Chłodzenie mikroprzepływowe zapewnia ogromny spadek temperatur na prądożernym procesorze

Jak schłodzić prądożerny procesor korzystając tylko z wody o temperaturze pokojowej i zmniejszając temperatury o blisko 50%? Naukowcy pokazują możliwą przyszłość w segmencie schładzania podzespołów.

Chłodzenie mikroprzepływowe wykorzystuje układ mikrokanałów, które są elementem budowy procesora, bądź dodane do jego konstrukcji. Izolowane od tranzystorów kanaliki umożliwiają przepływ wody, chłodząc układ znacznie efektywnej, niż tradycyjne metody. Ciepło przepływa w górę z tranzystorów przez materiał interfejsu termicznego (TIM), który czasami może być wykonany z metalu i przez rozpraszacz procesora. Dopiero wtedy ciepło jest odbierane przez podstawę radiatora, lub blok wodny. Mikrokanały pozwalają odbierać ciepło szybciej i skuteczniej. Chłodzenie mikroprzepływowe może być wprowadzone już na etapie produkcji chipu, jednak potencjalne wykorzystanie tego rozwiązania to wciąż odległa przyszłość. Naukowcy chcieli jednak zaprezentować możliwości pomysłu i zmodyfikowali jeden z procesorów Intela. 

Chłodzenie z wykorzystaniem mikrokanalików jest dużo wydajniejsze od tradycyjnego chłodzenia powietrzem, a nawet zestawów AIO.

Żeby zamontować układ mikroprzepływowy na gotowym procesorze, naukowcy usunęli rozpraszacz ciepła i TIM, przeszczepili elementy do specjalnie zaprojektowanego krzemowego wafla nośnego, a następnie wytrawili mikrokanaliki bezpośrednio na górnej warstwie krzemu, który stanowił barierę oddzielającą wodę od tranzystorów.  Następnie włożyli chip i płytkę nośną do płyty głównej i nałożyli kolejną warstwę krzemu na warstwę z mikrokanałami z wytrawionym portem wejściowym i wyjściowym dla samej wody. Na koniec wydrukowali w 3D porty doprowadzające wodę na wierzchu tej ostatniej warstwy.

Naukowcy osiągnęli stabilne częstotliwości robocze do 5,2 GHz w przypadku Cinebench R20 i 4,5 GHz w przypadku Prime95, co stanowi odpowiednio 40% i 21% wzrost w porównaniu z zegarem bazowym procesora Intel Core 8700K wynoszącym 3,7 GHz. Nie jest to wynik, na który warto by było zwrócić uwagę, jednak nie o samo podkręcanie tutaj chodzi, ale o podbicie temperatur. Naukowcy przetestowali zdolność chłodzenia mikroprzepływowego przy różnych temperaturach wody wpływającej do komory mikroprzepływowej. Ich wyniki wskazują na imponujące możliwości chłodzenia we wszystkich badanych temperaturach: 6 ºC, 21 ºC, 34 ºC i 42 ºC. Oznacza to, że ten system można z powodzeniem wdrożyć i znacznie poprawić temperatury robocze, nawet w miejscach o wysokich temperaturach otoczenia.

Zobacz także:

• 80-rdzeniowe CPU Ampere Altra przetestowane i oskalpowane
• Nowy flagowiec NVIDII z imponującą specyfikacją. Nawet 48 GB VRAM, 18176 rdzeni CUDA i 800 W
• Rdzeń chińskiej 21-tonowej rakiety leci w kierunku Ziemi i nikt nie wie, gdzie się rozbije