Technologie: Vodní chlazení

Technologie: Vodní chlazení
, , článek
Výkon procesorů jde stále nahoru, ovšem společně s výkonem jde nahoru i tepelná ztrátovost, která u těch nejrychlejších CPU přesahuje i 100W. Tolik tepelné energie se musí z jádra procesoru někam odevzdat. Klasicky na tento úkol postačuje kovový pasivní chladič, kolem něhož proudí vzduch tlačený ventilátorem. Ovšem, jak vodní chlazení ukazuje, jde to i podstatně lépe a hlavně tišeji. Zaměříme se proto na základy vodního chlazení dnešních PC.
K oblíbeným
reklama
Úvod do problematiky

Rozdíl mezi chlazením vzduchem a vodou není tak velký, jak by se na první pohled mohlo zdát. Oboje pracuje v podstatě na naprosto stejném principu ochlazování pasivní části určitým médiem, rozdíl je pouze ve fyzikálních vlastnostech použitých materiálů. Co se týče samotných pasivních částí, zde se materiály mezi vzduchovým a vodním chlazením neliší (až na použití plexiskla u vodního chlazení).





Obr.1 – PC chlazené vodou

Používají se výhradně dva kovy – měď a hliník. U chlazení vzduchem se v současné době přechází z téměř výhradního používání hliníku na měď, popřípadě kombinaci mědi s hliníkem, protože měď má výrazně vyšší tepelnou vodivost, ovšem na druhou stranu je daleko těžší a hlavně dražší. Co se týče vodního chlazení, hliník se využíval hlavně v pionýrských dobách, kdy se vodní bloky dělaly doslova na koleně. Nezřídka se také využívaly pasivy určené původně pro chlazení vzduchem, které se „zakapotovaly“ přiletováním tenkých plechů. Ovšem dnes se vodní bloky vyrábějí téměř výhradně z mědi; hliník je využit jen pro podružné účely, jako je zakrytí vodního bloku.


hliník (Al)
měď (Cu)
poměr měď/hliník
tepelná vodivost (W/m*K)
229
395
1 : 1,72
hmotnost (kg/m3)
2700
8930
1 : 3,3

Nyní se dostáváme k prvnímu velkému rozdílu mezi vzduchovým a vodním chlazením. Použitá chladící média, tedy vzduch a voda se od sebe výrazně liší, co se týče tepelné vodivosti, která je důležitá k přejímání tepla z pasivní části chlazení. Zde je na tom voda 25x lépe než vzduch a právě zde je hlavní důvod, proč je vodní chlazení oproti vzduchovému tak účinné. Ovšem, abych nemystifikoval, chlazení vzduchem se i při přechodu na vodní chlazení jen tak nevyhnete, ale o tom později. Voda má oproti vzduchu také daleko větší tepelnou kapacitu, to znamená, kolik tepelné energie je schopno určité množství vody pohltit. V praxi tato veličina není až tak důležitá, voda se prostě jen déle ohřívá na „pracovní teplotu“.


vzduch
voda
poměr vzduch/voda
tepelná vodivost (W/m*K)
0,024
0,6
1 : 25

Prokousali jsme se přes základní teorii a teď už tedy k principu samotného vodního chlazení. Základním prvkem je tedy vodní blok z mědi, který se připevní na procesor. Skrz tento blok prochází chladící médium – voda, která ho ochlazuje a dále odtéká hadičkami do dalších částí chlazení. Zde je ovšem vidět jedna velká nevýhoda vodního chlazení. U chlazení vzduchem si nemusíte lámat hlavu s tím, jak ohřátý vzduch zase zpátky zchladíte, aby se dal znovu použít. Prostě ho vyženete ven ze skříně počítače. Ovšem voda v chlazení cirkuluje, tudíž musíme zajistit, aby se před opětovným prohnáním vodním blokem alespoň částečně zchladila. Způsobů, jak toho docílit, je celá řada a zmíním se o nich dále v článku.
reklama
Nejnovější články
MIT vyvíjí grafenové zařízení pro výrobu elektřiny z Wi-Fi signálu MIT vyvíjí grafenové zařízení pro výrobu elektřiny z Wi-Fi signálu
Vědci v Massachusetts Institute of Technology pracují na další zajímavé technologii. Mělo by jí být zařízení využívající grafen k výrobě elektřiny převodem ze signálů Wi-Fi a jiných. Telefony by se tak mohly průběžně dobíjet.
Dnes, aktualita, Milan Šurkala1 komentář
Asus VG27VH1B s FreeSync Premium slibuje kvalitní barvy Asus VG27VH1B s FreeSync Premium slibuje kvalitní barvy
Asus přináší na trh v rámci své znaky TUF Gaming nový monitor VG27VH1B s poněkud rozporuplnými specifikacemi. Nejde tak o model, který bychom mohli jen a jen chválit, a tak se podívejme na to, co nabízí. 
Dnes, aktualita, Jan Vítek
Ryzen 9 4900HS: AMD zastínilo Intel už i v mobilním sektoru Ryzen 9 4900HS: AMD zastínilo Intel už i v mobilním sektoru
Na webu se objevily první testy toho nejlepšího mobilního procesoru, jaký AMD nově nabízí, a tím je Ryzen 9 4900HS. Slovo zastínit v titulku je přitom s ohledem na ně snad až příliš mírné, ale posuďte sami. 
Dnes, aktualita, Jan Vítek
Microsoft Edge dostane řadu nových funkcí včetně vertikálních karet Microsoft Edge dostane řadu nových funkcí včetně vertikálních karet
Microsoft oznámil funkce, které se během následujících měsíců dostanou do prohlížeče Edge. Nalezneme mezi nimi karty seřazené na výšku, chytré kopírování zachovávající původní formátování nebo správce hesel, který vás upozorní v případě úniku hesla.
Dnes, aktualita, Jáchym Šlik1 komentář
Office 365 se mění na Microsoft 365 a přináší nové funkce Office 365 se mění na Microsoft 365 a přináší nové funkce
Microsoft se rozhodl rebrandovat své předplatné Office 365. Nově ponese název Microsoft 365 a kromě dosavadních funkcí přinese také pár novinek. Teams získají i funkce pro koncové zákazníky a aplikace Family Safety pomůže ohlídat děti.
Včera, aktualita, Jáchym Šlik