

tăng khả năng dùng pin – pin nhiên liệu

hiện có nhiều công nghệ pin khác nhau mà phần lớn các thiết bị điện tử tiêu dùng hiện nay sử dụng 2 công nghệ pin lithium-ion và nickel-metal hydride (nimh). so sánh giữa 2 công nghệ này, pin lithium-ion có ưu điểm là có khả năng chịu tải nặng, như dùng cho máy tính xách tay, máy ảnh số, máy quay số... trong khi pin nimh kém hơn về mặt tải nặng, dễ bị rò rỉ điện năng hơn, thường ứng dụng trong pin aaa, aa, c và d. hơn nữa, pin lithiumion sạc nhanh hơn pin nimh. ngay cả một vài hãng sản xuất xe hơi hiện nay đã ứng dụng cả 2 công nghệ pin này cho các đời xe mới của mình, không dùng nhiên liệu. tuy nhiên, điểm yếu của pin lithium-ion là nóng và khi hoạt động lâu sức nóng này sẽ ảnh hưởng ít nhiều đến tính ổn định của pin, mà dễ thấy là nhiều hãng mtxt, điện thoại di động trong thời gian vừa qua phải thu

hồi. trong khi đó, pin nimh ít gặp trục trặc về nhiệt. tuy nhiên, đây là 2 công nghệ pin đã khá "lớn tuổi": nimh xuất hiện từ giữa những năm 1980 và lithium-ion ra đời năm 1991 (sony sản xuất). pin nhiên liệu là xu hướng mới vì nó không thải ra các chất độc hại cho môi trường và dễ tái sử dụng, sạc, đương nhiên là pin nhiên liệu có thời gian sử dụng lâu hơn 2 vị tiền bối trên.

pin nhiên liệu pem.

cấu trúc pin nhiên liệu và cách hoạt động cấu trúc pin nhiên liệu khá phức tạp và nhiều khác biệt tuỳ loại nhiên liệu sử dụng và thiết bị sử dụng. tuy nhiên, hầu hết các loại pin nhiên liệu đều gồm có 4 thành phần: • Ống chứa nhiên liệu (cell stack) • bộ phận xử lý nhiên liệu • bộ chuyển đổi điện năng • hệ thống phục hồi nhiệt ngoài ra, các hệ thống pin nhiên liệu còn có các thành phần phụ khác để điều khiển độ ẩm, nhiệt độ, áp lực khí và hệ thống thải nước. Ống chứa nhiên liệu (cell stack) Đây là bộ phận quan trọng nhất của pin. tại đây, dòng điện một chiều (dc) được sinh ra từ các phản ứng hóa học. một ô (cell) pin năng lượng không thể cấp đủ năng lượng cho một thiết bị. do vậy mà các cell đơn liên kết lại thành một chuỗi trong ống chứa nhiên liệu. lượng điện sản sinh của từng cell còn tùy thuộc vào vài yếu tố khác như loại chất liệu (metan, kiềm, phốt-pho...), kích thước cell, nhiệt độ hoạt động và áp lực khí được cấp cho cell đó.

pin nhiên liệu kiềm.

bộ xử lý nhiên liệu

pin nhiên liệu axit phot-pho.

bộ xử lý nhiên liệu chuyển nhiên liệu qua trạng thái thích hợp cho cell nhiên liệu sử dụng. nếu khí hydro đã được cấp cho cell thì bộ xử lý này không có nhiệm vụ gì hoặc chỉ đơn giản là lọc khí hydro. nếu pin dùng nhiên liệu giàu khí hydro như metan, gas, dầu diesel hay than khí hóa thì sẽ có một giai đoạn chuyển hóa hydrocarbon thành hỗn hợp khí hydro và các hợp chất carbon. trong nhiều trường hợp, sau quá trình này, các chất sau phản ứng sẽ được tinh lọc lại để loại bỏ những tạp chất như co hoặc lưu huỳnh (s) trước khi hydro được chuyển tới ống nhiên liệu để cung cấp cho các cell, tránh trường hợp có chất xúc tác trong phản ứng hóa học. quá trình xử lý này còn có tên gọi là "nhiễm độc" vì nó giảm tính hiệu quả và độ bền của pin nhiên liệu. vài pin nhiên liệu dùng carbonate nóng chảy và oxide đặc hoạt động ở nhiệt độ đủ cao và tự phản ứng cho ra hydro cung cấp cho cell. tuy nhiên, quá trình tự phản ứng này vẫn cần phải lọc trước khi hydro "sạch" được chuyển đến cell. cách nào cũng hình thành khí co2 nhưng cách dùng carbonate nóng chảy và oxide đặc thải ít co2 hơn.

pin nhiên liệu carbonate nóng chảy & pin nhiên liệu oxit đặc.

bộ chuyển đổi và điều hòa dòng điện bộ chuyển đổi và điều hòa dòng điện tiếp nhận dòng điện sản sinh từ cell và chuyển dòng điện đó phù hợp với thiết bị sử dụng, từ một thiết bị đơn giản cho đến cả một mạng lưới điện ứng dụng phức tạp. hệ thống làm mát cấu tạo của pin nhiên liệu không phải là hệ thống phát sinh nhiệt nhiều nhất. tuy nhiên, vẫn có vài loại cấu tạo pin nhiên liệu hoạt động rất nóng, nhất là loại pin nhiên liệu dùng oxide đặc và carbonate nóng chảy. nhiệt lượng này có thể tận dụng để tạo hơi nước hoặc nước nóng hoặc chuyển thành điện năng thông qua một turbine khí hoặc công nghệ nào đó nhằm tận dụng triệt để nhiệt độ phát sinh. những ràng buộc về sử dụng chất độc hại theo một thống kê, các bãi rác tại mỹ chứa khoảng 2% rác thải điện tử. nhưng trong 2% này chứa đến 70% chất thải độc hại. các chất độc hại này có thể là chì, thuỷ ngân, cadmi. trong quá trình xử lý rác thải không được kiểm soát chặt chẽ như bằng cách đốt, phân hủy các chất độc hại này tác động xấu đến môi trường và sức khỏe của con người. có thể bạn ngạc nhiên với con số: 6% trọng lượng màn hình crt của máy tính chứa chì. trong nhóm chất thải độc hại có một chất có khả năng gây ung thư là polychlorinated biphenyls (pcb). tụ điện, dây pvc, bộ biến áp được sản xuất trước đây chứa một lượng chất pcb rất lớn.

gần đây, có thể bạn đã thấy nhiều biểu tượng rohs (www.rohs.gov.uk/) xuất hiện trên nhiều linh kiện điện tử hay bao bì sản phẩm. biểu tượng này màu xanh lá, dễ hiểu vì đây là chứng chỉ sản phẩm đạt tiêu chuẩn thân thiện với môi trường. tuy cái "gốc" của chuẩn rohs xuất phát từ anh quốc nhưng ở mỗi khu vực địa lý, chuẩn rohs có những đòi hỏi khác nhau. rohs (restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment) cấm sử dụng các chất liệu độc hại trong quá trình sản xuất sản phẩm, lần đầu tiên được áp dụng tại các nước thuộc nhóm eu kể từ ngày 1/7/2006. các chất độc hại gồm: chì (pb), thủy ngân (hg), cadmium (cd), hexavalent chromium (cr6+), polybrominated biphenyls (pbb) và polybrominated diphenyl ethers (pbde). những chất này được xem là tác động xấu đến môi trường trong quá trình sản xuất cũng như tái sinh sản phẩm. sau khi sản phẩm mới xuất hiện, nhân viên kiểm tra sẽ sử dụng một thiết bị phân tích rohs, còn gọi là fluocent x-ray hoặc là thiết bị phân tích kim loại xrf để "soi" sản phẩm để đảm bảo lượng chất độc hại trên không vượt quá liều lượng cho phép. mỘt sỐ sẢn phẨm, cÔng ty rẤt thÂn thiỆt vỚi mÔi trƯỜng:

theo tổ chức hòa bình xanh (www.greenpeace.org), tính đến tháng 3/2008, samsung và toshiba là 2 công ty dẫn đầu về sản phẩm thân thiện với môi trường (7,7/10 điểm) nhờ vào chính sách tái chế sản phẩm và sử dụng ít chất độc hại trong sản phẩm của họ; trong khi đó nintendo (0,3 điểm) lại nằm cuối danh sách các công ty điện tử. apple là công ty có bước nhảy nhanh nhất khi tháng 8/2006 chỉ đạt 2,7 điểm nhưng đến nay đạt được 6,7 điểm.

asus có mtxt làm bằng vật liệu tái sử dụng, như máy bamboo pc có vỏ làm bằng gỗ tre, dễ dàng cho việc tái chế. Điện thoại di động sony-ericsson t650i được xem là sản phẩm điện tử "sạch" nhất với 5,3/10 điểm của greenpeace; các điện thoại khác chỉ đạt 3,6 đến 4,4 điểm.

rohs chia ra làm 7 dòng sản phẩm thiết bị và các thiết bị như: bo mạch chủ, card đồ họa, máy tính... thuộc nhóm 3 của rohs (xem frame "các mục sản phẩm mà rohs đưa ra"). một số sản phẩm như máy dò radar, các máy sản xuất chất bán dẫn... vẫn chưa được liệt vào

nhóm danh mục cụ thể. Ở mỗi nhóm danh mục này có những ràng buộc về các chất sử dụng khác nhau. ví dụ, rohs được cộng đồng các quốc gia châu Âu chấp nhận nên tất cả thiết bị điện tử được sản xuất hay nhập khẩu vào vùng lãnh thổ này đều phải tuân theo chuẩn rohs. trung quốc cũng có chuẩn rohs riêng nhưng cũng dựa trên chuẩn rohs của châu Âu và có hiệu lực trễ hơn, bắt đầu từ tháng 3/2007. nhật bản lại không theo chuẩn rohs mà đưa ra chuẩn riêng có tên j-moss (japanese industrial standard for marking of specific chemical substances) có hiệu lực từ tháng 7/2006. Đài loan có đạo luật ràng buộc việc sử dụng các chất độc hại, cũng dựa trên tiêu chuẩn của rohs, weee (waste electrical and electronic equipment, còn gọi là e-waste) và elv (end-of-life vehicles). khu vực bắc mỹ có luật riêng là ewra (electronic waste recycling act), áp dụng từ tháng 1/2007. luật ewra cũng dựa trên rohs nhưng ít hạn chế hơn. ví dụ màn hình lcd, crt, plasma theo rohs hạn chế đến 6 kim loại, trong khi ewra chỉ hạn chế 4 kim loại nặng không dùng quá "liều" cho phép: cadmi 0,01%, hexavalent chromium 0,1%, chì 0,1% và thủy ngân 0,1%. tuy nhiên, rõ ràng nếu áp dụng ràng buộc này, các nhà sản xuất phải mỏi mắt tìm kiếm chất liệu thay thế. ví dụ, trước nay, đối với dân kỹ thuật điện tử, nói đến hàn và thuốc hàn là sẽ nghĩ ngay đến các cuộn chì và các mối nối tụ điện trên bản mạch bằng chì. các nhà sản xuất đã nghĩ đến một chất thay thế chì là thiếc. tuy nhiên, khi sử dụng một thời gian, xung quanh mối hàn thiếc xuất hiện các sợi tinh thể thiếc li ti, ảnh hưởng đến các mối nối, rò rỉ và chạm điện. một cách tiếp cận khác là hợp kim thiếc-kẽm và hạn chế được sự xuất hiện của sợi tinh thể.

cho đến nay, có nhiều công nghệ sản xuất tuân theo rohs đã đưa ra những khả năng mới cho sản phẩm nhờ vào việc thay thế chất liệu sản xuất. ví dụ, sản phẩm rohs chịu sốc nhiệt tốt hơn, tránh trường hợp nhiễu chì trên bo mạch, tốc độ truyền tải của nhôm không thua kém các kim loại khác... tổ chức hoà bình xanh đưa ra giải pháp làm sạch môi trường, đặc biệt ở những khu vực được xem là điểm nóng, là những bãi rác bo mạch, linh kiện điện tử. những điểm nóng này xuất hiện nhiều ở trung quốc, Ấn Độ và Đài loan. ví dụ dòng sông erren phía nam Đài loan hiện đang bị ô nhiễm nặng nề (thử thả một con cá vào dòng sông nó sẽ chết sau 2 phút); tuổi thọ trung bình của người dân sống ở vùng này là 50 tuổi và tỉ lệ ung thư là 27%. một giải pháp hiện được dùng nhiều nhất để làm sạch là dùng hỗn hợp hóa chất 75% axit hydrochloric và 25% acit nitric. cũng ví dụ ở dòng sông erren này, người ta đổ trực tiếp hợp chất này xuống dòng sông để làm giảm độ ph. kết quả thu được khá khả quan, hợp chất này tẩy được chì, kẽm, đồng, antimony, cadmium và nickel. theo tổ chức môi trường mỹ, arsenic và cadmium chỉ cần chiếm 1 mg/l đã liệt vào loại nước độc nhưng những khu vực "nóng" ở trung quốc và Đài loan, tỉ lệ này lên đến 12,2mg/l. công nghệ nano cũng bị "để ý” vì bị xem là ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người. quy trình xử lý và các chất liệu mà các công ty công nghệ nano sử dụng

được tổ chức svtc (silicon valley toxics coalition) giám sát để đảm bảo không ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. tổ chức này giám sát chủ yếu ở khu vực thung lũng silicon, nơi được xem tập trung khá nhiều công ty và trung tâm nghiên cứu công nghệ nano (khoảng 110). chính phủ mỹ trong năm 2008 đã chi ra 1,44 tỉ usd cho lĩnh vực nghiên cứu này nhưng chỉ bỏ ra khoảng 4% số tiền đó cho các ứng dụng bảo vệ môi trường. tham khảo thêm tại: http://www.etoxics.org. khí hậu đang nóng lên từng ngày, việc bảo vệ và giữ gìn một môi trường trong sạch không của riêng các công ty sản xuất mà là trách nhiệm của tất cả mọi người. một số công ty đã đưa ra chính sách cho chính nhân viên cũng mình về việc tiết kiệm năng lượng cũng như bảo vệ môi trường. ví dụ gigabyte đề ra một loạt điều khoản như: tắt máy tính và tắt bớt đèn điện trong giờ nghỉ trưa, tắt bớt hệ thống thang máy ngoài giờ cao điểm, không in ấn nếu không thật cần thiết.. giẢi

phÁp

nÀo

cho

trung

tÂm

dỮ

liỆu?

trong xu thế làm "xanh" trái đất, nhiều công ty công nghệ bắt đầu nhận thức rõ điều này. theo công ty năng lượng pg&e (paciffic gas & electric, cung cấp và điều phối điện cho khu vực san francisco và cả thung lũng silicon), các trung tâm dữ liệu mà công ty quản lý trong vùng liêu tốn khoảng từ 400 đến 500 megawatt điện bất kể ngày hay đêm, tăng khoảng từ 50 đến 75 megawatt so với cách đây 18 tháng. từ khi dotcom bùng phát, người ta cần nhiều điện năng hơn. còn theo tổ chức bảo vệ môi trường mỹ, các trung tâm dữ liệu ngốn hết 1,5% lượng điện năng tiêu thụ của toàn nước mỹ, đây là con số khổng lồ. Điều oái oăm là hầu hết trung tâm dữ liệu đều hoạt động không hiệu quả. một vài cách mà tổ chức này đưa ra cho các trung tâm dữ liệu là: tắt hệ thống máy chủ khi không sử dụng, nâng khả năng chịu nhiệt của hệ thống, và nếu được, ở những vùng có khí hậu lạnh, có thể sử dụng khí trời để làm mát hệ thống. còn gartner cho biết trong các trung tâm dữ liệu, các thiết bị mạng thường chiếm đến khoảng 10% lượng điện năng tiêu thụ và nhà quản trị cũng nên tối ưu hoá việc sử dụng các thiết bị này để tiết kiệm điện nhất. một điều nữa là kết nối gigabit ethernet của máy tính để bàn tiêu tốn nhiều điện năng hơn ngõ ethernet thông thường nhưng người dùng chưa chắc tận dụng hết băng thông. một số công ty chọn giải pháp thiết lập phần mềm mạng để quản lý điện năng tiêu thụ cho các máy tính client. các phần mềm quản lý điện năng trên mạng này có giá khoảng 11-25 usd cho mỗi pc. các công ty khác chọn giải pháp thiết lập phần mềm ảo hoá cho máy chủ để chỉ sử dụng một máy chủ vật lý nhưng thiết lập nhiều máy chủ luận lý. vài cách tiếp cận khác như vài công ty đặt ra mục tiêu kiềm chế chi phí xây dựng trạm điều biến điện mới để "gò" nhân viên tiết kiệm điện, không sử dụng quá định mức điện cho phép.

phong trào "làm xanh" bắt đầu nảy nở nơi các công ty sản xuất thiết bị và hệ thống máy tính. tựu trung, các công ty thường nhắm đến 4 mục tiêu: giảm điện năng tiêu thụ, tăng khả năng tản nhiệt, tăng thời gian dùng pin và thay thế các chất liệu độc hại.

hãy xem qua vài con số: một máy tính để bàn trung bình phí phạm gần 1/2 năng lượng khi hoạt động và góp phần không nhỏ vào hóa đơn tiền điện hàng tháng của bạn, chưa kể lượng khí thải co2 làm tăng hiệu ứng nhà kính. theo tổ chức climate savers computing,

nếu tiết kiệm điện năng cho máy tính để bàn hay mtxt, mỗi năm bạn sẽ tiết kiệm được khoảng 20usd và nếu đa số người tiêu dùng ý thức được vấn đề này, tác động của máy tính đối với môi trường sẽ giảm được 54 triệu tấn khí co2/năm, tương đương với lấy ra khỏi trái đất 11 triệu chiếc xe hơi đang chạy trên đường. theo idc, chi phí điện tiêu thụ của mỗi máy tính để bàn và máy chủ trong nửa đầu năm 2007 là 0,0885 usd/kwh. trước đây, các công ty công nghệ cũng đã xem xét vấn đề về môi trường nhưng bắt đầu từ giữa năm 2007, phong trào "làm xanh trái đất" mới bắt đầu nảy nở nơi các công ty sản xuất thiết bị và hệ thống máy tính. nhiều công ty bắt đầu đưa ra công nghệ "xanh" cho sản phẩm của mình, một phần vì lợi ích xã hội, một phần nếu không tuân thủ các tiêu chuẩn về môi trường thì sản phẩm của họ không được chấp nhận sử dụng ở một số khu vực cụ thể. ví dụ, trong mảng linh kiện máy tính, tiên phong là gigabyte với công nghệ ultra durable, nvidia đưa ra giải pháp hybridpower, msi có ecolution, cooler power có green guard... nhưng tựu trung, các công ty thường nhắm đến 4 mục tiêu: giảm điện năng tiêu thụ, tăng khả năng tản nhiệt (giảm tiếng ồn), tăng thời gian dùng pin và thay thế các chất liệu độc hại trong sản phẩm. dựa trên 4 mục tiêu trên, ta cùng điểm qua một số công nghệ tiêu biểu của các công ty công nghệ mà chắc rằng đã được hiện thực trong chiếc máy tính của bạn hiện nay. Điều biến điện năng

với bo mạch chủ (bmc), phần lớn công ty sản xuất đến từ Đài loan như: msi, ecs, gigabyte, foxconn... tập trung cải thiện bộ điều biến pha pwm (purse-width modulation hoặc voltage regulator module và power processing module) cấp nguồn cho cpu và các bộ phận khác của bo mạch chủ. với thành phần điều biến này, các công ty cố gắng sử dụng tụ điện rắn thay cho tụ điện hóa như trước đây. lợi ích dễ thấy nhất của tụ điện rắn là bền hơn, không bị xì tụ như tụ hóa và ít bị rò điện hơn (hình 1) vì tụ rắn chứa hợp chất polymer đặc trong khi các tụ hóa dùng chất điện phân dạng lỏng. do đó, tuổi thọ của tụ rắn thường cao hơn gấp 6 lần tụ hóa, đặc biệt trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt, ép xung, chạy liên tục thì tụ rắn bền hơn hẳn so với tụ hóa. vài công ty bmcđã chuyển hẳn sang sử dụng tụ rắn để tăng tính ổn định và tuổi thọ của bo mạch. một phần quan trọng của việc dùng tụ rắn là ít bị rò rỉ điện năng hơn so với tụ hóa. các bo mạch trước đây thông thường chỉ có 3 pha pwm, nhưng các công ty nghiên cứu đưa thêm nhiều pha pwm vào bo mạch để tăng khả năng và độ linh hoạt cho việc cấp nguồn. các cải tiến pwm hiện thời có từ 6 đến 12 bộ điều biến pwm trên bo mạch. càng nhiều bộ điều biến, nhiệt lượng càng giảm và bo mạch có thể cung cấp nhiều chế độ điện năng, đồng thời đáp ứng nguồn điện nhanh hơn. ví dụ, với 6 bộ điều biến điện, bo mạch có 5 chế độ cung cấp điện tùy vào trạng thái hoạt động của hệ thống. nếu hệ thống ở tình trạng nghỉ (idle), chỉ 1 bộ điều biến hoạt động. nếu bạn chỉ chạy ứng dụng xử lý văn bản, bộ điều biến thứ 2 mới được kích hoạt...

dựa trên cách hoạt động này mà các nhà sản xuất bmc đưa ra các ứng dụng giúp người dùng kích hoạt khả năng tải điện của hệ thống, thậm chí hệ thống tự động điều chỉnh nguồn điện dựa trên tình trạng hoạt động. gigabyte có ứng dụng dynamic energy saver với cách điều biến điện giống như hộp số động cơ xe máy (http://www.gigabyte.com.tw/filelist/webpage/mb_080104_des/data/tech_080104_desdes-01.htm), asus có epu thông qua công nghệ hybridpower tự động điều chỉnh nguồn cho cpu. trong khi đó, msi lại đưa ra giải pháp cấp điện khá độc đáo, ứng dụng kênh đôi để cấp nguồn. msi thiết kế 2 nhóm điều biến, mỗi nhóm 4 pha pwm trong các dòng bmc cao cấp mà theo hãng tiết kiệm được 10% điện năng so với thiết kế thông thường. một giải pháp khác cũng khá độc đáo của gigabyte là điều biến ảo nâng bộ điều biến lên 12 pha với công nghệ quad tripe phase. với card đồ họa, trong triển lãm cebit vừa qua tổ chức tại Đức, nvidia đưa ra giải pháp giảm điện năng có tên là hybridpower, là giải pháp kết hợp giữa bmc nền chipset nforce dòng 7 và card đồ họa nvidia. khi tải nặng, card đồ họa rời sẽ hoạt động, còn nếu tải nhẹ, hệ thống sẽ tắt card đồ họa rời, chỉ chạy card đồ họa tích hợp để giảm điện năng tiêu tốn. với giải pháp này, độ ồn của card đồ họa rời cũng giảm đi rất nhiều. Đi kèm với hybridpower là hybrid sli, kết hợp tải sli giữa card đồ hoạ rời và chip đồ họa tích hợp. nhỮng

mỤc

tiÊu

vẠch

sẴn

energy star: biểu tượng này hẳn bạn thường thấy khi ngồi vào máy tính và bật màn hình. tuy nhiên, energy star không chỉ có trên màn hình máy tính mà thôi. chương trình energy star do tổ chức bảo vệ môi trường mỹ đưa ra đã khá lâu, vào năm 1992, nhằm giảm hiệu ứng nhà kính và trái đất nóng lên. energy star không phải là chính sách cấm sử dụng chất độc hại, không phải ràng buộc tái chế... mà là một chứng nhận sản phẩm điện tử, tiêu dùng tiêu thụ ít điện năng hơn sản phẩm không có chứng nhận. tuỳ vào chủng loại sản phẩm mà energy star quy định khác nhau. ví dụ tv nào được chứng nhận energy star phải sử dụng ít điện năng hơn 30% so với sản phẩm thông thường, trong khi đó tủ lạnh phải tiết kiệm hơn 15%, đèn neon 75% so với đèn dây tóc. nhà cửa cũng được chứng nhận energy star nếu sử dụng ít điện năng hơn 15% so với nhà thông thường... http://www.energystar.gov/

80 plus: với bộ cấp nguồn psu (power supply unit), chương trình 80 plus do các công ty bắc mỹ đưa ra, có thể xem là một chỉ tiêu cho thiết bị cấp nguồn cho máy tính để bàn và máy chủ. thông thường, bộ cấp nguồn thường hoạt động rất "hào phóng", cấp nhiều điện năng hơn mức cần thiết mà hệ thống yêu cầu, do đó gây lãng phí điện và nhiệt. chương trình 80 plus đòi hỏi bộ cấp nguồn phải tiết kiệm được ít nhất 80% điện năng khi đo ở 3 mức tải hệ thống: 20%, 50% và 100%. thiết bị psu nào qua được "bài kiểm tra" này sẽ được chứng thực 80 plus (được dán nhãn lên sản phẩm). hiện tại, một số chủng loại sản phẩm được cấp chứng nhận energy star bắt buộc phải có chứng nhận 80 plus. ví dụ như, máy tính để bàn đạt chứng nhận energy star (phiên bản 4.0) phải có bộ nguồn được chứng nhận 80 plus (hiệu lực từ ngày 20/7/2007). http://www.80plus.org

bộ tản nhiệt ngoài cải tiến bộ điều biến nhằm giảm mức tiêu hao điện năng và giảm nhiệt cho hệ thống, các công ty công nghệ cũng đưa ra những cách tản nhiệt mới với mục tiêu là hoạt động êm trong khi tản nhiệt hiệu quả và đặc biệt là ít ngốn điện. tản nhiệt quạt thường có nhược điểm là ồn, tản nhiệt nước chỉ thích hợp với dân chơi máy tính và rất "ăn" điện, tản nhiệt không quạt vẫn chưa có được kết quả như mong muốn.

tản nhiệt cho chipset bằng động cơ stirling.

gần đây, msi có đưa ra một công nghệ tản nhiệt khá độc đáo cho chipset có tên gọi air power cooler, thuộc tản nhiệt quạt nhưng không cần cấp điện. msi kết hợp với tổ chức polytech Đài loan, ứng dụng lý thuyết stirling engine, tận dụng sức nóng của chipset để chuyển thành năng lượng làm quay quạt. tuy nhiên, hiện thời vẫn chưa có thử nghiệm thực tế về tính khả thi của giải pháp này. tuy vẫn còn phụ thuộc vào điện nhưng với cách ứng dụng động cơ stirling cho tản nhiệt, msi đã bớt được năng lượng điện cho cách tản nhiệt này để làm cho cánh quạt quay. theo lý thuyết động cơ stirling, sẽ có 4 quá trình chính: làm mát, nén khí, làm nóng và giãn nở. các giai đoạn này có được nhờ không khí di chuyển lui tới giữa 2 đầu chuyển đổi nóng và lạnh. Đầu chuyển đổi nóng tiếp xúc với chipset và đầu chuyển đổi lạnh tiếp xúc với bộ tản nhiệt. không khí nóng dãn nở, đẩy ống bơm bên trong lên. sau đó, luồng khí nóng đó được làm mát và ống bơm rớt xuống lại. chu kỳ như vậy cứ tiếp diễn. piston được nối với bộ cơ làm cánh quạt quay. theo msi, động cơ này có thể chuyển được 70% nhiệt lượng thành năng lượng không khí. nếu so với năng lượng mặt trời chỉ có tỉ lệ chuyển đổi năng lượng chỉ đạt khoảng 20 đến 30% và cần có bề mặt hấp thu cũng như

chi phí cao hơn. bạn có thể tham khảo thêm động cơ stirling tại đây: http://www.answers.com/topic/stirling-engine?cat=technology. pin

nhiÊn

liỆu

metan

pin nhiên liệu dmfc (direct methanol fuel cell) do mti micro đưa ra, thuộc loại pin nhiên liệu vách ngăn điện phân (polymer electrolyte membrane). khi viết bài này, mti chỉ mới giới thiệu mẫu pin dmfc thử nghiệm và toshiba cũng đã nghiên cứu pin nhiên liệu từ nhiều năm nay nhưng trên thị trường đã có một số sản phẩm ứng dụng loại pin này. dmfc được xem là pin chạy lâu hơn 2 loại pin trên và sạc pin cũng nhanh hơn. hiện pin dmfc đã được ứng dụng trong một số sản phẩm tiêu dùng như điện thoại di động samsung blackjack và một số máy ảnh số dslr. pin dmfc tạo ra điện từ phản ứng hóa học giữa metan, nước và không khí. chất thải của phản ứng này chỉ là một lượng nước nhỏ bốc hơi và co2 nên pin nhiên liệu này được xem là sạch hơn so với các loại pin trước đây. lợi điểm lớn nhất của pin dmfc là chúng có thể sạc rất tiện bằng cách thay đầu catridge metan mới, không phải kiếm một nguồn điện khác để sạc. theo các nhà sản xuất, pin dmfc có công suất gấp đôi so với pin lithium-ion. một số cách tiếp cận mới kết hợp cả pin lithium và dmfc: dùng pin dmfc để sạc cho pin lithium. hoặc một số điện thoại di động có cả 2 loại pin này: khởi động máy bằng pin lithium và hoạt động bằng pin dmfc. nhìn vào thiết kế của pin dmfc mẫu, phía sau của pin dmfc là một tấm tản nhiệt kích thước khoảng bằng 2 con tem, ngoài chức năng tản nhiệt, nó còn giúp nước tạo ra từ phản ứng hóa học bay hơi. pin dmfc khi hoạt động không nóng, mà chỉ ấm lên. theo các nhà sản xuất, khi pin dmfc xuất hiện rộng rãi trên thị trường thì vấn đề tản nhiệt sẽ được giải quyết triệt để. pin dmfc dự kiến sẽ có mặt rộng rãi trên thị trường vào năm sau. hiện thời, mti đã bắt tay với duracell để sản xuất cartridge cho dmfc. một trở ngại chủ quan khiến dmfc chưa có đất dụng võ là nhiên liệu metan chưa được các hãng hàng không cho vận chuyển. tuy vậy, tổ chức hàng không dân dụng quốc tế icao (international civil aviation organization) vừa thông qua luật cho phép vận chuyển cartridge nhiên liệu metan không nén và một số quốc gia cũng đã bắt đầu điều chỉnh lại luật để hợp pháp hóa vận chuyển nhiên liệu này. Để biết thêm về các loại pin nhiên liệu, bạn http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/fuelcells/fc_types.html

có

thể

đến:

ngoài cách tản nhiệt trên, một số công ty dùng tản nhiệt nước kết hợp với các lá tản nhiệt mỏng làm tăng diện tích thoát hơi nóng cho bo mạch. asus có giải pháp tản nhiệt khép kín, công nghệ fusion block system - chất lỏng được dẫn qua chip cầu bắc, chip cầu nam, mosfet. sau đó, chất lỏng được đưa ra ngoài làm mát và quay trở lại để tiếp tục chu kỳ mới qua các thành phần trên bmc. theo asus, công nghệ tản nhiệt này sẽ làm mát hơn 47% so với thông thường, có ưu điểm là ít ồn (do quạt tản nhiệt bên ngoài làm mát chất lỏng) và giải nhiệt hiệu quả nhưng lại khiến cho thùng máy "rối" và nhất là ngốn điện vì phải bơm chất lỏng liên tục. trong khi đó, nhiều công ty khác như gigabyte, cooler master... đi theo hướng mở rộng diện tích tiếp xúc không khí để tản nhiệt cho bo mạch chủ, nguồn, card đồ họa... họ đính vào các ống tản nhiệt chính càng nhiều tấm kim loại càng tốt, thường dùng nhất vẫn là đồng, thường gọi loại này là stacked-fin. minh họa rõ nhất cho phương án này là công nghệ circu-pipe của msi, hãng đã "đánh một vòng tròn" để tăng tối đa diện tích tiếp xúc với không khí. một loại khác là các miếng tản nhiệt được đúc chân, thường gọi là pin-fin cũng cho hiệu quả tương tự. thường loại tản nhiệt pin-fin không cần quạt thổi để làm mát. nhôm và đồng là 2 kim loại thường được sử dụng vì dẫn nhiệt và thoát nhiệt tốt, dễ gia công và chi phí thấp hơn các kim loại khác.

ngoài các giải pháp tản nhiệt mặc định của nhà sản xuất bmc, card đồ họa, bộ nguồn... một số công ty khác đưa ra những tản nhiệt rời nhắm đến dân chơi máy tính, khách hàng hẳn đã quen với những thương hiệu như thermaltake, thermalright, zalman, cooler master... các giải pháp tản nhiệt của họ khá đa dạng, nhưng phần lớn cũng dựa trên tản nhiệt nước và quạt. họ chú trọng nhiều đến hiệu quả làm mát, độ ồn và đương nhiên là cả tính thông thoáng và... kiểu dáng của hệ thống, nhưng lại không tập trung nhiều vào khả năng tiết kiệm điện của tản nhiệt rời. mÁy nghe nhÌn gigabeat chẠy bẰng pin nhiÊn liỆu

bơm metan vào bồn chứa trong máy.

mẫu máy nghe nhìn này xuất hiện lần đầu tiên vào tháng 10 năm ngoái tại triển lãm ceatec ở nhật. gigabeat có thể hoạt động liên tục trong 10 giờ với 10ml metan lỏng, lâu hơn so với sử dụng pin với cùng kích thước. toshiba cũng giải quyết được trở ngại ban đầu là rò rỉ metan. cartridge bằng nhựa chứa metan kết nối với một ngõ tiếp nhiên liệu ở phía sau gigabeat. khi gắn cartridge vào, người dùng phải nhấn một nút trên cartridge để bơm metan vào bồn chứa của máy. khi metan vào đầy bồn chứa, người dùng thả nút bơm ra. khí co2 tạo ra do phản ứng sẽ đẩy metan còn dư trong bồn chứa về lại cartridge.

tăng khả năng dùng pin – pin nhiên liệu

hiện có nhiều công nghệ pin khác nhau mà phần lớn các thiết bị điện tử tiêu dùng hiện nay sử dụng 2 công nghệ pin lithium-ion và nickel-metal hydride (nimh). so sánh giữa 2 công nghệ này, pin lithium-ion có ưu điểm là có khả năng chịu tải nặng, như dùng cho máy tính xách tay, máy ảnh số, máy quay số... trong khi pin nimh kém hơn về mặt tải nặng, dễ bị rò rỉ điện năng hơn, thường ứng dụng trong pin aaa, aa, c và d. hơn nữa, pin lithiumion sạc nhanh hơn pin nimh. ngay cả một vài hãng sản xuất xe hơi hiện nay đã ứng dụng cả 2 công nghệ pin này cho các đời xe mới của mình, không dùng nhiên liệu. tuy nhiên, điểm yếu của pin lithium-ion là nóng và khi hoạt động lâu sức nóng này sẽ ảnh hưởng ít nhiều đến tính ổn định của pin, mà dễ thấy là nhiều hãng mtxt, điện thoại di động trong thời gian vừa qua phải thu hồi. trong khi đó, pin nimh ít gặp trục trặc về nhiệt. tuy nhiên, đây là 2 công nghệ pin đã khá "lớn tuổi": nimh xuất hiện từ giữa những năm 1980 và lithium-ion ra đời năm 1991 (sony sản xuất). pin nhiên liệu là xu hướng mới vì nó không thải ra các chất độc hại cho môi trường và dễ tái sử dụng, sạc, đương nhiên là pin nhiên liệu có thời gian sử dụng lâu hơn 2 vị tiền bối trên.

pin nhiên liệu pem.

cấu trúc pin nhiên liệu và cách hoạt động cấu trúc pin nhiên liệu khá phức tạp và nhiều khác biệt tuỳ loại nhiên liệu sử dụng và thiết bị sử dụng. tuy nhiên, hầu hết các loại pin nhiên liệu đều gồm có 4 thành phần: • Ống chứa nhiên liệu (cell stack) • bộ phận xử lý nhiên liệu • bộ chuyển đổi điện năng • hệ thống phục hồi nhiệt ngoài ra, các hệ thống pin nhiên liệu còn có các thành phần phụ khác để điều khiển độ ẩm, nhiệt độ, áp lực khí và hệ thống thải nước. Ống chứa nhiên liệu (cell stack) Đây là bộ phận quan trọng nhất của pin. tại đây, dòng điện một chiều (dc) được sinh ra từ các phản ứng hóa học. một ô (cell) pin năng lượng không thể cấp đủ năng lượng cho một thiết bị. do vậy mà các cell đơn liên kết lại thành một chuỗi trong ống chứa nhiên liệu. lượng điện sản sinh của từng cell còn tùy thuộc vào vài yếu tố khác như loại chất liệu (metan, kiềm, phốt-pho...), kích thước cell, nhiệt độ hoạt động và áp lực khí được cấp cho cell đó.

pin nhiên liệu kiềm.

pin nhiên liệu axit phot-pho.

bộ xử lý nhiên liệu bộ xử lý nhiên liệu chuyển nhiên liệu qua trạng thái thích hợp cho cell nhiên liệu sử dụng. nếu khí hydro đã được cấp cho cell thì bộ xử lý này không có nhiệm vụ gì hoặc chỉ đơn giản là lọc khí hydro. nếu pin dùng nhiên liệu giàu khí hydro như metan, gas, dầu diesel hay than khí hóa thì sẽ có một giai đoạn chuyển hóa hydrocarbon thành hỗn hợp khí hydro và các hợp chất carbon. trong nhiều trường hợp, sau quá trình này, các chất sau phản ứng sẽ được tinh lọc

lại để loại bỏ những tạp chất như co hoặc lưu huỳnh (s) trước khi hydro được chuyển tới ống nhiên liệu để cung cấp cho các cell, tránh trường hợp có chất xúc tác trong phản ứng hóa học. quá trình xử lý này còn có tên gọi là "nhiễm độc" vì nó giảm tính hiệu quả và độ bền của pin nhiên liệu. vài pin nhiên liệu dùng carbonate nóng chảy và oxide đặc hoạt động ở nhiệt độ đủ cao và tự phản ứng cho ra hydro cung cấp cho cell. tuy nhiên, quá trình tự phản ứng này vẫn cần phải lọc trước khi hydro "sạch" được chuyển đến cell. cách nào cũng hình thành khí co2 nhưng cách dùng carbonate nóng chảy và oxide đặc thải ít co2 hơn.

pin nhiên liệu carbonate nóng chảy & pin nhiên liệu oxit đặc.

bộ chuyển đổi và điều hòa dòng điện bộ chuyển đổi và điều hòa dòng điện tiếp nhận dòng điện sản sinh từ cell và chuyển dòng điện đó phù hợp với thiết bị sử dụng, từ một thiết bị đơn giản cho đến cả một mạng lưới điện ứng dụng phức tạp. hệ thống làm mát cấu tạo của pin nhiên liệu không phải là hệ thống phát sinh nhiệt nhiều nhất. tuy nhiên, vẫn có vài loại cấu tạo pin nhiên liệu hoạt động rất nóng, nhất là loại pin nhiên liệu dùng oxide đặc và carbonate nóng chảy. nhiệt lượng này có thể tận dụng để tạo hơi nước hoặc nước nóng hoặc chuyển thành điện năng thông qua một turbine khí hoặc công nghệ nào đó nhằm tận dụng triệt để nhiệt độ phát sinh. những ràng buộc về sử dụng chất độc hại theo một thống kê, các bãi rác tại mỹ chứa khoảng 2% rác thải điện tử. nhưng trong 2% này chứa đến 70% chất thải độc hại. các chất độc hại này có thể là chì, thuỷ ngân, cadmi. trong quá trình xử lý rác thải không được kiểm soát chặt chẽ như bằng cách đốt, phân hủy các chất độc hại này tác động xấu đến môi trường và sức khỏe của con người. có thể bạn ngạc nhiên với con số: 6% trọng lượng màn hình crt của máy tính chứa chì. trong nhóm chất thải độc hại có một chất có khả năng gây ung thư là polychlorinated biphenyls (pcb). tụ điện, dây pvc, bộ biến áp được sản xuất trước đây chứa một lượng chất pcb rất lớn.

gần đây, có thể bạn đã thấy nhiều biểu tượng rohs (www.rohs.gov.uk/) xuất hiện trên

nhiều linh kiện điện tử hay bao bì sản phẩm. biểu tượng này màu xanh lá, dễ hiểu vì đây là chứng chỉ sản phẩm đạt tiêu chuẩn thân thiện với môi trường. tuy cái "gốc" của chuẩn rohs xuất phát từ anh quốc nhưng ở mỗi khu vực địa lý, chuẩn rohs có những đòi hỏi khác nhau. rohs (restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment) cấm sử dụng các chất liệu độc hại trong quá trình sản xuất sản phẩm, lần đầu tiên được áp dụng tại các nước thuộc nhóm eu kể từ ngày 1/7/2006. các chất độc hại gồm: chì (pb), thủy ngân (hg), cadmium (cd), hexavalent chromium (cr6+), polybrominated biphenyls (pbb) và polybrominated diphenyl ethers (pbde). những chất này được xem là tác động xấu đến môi trường trong quá trình sản xuất cũng như tái sinh sản phẩm. sau khi sản phẩm mới xuất hiện, nhân viên kiểm tra sẽ sử dụng một thiết bị phân tích rohs, còn gọi là fluocent x-ray hoặc là thiết bị phân tích kim loại xrf để "soi" sản phẩm để đảm bảo lượng chất độc hại trên không vượt quá liều lượng cho phép. mỘt sỐ sẢn phẨm, cÔng ty rẤt thÂn thiỆt vỚi mÔi trƯỜng:

theo tổ chức hòa bình xanh (www.greenpeace.org), tính đến tháng 3/2008, samsung và toshiba là 2 công ty dẫn đầu về sản phẩm thân thiện với môi trường (7,7/10 điểm) nhờ vào chính sách tái chế sản phẩm và sử dụng ít chất độc hại trong sản phẩm của họ; trong khi đó nintendo (0,3 điểm) lại nằm cuối danh sách các công ty điện tử. apple là công ty có bước nhảy nhanh nhất khi tháng 8/2006 chỉ đạt 2,7 điểm nhưng đến nay đạt được 6,7 điểm.

asus có mtxt làm bằng vật liệu tái sử dụng, như máy bamboo pc có vỏ làm bằng gỗ tre, dễ dàng cho việc tái chế. Điện thoại di động sony-ericsson t650i được xem là sản phẩm điện tử "sạch" nhất với 5,3/10 điểm của greenpeace; các điện thoại khác chỉ đạt 3,6 đến 4,4 điểm.

rohs chia ra làm 7 dòng sản phẩm thiết bị và các thiết bị như: bo mạch chủ, card đồ họa, máy tính... thuộc nhóm 3 của rohs (xem frame "các mục sản phẩm mà rohs đưa ra"). một số sản phẩm như máy dò radar, các máy sản xuất chất bán dẫn... vẫn chưa được liệt vào nhóm danh mục cụ thể. Ở mỗi nhóm danh mục này có những ràng buộc về các chất sử dụng khác nhau. ví dụ, rohs được cộng đồng các quốc gia châu Âu chấp nhận nên tất cả thiết bị điện tử được sản xuất hay nhập khẩu vào vùng lãnh thổ này đều phải tuân theo chuẩn rohs. trung quốc cũng có chuẩn rohs riêng nhưng cũng dựa trên chuẩn rohs của châu Âu và có hiệu lực trễ hơn, bắt đầu từ tháng 3/2007. nhật bản lại không theo chuẩn rohs mà đưa ra chuẩn riêng có tên j-moss (japanese industrial standard for marking of specific chemical substances) có hiệu lực từ tháng 7/2006. Đài loan có đạo luật ràng buộc

việc sử dụng các chất độc hại, cũng dựa trên tiêu chuẩn của rohs, weee (waste electrical and electronic equipment, còn gọi là e-waste) và elv (end-of-life vehicles). khu vực bắc mỹ có luật riêng là ewra (electronic waste recycling act), áp dụng từ tháng 1/2007. luật ewra cũng dựa trên rohs nhưng ít hạn chế hơn. ví dụ màn hình lcd, crt, plasma theo rohs hạn chế đến 6 kim loại, trong khi ewra chỉ hạn chế 4 kim loại nặng không dùng quá "liều" cho phép: cadmi 0,01%, hexavalent chromium 0,1%, chì 0,1% và thủy ngân 0,1%. tuy nhiên, rõ ràng nếu áp dụng ràng buộc này, các nhà sản xuất phải mỏi mắt tìm kiếm chất liệu thay thế. ví dụ, trước nay, đối với dân kỹ thuật điện tử, nói đến hàn và thuốc hàn là sẽ nghĩ ngay đến các cuộn chì và các mối nối tụ điện trên bản mạch bằng chì. các nhà sản xuất đã nghĩ đến một chất thay thế chì là thiếc. tuy nhiên, khi sử dụng một thời gian, xung quanh mối hàn thiếc xuất hiện các sợi tinh thể thiếc li ti, ảnh hưởng đến các mối nối, rò rỉ và chạm điện. một cách tiếp cận khác là hợp kim thiếc-kẽm và hạn chế được sự xuất hiện của sợi tinh thể.

cho đến nay, có nhiều công nghệ sản xuất tuân theo rohs đã đưa ra những khả năng mới cho sản phẩm nhờ vào việc thay thế chất liệu sản xuất. ví dụ, sản phẩm rohs chịu sốc nhiệt tốt hơn, tránh trường hợp nhiễu chì trên bo mạch, tốc độ truyền tải của nhôm không thua kém các kim loại khác... tổ chức hoà bình xanh đưa ra giải pháp làm sạch môi trường, đặc biệt ở những khu vực được xem là điểm nóng, là những bãi rác bo mạch, linh kiện điện tử. những điểm nóng này xuất hiện nhiều ở trung quốc, Ấn Độ và Đài loan. ví dụ dòng sông erren phía nam Đài loan hiện đang bị ô nhiễm nặng nề (thử thả một con cá vào dòng sông nó sẽ chết sau 2 phút); tuổi thọ trung bình của người dân sống ở vùng này là 50 tuổi và tỉ lệ ung thư là 27%. một giải pháp hiện được dùng nhiều nhất để làm sạch là dùng hỗn hợp hóa chất 75% axit hydrochloric và 25% acit nitric. cũng ví dụ ở dòng sông erren này, người ta đổ trực tiếp hợp chất này xuống dòng sông để làm giảm độ ph. kết quả thu được khá khả quan, hợp chất này tẩy được chì, kẽm, đồng, antimony, cadmium và nickel. theo tổ chức môi trường mỹ, arsenic và cadmium chỉ cần chiếm 1 mg/l đã liệt vào loại nước độc nhưng những khu vực "nóng" ở trung quốc và Đài loan, tỉ lệ này lên đến 12,2mg/l. công nghệ nano cũng bị "để ý” vì bị xem là ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người. quy trình xử lý và các chất liệu mà các công ty công nghệ nano sử dụng được tổ chức svtc (silicon valley toxics coalition) giám sát để đảm bảo không ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. tổ chức này giám sát chủ yếu ở khu vực thung lũng silicon, nơi được xem tập trung khá nhiều công ty và trung tâm nghiên cứu công nghệ nano (khoảng 110). chính phủ mỹ trong năm 2008 đã chi ra 1,44 tỉ usd cho lĩnh vực nghiên cứu này nhưng chỉ bỏ ra khoảng 4% số tiền đó cho các ứng dụng bảo vệ môi trường. tham khảo thêm tại: http://www.etoxics.org. khí hậu đang nóng lên từng ngày, việc bảo vệ và giữ gìn một môi trường trong sạch

không của riêng các công ty sản xuất mà là trách nhiệm của tất cả mọi người. một số công ty đã đưa ra chính sách cho chính nhân viên cũng mình về việc tiết kiệm năng lượng cũng như bảo vệ môi trường. ví dụ gigabyte đề ra một loạt điều khoản như: tắt máy tính và tắt bớt đèn điện trong giờ nghỉ trưa, tắt bớt hệ thống thang máy ngoài giờ cao điểm, không in ấn nếu không thật cần thiết.. giẢi

phÁp

nÀo

cho

trung

tÂm

dỮ

liỆu?

trong xu thế làm "xanh" trái đất, nhiều công ty công nghệ bắt đầu nhận thức rõ điều này. theo công ty năng lượng pg&e (paciffic gas & electric, cung cấp và điều phối điện cho khu vực san francisco và cả thung lũng silicon), các trung tâm dữ liệu mà công ty quản lý trong vùng liêu tốn khoảng từ 400 đến 500 megawatt điện bất kể ngày hay đêm, tăng khoảng từ 50 đến 75 megawatt so với cách đây 18 tháng. từ khi dotcom bùng phát, người ta cần nhiều điện năng hơn. còn theo tổ chức bảo vệ môi trường mỹ, các trung tâm dữ liệu ngốn hết 1,5% lượng điện năng tiêu thụ của toàn nước mỹ, đây là con số khổng lồ. Điều oái oăm là hầu hết trung tâm dữ liệu đều hoạt động không hiệu quả. một vài cách mà tổ chức này đưa ra cho các trung tâm dữ liệu là: tắt hệ thống máy chủ khi không sử dụng, nâng khả năng chịu nhiệt của hệ thống, và nếu được, ở những vùng có khí hậu lạnh, có thể sử dụng khí trời để làm mát hệ thống. còn gartner cho biết trong các trung tâm dữ liệu, các thiết bị mạng thường chiếm đến khoảng 10% lượng điện năng tiêu thụ và nhà quản trị cũng nên tối ưu hoá việc sử dụng các thiết bị này để tiết kiệm điện nhất. một điều nữa là kết nối gigabit ethernet của máy tính để bàn tiêu tốn nhiều điện năng hơn ngõ ethernet thông thường nhưng người dùng chưa chắc tận dụng hết băng thông. một số công ty chọn giải pháp thiết lập phần mềm mạng để quản lý điện năng tiêu thụ cho các máy tính client. các phần mềm quản lý điện năng trên mạng này có giá khoảng 11-25 usd cho mỗi pc. các công ty khác chọn giải pháp thiết lập phần mềm ảo hoá cho máy chủ để chỉ sử dụng một máy chủ vật lý nhưng thiết lập nhiều máy chủ luận lý. vài cách tiếp cận khác như vài công ty đặt ra mục tiêu kiềm chế chi phí xây dựng trạm điều biến điện mới để "gò" nhân viên tiết kiệm điện, không sử dụng quá định mức điện cho phép.