Víkendová diskuze: Vývoj chlazení počítačových komponent

[Karel Polívka]

Je před námi konec týdne, proto Vás tímto zveme na naši víkendovou diskuzi s tématem:

Vývoj chlazení počítačových komponent

Chlazení hraje u komponent v posledních letech zásadní roli. Jejich zvyšující se spotřebu doprovázelo zvětšování chladičů, zavádění heatpipe pro odvod tepla, nebo aplikace vodního chlazení. Kromě postupného zlepšování návrhu kvůli vyšší efektivitě se ale jinak nic nového neobjevuje. Dnešní aktualita o chladiči využívajícím iontový vítr by ale mohla znamenat předzvěst menší revoluce. Ať už jsou Vaše názory jakékoli - vyjádřete je, zapojte se s ostatními do diskuze!

Do diskuze se mohou zapojit i neregistrovaní uživatelé. Pro napsání příspěvku stačí stisknout tlačítko "Odpověď", které se nachází u levého okraje této stránky (nad a pod výpisem jednotlivých příspěvků).

[Karel Polívka]

Pro doplnění - o principu technologie chlazení využívající iontový vítr se Jan Vítek zmiňoval už na konci roku 2005 v poslední kapitole článku Technologie současného a budoucího chlazení. Doporučuji nahlédnout, případně porjít celý článek, protože pojednává právě o tématice této víkendové diskuze.

[Mr-Paul]

hmm tak nejspis ten iontovy vitr bude mit neco do sebe..urcite se tesim na nasazeni do masove vyroby a vyrobky...a jinak vodni chlazeni je dle meho lepsi nez vzduchove (vodnika nemam ale planuji ) jsem zvedavy jak se to bude vyvijet..procesory jdou s produkovanym teplem dolu a ted jen jeste grafiky nejak zkrotit pri rozumnem vykonu

[mech13]

zeby se konecne blyskalo na lepsi casy? snad to bude za rozumnou cenu, vypada to slibne

spotreba nam nastesti uz delsi dobu klesa a vzduchove chladice jsou na vyborne urovni, takze nevim jak moc bude spechat nasazeni do praxe.
snad by jen mohl byt problem s temi samochladicimi chipy, kdyby chtel clovek taktovat, asi by se blbe menil chladic za vykonejsi...

jo a jeste me napada jeden hodne zasadni problem, to nevim jak pujde zvladnout: co by se pak delalo s tim mistem po chladich?! zkousel se nekdo zvas podivat jak vypada jeho komp kdyz se sunda chladic z CPU a grafiky? to pak i ta sestava s ctyrjadrem a high-end grafikou vypada jak kancelarsky orezavatko

[vavik2008]

hh jako v Peliskach "...a vyrobci chladicu nebudou mit co zrat!"

[Klingacikx]

Mňa by zaujímalo kedy sa presadia uhlíkové nanotrubičky.
Mech má pravdu ako by vypadala high-end zostava bez poriadneho chladenia ale mohlo by to byť tak, aby sa tam dal pridať chladič v prípade potreby. Aké veľké by boli tie samochladiace chipi?

[johny__g]

A co čipy kterým by vysoká teplota nevadila? Třeba na bázi uhlíku (to je ale hudba budoucnosti, pokud vůbec). Muselo by se nějak upravit PCB aby to nevadilo ostatním součástkám, ale pak by třeba mohl být na cpu malý chladič a jádro by mělo řekněme 150 stupňů.

[S.R.A.B.|.K]

No, ohledne tech chladicu.. Pokud jsem to spravne pochopil, tak na tom cipu stejne zustane "ten velkej kus kovu", pouze namisto tociciho vetraku tam budete mit "staticky iontovy vetrak" (dale SIV ).. Tak me tak napada, ze mozna ten SIV udelaj rozmerove uplne stejne jako dnesni 80mm vetraky, takze by se zarucila zpetna kompatibilita a nemusely by se delat nove chladice...

Jina otazka uz je ale pokud ten SIV neintegruji primo do cipu, jenze to bude asi jeste hodne dlouho trvat...

Petr

[Minor]

U toho iontového chladiče se nějak neudává provozní spotřeba .... ( záměr ? ) taky se mi nezdá reálný provoz z dlouhodobějšího hlediska ( kdo má klasickou televizi doma jistě ví kolik prachu se ochotně na staticky nabitou obrazovku nalepí) statické výboje k tomu .... vidím to bledě. Asi bych budoucnost viděl ve "vodnícíh" s nějakým sofistikovanějším médiem a propracovanějšími výměníky

[Neregistrovaný]

Stále je to o tom samém. Jak odvést teplo od aktivních součástek a udržet je na optimální pracovní teplotě. Chlazení pomocí iontového větru je zajímavá myšlenka, ale pouze do superčistých prostor. V reálných podmínkách nás zbaví hluku ventilátoru a začne nám čistit vzduch od prachu. Pokud máme odvést z PC 200 - 400W tepelné ztráty, musíme prohnat skříní několik metrů kubických vzduchu za hodinu. Pokud budeme chtít chladit, budeme nuceni velmi pravidelně čistit chladící systém od nalepeného prachu, nemusíme si ale kupovat drahé čističky vzduchu, PC to zlvládne jako vedlejší produkt chlazení.
Stačí se podívat jak vypadají chladiče uvnitř normálního PC po několika měsících provozu, a to v něm honí vzduch pouze několik ventilátorů bez jeho ionizace.

[Neregistrovaný]

Že by bylo dobré, aby výrobci chipů usilovali o větší pracovní teploty je jasné. Dokonce ani nejsou třeba nějaké super technologie. Kdysi bylo běžné, že lépe zapouzdřené chipy měly pracovní teplotu až 155 stupňů Celsia (např. řada SN 5400). Zvětšováním integrace však vznikly problémy se stabilitou, které se řešily omezením max. teploty (teplotní optimalizace obvodů byla příliš složitá, nízké napájecí napětí omezuje toleranci obvodů...).

Ze základních principů však vyplývá, že chladit můžeme jen tehdy, bude-li chladicí médium chladnější... Pokud je rozdíl teploty chipu a chladicího média dnes obvyklých cca 20 stupňů, a máme-li uchladit 200 W, tak musí být tepelný odpor všeho, co je mezi chipem a chladícím mediem pod 0,1 st./W. To je prakticky jen tepelný odpor pouzdra a kontaktu pouzdro/chladič.

Zdá se, že při dnešních pracovních teplotách chipů a současných konstrukcích skříní a chlazení jsme na konci cesty. Východiska jsou tato:

1. přestat s honbou za rychlostmi, které přesahují rozumné možnosti současné technologie

2. zvýšit pracovní teplotu chipu

3. zahodit 30 let starý koncept šílené skříně PC a konečně začít využívat celý povrch (z hliníkových žebrovaných profilů) k pasivnímu chlazení chipů (vnější teplota je nižší než vnitřní, velká svislá žebra mohou být mnohem lépe obtékána, mohou být doplněna o heat pipe či vodní chlazení...).

4. teprve potom mají smysl popisovaná zááázračná udělátka. Ale asi jiná, než ta popisovaná.

Představa, že proháním chladící vzduch miniaturními kanálky jistě těší výrobce čistících sad a servisáky (budou mít jistě práce více než dost). Mě už méně. Také z umístění vysokonapěťové korony v bezprostřední blízkosti chipu nepropukám v bezmezné nadšení. Jediné co se mi na tom líbí je, že kdyby snad byl tento princip zaveden, tak se povede kuřákům lépe. Smrad koronou páleného prachu všudepřítomných zááázraků totiž odkloní zájem veřejnosti od nevinné záliby kuřáků...

pavouk

P.S.
Pánové nebojte se. O krásná velká žebra na CPU nepřijdete. Nízký tepelný odpor i v tomto případě vyžaduje velkou teplosměnnou plochu. Tedy žádné centimetrové udělátko nad CPU. Autor vás totiž zmátl. Nepochopil, že "The technology has the power to cool a 25W chip with a device smaller than one cubic-cm..." je "reklamština", která říká, že ono udělátko nahradí malý, nepříliš výkonný ventilátorek. Se základními znalostmi fyziky a trochou myšlení... To však asi chceme po naší technické publicistice příliš.

za Ústav na uvádění PR blábolů na pravou míru
p.

[paria]

A čo peltierové články, za poslednú dobu celkom pekne zlacneli, za !!5ks!! 80W 40x40x3,8mm som dal nedavno 1300Sk !!! Je pravda ze je u nich problém že samotný jeden článok ma realnu spotrebu od 50 W do 80 W a plus že ono sa tie waty objavia v podobe ďalšieho tepla na zohrievanej strane, v horšom prípade ked je peltier slabo chladený aj na tej druhej , ale myslím že s kombináciou "vody" by výsledok pod 10°C na CPU alebo GPU alebo hocičom čo pekne hreje nemal byť problem. Potom mi už vrta v hlave aký prínos by to malo pri pretaktovaní a aj spotrebe lebo z fyziky predsa vieme že vodivosť kovov stúpa so snižujúcou sa teplotou a niekde pri priblíženi sa k 0K (absolutna nula) je vodivost absolutna, cize 0 ohmov, ale toho sa zatial nikto bať nemusi, to sa nedosiahne ani dusikom

[johny__g]

A čo peltierové články, za poslednú dobu celkom pekne zlacneli...

Zato elektřina nám pěkně podražila .... takže jsme tak kde sme byli (s cenou peltiera).

[Neregistrovaný]

Chcete si trocha schladiť svoje PC aj bez prídavných chladičov?
Ja som to vyriešil po svojom.
Využil som stúpanie teplého vzduchu.
Vystrihol som časť spodného plechu PC skrinky v dĺžke MB (šírka CCA 12 cm).
Vyrobil som si poličku (výška cca 10 cm ), na ktorú som takisto vyrezal zhodný otvor.
Bočné otvory na skrinke som zalepil páskou.
Teplo z PC odvádza Zdroj.
Teplota zmeraná podľa sped fan sa znížila na CPU o cca 3 - 4 C. Chladič sa teraz prakticky ani nezapína.
Viem, že SpeedFan nemerá teplotu presne ale to je prakticky jedno teplota je teraz iná ako predtým. Škoda je, že zdroje neodvádzaju teplo cez vrch skrinky ale dozadu a nedá sa tak dosiahnuť " komínový efekt".
Podľa mňa by to bolo oveľa účinnejšie.

[james008]

Ja osobne vidim vyvoj chlazeni spise smerem k pasivnimu reseni...
taky s tim spojene soucastky ktere dle lepsi technologie budou produkovat daleko
mensi mnozstvi tepla.
High endove stroje pak asi budou mit jen case z mohutneho kusu hliniku
a dejmetomu protkane nekolika heatpipe.
Sam mam celohlinikovou skrin a vim kolik to ubralo na teplote :-)

Vetraky podle meho uplne vymizi kvuli hluku a spotrebe.....
Ionove cosi .. jak uz tu nekdo rekl.. bude problem s prachem
a jinymi vecmi ulpivajicimi v mechanizmu :-)

Proste to vidim na pasivy a uplne jinou technologii vyrobu
procesoru ci gpu atd... coz v soucasne dobe jeste neni mozne
kdyz vezmem vykonne sestavy a letni den treba :-)

Co se tyce soucasneho stavu.. myslim ze je to naprosto ok.. mame
uz hodne cpu atd ktere vyzaruji daleko mene tepla nez predesle generace
a k tomu mame tim paedem nove a predimenzovane vzduchove chladice.

Co se tyce vodniku. Nemam je rad kvuli rizikum s touto technologii spojenymi...
proste jakozto cloveku co studoval mikroelektroniku mi spojeni voda ci jina vodiva kapalina
a el obvod zpusobuje vyrazku :-)))