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.
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
Adobe Enhance Detail díky umělé inteligenci zvýší rozlišení o 30 % Adobe Enhance Detail díky umělé inteligenci zvýší rozlišení o 30 %
Aktualizace aplikací od Adobe přinesla několik zajímavých vylepšení. Lightroom CC se dočkal chybějících funkcí z klasické verze a všechny programy pak dostaly funkci Enhance Detail. Ta umožní zvýšit rozlišení snímků až o 30 % díky AI.
Dnes, aktualita, Milan Šurkala
Další mohutné investice Intelu, v Irsku to bude 8 miliard dolarů Další mohutné investice Intelu, v Irsku to bude 8 miliard dolarů
V poslední době se dozvídáme o tom, jaké investice v nejbližší době čekají Intel. Mluvilo se již o 11 miliardách v Izraeli, podstatném rozšiřování provozů v Oregonu a nyní to jsou podrobnosti o rovněž již známých investicích v Irsku. 
Dnes, aktualita, Jan Vítek
NVIDIA TU116 vyfoceno, je o třetinu menší než TU106 NVIDIA TU116 vyfoceno, je o třetinu menší než TU106
Grafický čip NVIDIA TU116 se uplatní na grafických kartách GeForce GTX 1660 Ti, které očekáváme už za týden. Můžeme se podívat na to, jak velký je tento čip oproti TU106 z karet RTX 2000. 
Dnes, aktualita, Jan Vítek1 komentář
Astronomové našli ve vesmíru příklad kolize celých planet Astronomové našli ve vesmíru příklad kolize celých planet
Je logické, že ve vesmíru dochází i ke kolizím celých planet, ostatně takovým způsobem měl vzniknout i náš Měsíc a v podstatě i Země. Nyní se ale našel příklad takové kolize i mezi exoplanetami. Podívejme se na systém hvězdy Kepler-107. 
Dnes, aktualita, Jan Vítek
Deska Soyo s H310C podporuje procesory až do generace Skylake Deska Soyo s H310C podporuje procesory až do generace Skylake
Společnost Soyo, o níž se v dnešní době moc často nedočteme, si připravila velice zajímavou desku s označením H310CM-V3H V2.0. Ta totiž podporuje procesory Intel Core 8. a 9. generace, na čemž by nebylo nic zvláštního, ale také 7. a 6. generace.
Dnes, aktualita, Jan Vítek