Toekomst van koeling ligt in kleine belletjes?

X-bit Labs schrijft dat een groep wetenschappers aan de Purdue University een pomploos, op vloeistof gebaseerd koelsysteem heeft ontwikkeld dat zes keer effectiever werkt dan bestaande pomploze systemen. Op dit moment geven de nieuwste processors per vierkante centimeter zo'n 75W aan warmte af en verwacht wordt dat dit de komende jaren zal verviervoudigen. Veel van de huidige koeltechnieken kunnen dan de warmteafvoer niet meer aan of zijn gewoon erg duur. De techniek achter het nieuwe koelsysteem lost beide problemen op, hoewel het nog maar een begin is. Aanpassingen aan het ontwerp moeten de komende tijd meer duidelijkheid geven over de optimale prestaties van de techniek.

Het systeem bestaat uit een metalen plaat, die contact heeft met de chip, met daarin allemaal microscopische buisjes. Twee parallelle buisjes zijn steeds zo met elkaar verbonden dat een lus ontstaat. Door de buisjes stroomt niet-geleidende vloeistof die wordt verwarmd door de chip en daardoor gaat koken. Hierbij vormen zich belletjes, gevuld met damp, die door het ene buisje naar boven drijven. Aan de top worden ze gekoeld door een fan om vervolgens als gecondenseerde vloeistof weer terug te stromen door de andere buis. Enkele problemen die van tevoren verwacht werden bleven uit. Zo waren de belletjes niet te groot voor de buisjes en waren er geen pompjes nodig om de stroom in stand te houden.

Reacties (71)

[mr._Anderson]

Uit een interview met zo'n hoge piet van Intel bleek toch laatst dat ze verwachtte, en alles probeerde om de warmte productie onder de 100 Watt te laten??

Hier zegt men weer dat het verviervoudigt, dat houd inderdaad zo'n 300watt in als hierboven al ergens gezegd word.

Persoonlijk lijkt het me erg raar, omdat dat de stroom rekeningen ook ineens een stuk hoger zullen gaan worden.
Als je het mij vraagt komt die warmte productie echt niet boven de 100Watt uit, in ieder geval voor de komende 5jaar denk ik dat ze nog wel dingen kunnen bedenken om er onder te blijven, en ik vermoed daarna ook. Je ziet namelijk dat men niet alleen maar grofweg de GHZ omhoog schroeft, maar ook de IPC omhoog probeert te krijgen, een mooi voorbeeld is de athlon. Het is dan wel een 2800+, hij draaid maar 2100MHZ ofzo (ik kan er een 100mhz'en naast zitten ), ik neem aan als deze cpu's echt 2800mhz zouden draaien ze nog wel wat warmer zouden worden..

Ook probeert men steeds meer andere factoren in de cpu sneller te maken, de laatste tijd is de FSB flink in trek, en ook het cache geheugen zal mee gaan spelen.

Ik denk niet dat men het erop aan zal komen dat de cpu's 300watt aan warmte af gaan geven, zeg nou zelf, dat gebruikt toch veels te veel stroom, dan zou je minimaal een voeding van zo'n 500watt voortaan in je pc kast hebben moeten hangen?

En deze nieuwe koeling mag dan misschien wel zonder pomp werken, maar al die warmte moet wel ergens heen, dus er komt een GROOT koelblok boven wat zwaar en groot zal zijn om die 300watt af te voeren.

ik geloof er niet in dat het nodig zal zijn voor 300watt,

doch is het een mooie uitvinding die de cpu's op dit moment misshcien wel stressed op 10graden zou krijgen ofzo?? Zonder een dikke pomp en water koeling, en met een stille redelijk grootte fan...

[reactie Zon4jou]
Oke, ik sloeg een beetje door, maar goed, zoals je zegt 21 stressed, OC'ed is natuurlijk ook een hele mooi waarde bij een 4000+ / 4GHZ cpu
[/reactie]

[Verwijderd]

Die 10 graden ga je natuurlijk niet halen. Lager dan de temperatuur van de lucht waarmee je in de radiator de damp weer laat condenseren, kom je niet. Maar OK, stressed 21 graden is een heel mooie waarde.

Het mooie aan dit systeem is inderdaad wel dat het vrijwel geluidloos te bouwen is!

[Verwijderd]

Net een koffie zet apparaat waarbij de strooming ook wordt veroorzaakt door de verhitting van de stof (in dit geval water)

[Molybdenum]

Op dit moment geven de nieuwste processors per vierkante centimeter zo'n 75W aan warmte af

Alleen maar even ter info: als je dit vergelijkt met een doorsnee strijkijzer: die geeft circa 20-30 W per vierkante centimeter!

En een strijkijzer wordt niet heter dan een bepaalde temperatuur, vanwege een thermostaat! Kun je nagaan als je geen koeling hebt! Laat staan bij een processor!

[Verwijderd]

Een tijd geleden stond er iets gelijkaardigs in een van m'n wetenschappelijke magezines.

De vloeistof kanalene werden mee in de chîp gebakken. Er werd methanol als koelmiddel gebruikt en de efficientie zou veeeeeel hoger gelegen hebben... Het was een soort "on chip" microscopisch heatpipe systeem. Het zou ook enorm geschikt zijn voor de Lappys...

[Q-collective]

Het was al een paar keertjes gezegd dat onderdruk niet de manier van doen is, dan rijg je probleempjes met de buisjes die dan plat zijn omdat de druk buiten het buisje groter is dan binnen het buisje
Wat dus veel waarschijnlijker is, is dat ze methanol of ethanol gaan geruiken omdat die stofjes een lager kookpunt hebben dan water (rond de 70 C)

[Verwijderd]

Hmm, heb een beetje mijn twijvels bij de bruikbaarheid hier van. Dit wil dus gaan zeggen dat ze standaard willen gaan werken met waterkoelings systemen in thuis pc. Lijkt mij niet echt een oplossing voor de warmer worden processoren.

[Verwijderd]

Uiteindelijk zal het wel moeten. In het verleden hebben ze dat ook al eens moeten doen, maar toen vonden ze een nieuw soort transistoren uit die veel minder warmte afgaven, zodat luchtkoeling of zelfs passieve koeling weer mogelijk werd.
Ze zullen dus idd moeten gaan zoeken naar een veilige manier van toepassing van waterkoeling... Ofwel moeten ze weer een nieuw soort transistor uitvinden die nog minder warmte gaat genereren, maar dat zie ik niet zo gauw gebeuren.

[Smartie]

Het lijkt nu net alsof jij helemaal in de halfgeleiderswereld zit, door te zeggen dat dat niet waarschijnlijk is. Ik denk dat het best mogelijk is om nieuwe schakelingen te ontwikkelingen, die minder warmte genereren. Als het opweegt tegen het gedoe van waterkoeling dan zeker.

Denk bijvoorbeeld aan nieuwe ontwikkelingen in de optische schakelingen. Het is nu al mogelijk om fotonen in een chip rondjes te laten rennen in een vierkante micron, zodat je een soort minilaser krijgt.
Dus ff doorwerken en we hebben optische transistoren --> weg die stomme coolers.

[arjankoole]

Denk bijvoorbeeld aan nieuwe ontwikkelingen in de optische schakelingen. Het is nu al mogelijk om fotonen in een chip rondjes te laten rennen in een vierkante micron, zodat je een soort minilaser krijgt.

zit wat in, maar ik kan me voorstellen dat bij de techniek die jij omschrijft, veel minilasers ook veel warmte produceren en genereren. Welliswaar minder dan banen van geleidendmatriaal (weerstand van het matriaal veroorzaakt warmte) maar toch.

misschien dat dit een oplossing is die sneller uitvoerbaar is dan optische schakelingen, die vooralsnog niet haalbaar zijn, of onbetaalbaar duur.

[apa]

Denk bijvoorbeeld aan nieuwe ontwikkelingen in de optische schakelingen. Het is nu al mogelijk om fotonen in een chip rondjes te laten rennen in een vierkante micron, zodat je een soort minilaser krijgt.

Natuurlijk zouden PC's dan veel groter moeten worden omdat je nooit geleiders kan hebben met een doorsnede kleiner dan de golflengte van het gebruikte licht...

En veel kortere golflengtes kan je ook maar beperkt halen want anders moet iedereen een zonnebril dragen achter zijn/haar pc; en dat zie ik eigenlijk niet meteen gebeuren

[bille]

wat dacht je van cpu's van levend weefsel? ook een post over geweest laatst als ik me niet vergis..

"ma, kan je nog een nieuwe zweetband halen.. ik wil mijn cpu nog wat verder kunnen klokken"

[I.R. Overclocked]

Door de buisjes stroomt niet-geleidende vloeistof die wordt verwarmd door de chip en daardoor gaat koken.

Het zal dus wel geen water zijn...

[Puppetmaster]

baseer je dat op het kookpunt of op het geleidingsaspect?
1) water geleid ook niet (puur water dus he?)
2) onder een lagere druk gaat ook water bij een lagere temp koken. minder waarschijnlijk dat ze hier zoiets toepassen maar het zou wel mogelijk zijn.

de stelling dat het "dus" wel geen water zal zijn lijkt mij niet helemaal gerechtvaardigd...

[n-i-x]

puur water geleidt ook, maar niet zo goed als vuil water.

[Postman]

Hierbij vormen zich belletjes, gevuld met damp, die door het ene buisje naar boven drijven. Aan de top worden ze gekoeld door een fan om vervolgens als gecondenseerde vloeistof weer terug te stromen door de andere buis.

Dit betekend dus dat je nog steeds een fan nodig hebt op je processor. Tevens zul je dan ook nog iets van een fan nodig hebben aan de andere kant om de warmte die ontstaan is weer af te voeren. Dit levert dus een dubbele hoeveelheid fans op.
Dit lijkt mij dus ook niet echt een oplossing. Veel fans = meer geluid. En met de rage dat iedereen een stille pc wil, is dit ook niet echt goed.

Kan zijn dat ik onzin praat. Tevens kun je natuurlijk meerdere fans gebruiken die langzamer draaien enzo. Maar het is in mijn ogen (nog) niet de vervanger van waterkoeling.

[Verwijderd]

Neehoor, je moet die koeling net zo zien als de huidige processor koeling.
Bij de huidige koeling wordt de warmte getransporteerd naar een groot warmte geleidend blok. Om hier zo veel mogelijk koeloppervlakte te hebben hebben ze gezorgd dat er koelribben op zitten..Logisch. Door een ventilatortje wordt de koude lucht langs deze ribben gestuurd en wordt zo de warmte in het metaal afgegeven aan de lucht.

Dit princiepe is het zelfde. Alleen hier zit een vertaalstap tussen. De warmte van de processor zorgt er voor dat vloeistof wordt verwarmt.
De processor produceert zoveel warmte dat de vloeistof zelfs gaat koken. Dit "aan de kook brengen" kost heel veel warmte, verdampings warmte. De geproduceerde damp gaat automatisch wegens de opwaartse kracht naar boven. (dichtheidsverschil) Hier komt de damp in een U-vormig buisje terecht welke gekoeld wordt met een ventilator. Daardoor condenseert de damp weer door dat de condensatiewarmte door de lucht wordt afgegeven. Hierna "valt" de vloeistof weer naar beneden. De ventilator op die buisjes kan het zelfde worden als die op een reguliere koeler.

Toevallig is de verdampingswarmte exact het zelfde als condensatiewarmte, dus het is eigenlijk niets meer dan het warmte probleem verplaatsen.

Ik denk dat het waarschijnlijker is dat ze die buisjes zo lang gaan maken dat de koeling "buiten" de pc kan. hierdoor ben je niet beperkt aan die kleine, krappe ruimte bij de processor en kan je dus een groter koeloppervlakte aanbrengen.

[Verwijderd]

Veel fans = meer geluid

zie Le_schtroumpf:
Een PAPSTfan van 12cm geeft een enorme airflow bij een laag toerental, zodat je dus bijna geen lawaai hebt.

Maar het is in mijn ogen (nog) niet de vervanger van waterkoeling.

Het is dan ook nog in een beginfase. Als het echter veiliger blijkt te zijn dan gewone waterkoeling, dan zou dit koelingssysteem wel eens kunnen toegepast worden in toekomstige, normale pcs.

[Verwijderd]

verviervoudigen? gewoon 300 watt dus? ben niet zon natuurkunde held maar dat vind ik nogal wat.....

iedereen aan de 600 watt voeding dan maar?

[Verwijderd]

P1/P2 werden vaak met 150-250W geleverd - met 1GHz zaten we al op 300W recommended...
Ik zit nu al op 2x 550 Watt...

Dat een CPU kleiner wordt wil nog niet direct zeggen dat hij minder gaat verbruiken.

Overigens: 70 watt / 1,65 volt = 42 Ampere en dat is behoorlijk - als ze verwachten dat het gaat verviervoudigen, zal waarschijnlijk de Vcore ook lager zijn: 280 watt / 1,25 volt = 224 Ampere...

SOI etc zal wel weer een extra vermindering geven.

Overigens is dit nieuws geen nieuws als nieuwe koeling, het wordt al jaren toegepast: phasechange / heatpipe etc

[Verwijderd]

Dat zal wel meevallen. Doordat nieuwe CPU's met een kleiner procede gemaakt gaan worden, daalt ook het oppervlakte van de CPU. Totale energie consumptie zal dus ongeveer gelijk blijven.

[KBDE]

Klinkt aardig, maar is niks nieuws. Is opzich vrij gemakkelijk zelf te maken, je moet dan alleen ervoor zorgen dat er een flinke onderdruk ontstaat in het gesloten systeem zodat de vloeistof snel gaat koken.

[Olaf van der Spek]

Makkelijk zelf te maken?
Met welke boor wou je microscropisch kleine gaatjes buisjes maken?

[Verwijderd]

[karmaverprutsmode]
Met de boren die je standaard bij de Gamma haalt natuurlijk ! Want: een ECHTE Tweaker kan niet zonder de Gamma !
[/karmaverprutsmode]

[Verwijderd]

Black en Decker boord alles

[Verwijderd]

Door de buisjes stroomt niet-geleidende vloeistof die wordt verwarmd door de chip en daardoor gaat koken.

wat voor vloeistof wordt hier dan gebruikt aangezien het mij niet lijkt dat ze water willen gebruiken (kookpunt 100 C)? En wat voor kookpunt zou die stof dan moeten hebben?

[Domino]

Valt wel mee, als het een gesloten systeem is kan het water met een onderdruk in het systeem gedaan worden.

Krijg je net het omgekeerde effect van een snelkookpan.