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
Amazon Music útočí na Apple Music, má už 55 milionů předplatitelů Amazon Music útočí na Apple Music, má už 55 milionů předplatitelů
I když streamovací služba Amazon Music není tak známá jako např. Spotify nebo Apple Music, je docela dobře možné, že se v tomto roce stane dvojkou a předběhne službu od Applu. Dosáhla už totiž na 55 milionů platících předplatitelů.
Včera, aktualita, Milan Šurkala
ASML rozjíždí výrobu EUV strojů, příští rok jich plánuje 50 ASML rozjíždí výrobu EUV strojů, příští rok jich plánuje 50
Zaměstnanci nizozemské společnosti ASML se nemusí obávat, že by v nejbližších letech neměli co na práci. O EUV skenery je zájem a ten se bude jen zvyšovat, jak se rozroste i výroba pomocí EUV litografie. 
Včera, aktualita, Jan Vítek
AMD potichu opravilo čtyři závažné bezpečnostní problémy v ovladačích Radeon AMD potichu opravilo čtyři závažné bezpečnostní problémy v ovladačích Radeon
Společnost AMD vypustila do světa ovladače Radeon Adrenalin 20.1.1, které opravují čtyři závažné bezpečnostní chyby, ale o tom se v changelogu nedozvíme. Jedná se však o chyby v knihovně samotných ovladačů. 
Včera, aktualita, Jan Vítek3 komentáře
Vývojáři Half-Life: Alyx odpovídají na otázky, starší tituly můžeme hrát zdarma Vývojáři Half-Life: Alyx odpovídají na otázky, starší tituly můžeme hrát zdarma
Vývojáři VR titulu Half-Life: Alyx se rozhodli, že se nechají zpovídat na Redditu v rámci AMA (Ask Me Anything), takže můžeme očekávat, že se z odpovědí dozvíme řadu novinek. A vedle toho si můžeme předchozí díly zahrát zdarma. 
Včera, aktualita, Jan Vítek
EVGA RTX 2060 KO přichází i s GPU TU104 a ne s TU106, má to vliv na výkon? EVGA RTX 2060 KO přichází i s GPU TU104 a ne s TU106, má to vliv na výkon?
Velice zajímavé věci se dějí nejen mezi novými Radeony RX 5600 XT, ale také mezi kartami NVIDIA GeForce RTX 2060. Některé EVGA GeForce RTX 2060 KO totiž jsou vybaveny čipy, které by jim vůbec neměly příslušet. 
Včera, aktualita, Jan Vítek1 komentář