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
Jak se vyvíjí Command & Conquer Remastered? Jak se vyvíjí Command & Conquer Remastered?
Už od loňského října víme o tom, že se v Electronic Arts pracuje na remasterované verzi hry Command & Conquer, která pomohla zpopularizovat žánr real-time strategií (RTS). Dozvíme se něco nového o tomto projektu?
Dnes, aktualita, Jan Vítek
Samsung uvádí CRG5: značně prohnutý a rychlý herní monitor Samsung uvádí CRG5: značně prohnutý a rychlý herní monitor
Samsung si připravil herní monitor, který je vybaven obrazovkou typu VA schopnou pracovat na obnovovací frekvenci až 240 Hz. Její povrch je přitom prohnutý tak, že opisuje část kružnice o poloměru 1500 mm. 
Dnes, aktualita, Jan Vítek
Největší počítačový čip světa vyrobilo TSMC pro Cerebras Systems Největší počítačový čip světa vyrobilo TSMC pro Cerebras Systems
Kalifornský startup Cerebras Systems využil služby společnosti TSMC, aby si u ní nechal vyrobit světově největší logický čip postavený na moderních technologiích. Využije k tomu větší část waferu a skládá se z 1,2 bilionu tranzistorů. 
Dnes, aktualita, Jan Vítek4 komentáře
Autonomní koloběžky KickScooter T60 se samy zajedou nabít Autonomní koloběžky KickScooter T60 se samy zajedou nabít
Sdílené koloběžky nejsou už ani na našich ulicích ničím novým. Provozovatelé ale musí pořád řešit jejich správu, tedy je přemisťovat a nabíjet. Nový Segway-Ninebot KickScooter T60 tohle ale bude umět udělat sám. Bude totiž autonomní.
Dnes, aktualita, Milan Šurkala
Herní monitor HP Omen X 27: TN s kvalitou IPS Herní monitor HP Omen X 27: TN s kvalitou IPS
HP představilo nový herní monitor Omen X 27. Jde o velmi rychlý 240Hz HDR monitor, který využívá displej s technologií TN. Přesto ale zákazníkům slibuje, že nabídne kvalitu obrazu typickou spíše pro IPS displeje.
Dnes, aktualita, Milan Šurkala