On-chip waterkoeling getest door Intel, AMD en Apple

Waterkoeling is niets nieuws; het wordt door velen gebruikt om een al dan niet overgeklokte processor te koelen. On-chip of on-die waterkoeling, waarbij de core van de processor rechtstreeks in aanraking komt met het water, wordt veel minder frequent gebruikt. Toch overwegen Intel, AMD en IBM om deze koelmethode te gebruiken voor hun processors, zo valt te lezen op de website van The Register. Op deze manier willen de processorfabrikanten vermijden dat er steeds grotere koelblokken en fans nodig zijn om de warmte van een processor te verstoken.

Om de warmte optimaal te verplaatsen, is er zoveel mogelijk contact tussen het water en de warmtebron nodig. Om dat probleem op te lossen heeft het bedrijf Cooligy een methode bedacht waarbij de core een extra laag krijgt, die bestaat uit een doolhof van honderden kleine kanalen, waar het water door kan stromen om zo veel mogelijk warmte op te nemen. Met deze techniek zou maximaal 1000W per vierkante centimeter opgenomen kunnen worden.

Het water wordt naar de radiator gepompt met een speciale pomp, die gebruik maakt van elektro-osmose, waarbij het water door een glasplaatje getrokken wordt. Deze methode hebben we eerder al besproken, in tegenstelling tot wat toen beweerd werd zou het eerder al kunnen toegepast worden bij goede resultaten. Het feit dat er geen bewegende onderdelen aanwezig zijn zorgt voor een lange levensduur en tevens een erg laag geluidsniveau. Het systeem is getest in samenwerking met Intel, AMD en IBM. Uit de testresultaten bij Intel bleek dat geen enkel koelsysteem gebaseerd op lucht of water beter presteerde. Dit jaar nog worden de eerste samples naar de PC-bouwers gestuurd. Ook Apple zit niet stil en werkte mee aan het onderzoek.

The Apple connection is interesting since Cooligy's could play a major role in allowing the company to ship G5-based PowerBooks. The 64-bit CPU requires a major computer-controlled cooling system in its desktop incarnation, rendering it effectively useless for mobile applications. [...] Apple has already said it is exploring a range of cooling techniques for future machines, including liquid cooling systems.

Reacties (54)

[Verwijderd]

Als ze allemaal met dezelfde aansluitingen gaan werken en er mogelijkheid is zonder veel dremel-zaag- en boorwerk de rest van het systeem in je case te stoppen kan ik dit alleen maar possitief vinden.
Wanneer er echter zo als meestal 77 verschillende standaards komen is het een systeem zonder veel waarde.

[RetepV]

Als er maar 1 standaard is valt er nog maar weinig te tweaken, is het niet? Dus hoe meer 'standaarden', des te beter .

[Verwijderd]

Lijkt mij een goede zaak.
Bovendien moeten ze ook met iets nieuws op de proppen komen want zoals het nu gaat zijn de bekende heatsink+fan combo's in een jaar of 10 niet meer afdoende om stil en afdoende te koelen.
Tweak mogelijkheden zullen er ook altijd wel blijven, wellicht dat het dan alleen nog wat specialistischer kan maar dan zal de ware tweaker wel opstaan.
Deze ontwikkeling bied naar mijn mening prima vooruitzichten voor stillere en betere koeling bovendien lijkt het vrij eenvoudig ook toe te passen zijn op gpu's.
Zou mooi zijn als ook bijv. Ati aan deze ontwikkeling hun steentje bijdragen.

Ook een mooie bijkomstigheid denk ik is dat met deze technologie ook het stapelen van cpu's een stuk dichterbij lijkt te komen.

Natuurlijk komt een dergelijke koeling alleen in boxed modellen voor.
De ellende zou toch totaal niet te overzien zijn als jan en alleman met waterkoeling zou gaan lopen klooien.
Nee, het wisselen van het hele gebeuren moet echt een peuleschil worden en dat is alleen mogelijk met een boxed cpu.

[GREENSKiN]

Ben ik de enige die ervan baalt dat computers steeds hongeriger naar stroom lijken te worden?
Het lijkt wel of warmteafgifte van de chip geen enkel probleem is, als die warmte maar wegkan.

Het zal wel komen door de enorme concurrentie naar meer GHz'en, maar of die bereikt moet worden ten koste van alles...?

[Brent]

Je bent zeker niet de enige. Ik heb een tijdje terug speciaal op de Athlon XP 2200+ (met T-bred A core) gewacht, omdat die toendertijd veel performance tegen een sub 60 wattage leverde. Als ik nu zie dat 103 watt voor de Prescott niet genoeg is en Athlon 64's ook geen genoegen met minder dan 89 watt, moet ik wel even slikken inderdaad. Ik ben nu aan het kijken of ik blade-server-chips kan gebruiken in gewone desktop systemen omdat ik wattages van rond de 100 echt te gek vind.

[apa]

Als ik nu zie dat 103 watt voor de Prescott niet genoeg is en Athlon 64's ook geen genoegen met minder dan 89 watt

Dat zijn piekvermogens... Het is natuurlijk wel erg veel, maar in de meeste gevallen zal het niet tot zo'n waardes komen.

Toch vind ik dat de fabrikanten er eens aan moeten denken. Daarom vind ik dat Intel goed/nuttig werk levert met de Pentium-M. Ik hoop dat ze snel inzien dat de GHz-rage een té duur grapje wordt en asap de P4 vervangen door de P-M...

[Verwijderd]

Nee, toch niet. Intel vermeld steeds het "gewone" verbruik. AMD daarentegen vermeld het piekvermogen. Do correct me if I'm wrong .


Maar nee, je bent zeker niet de enige. Ik gebruik mijn VIA Epia waar mogelijk, en mijn Tbred B-core voor de rest . (Dat een nog een batterij aan oer-oude hardware).

[Domokoen]

Vergeet ook de VIA C3 Nemiah (1 Ghz) niet, die zijn sub 30 Watt (ik dacht iets van 19 Watt maar ik weet het niet zeker).

[Verwijderd]

Hier wil ik graag even op reageren. Een 286 kon vroeger zonder heatsink draaien. Toen er later een heatsink op een CPU moest waren er waarschijnlijk mensen met de zelfde mening als jij. Nog later kwamen de fan's erop. Wat maakt het uit? Het is een kwestie van wennen en accepteren. Je gaat toch niet moeilijk doen met 2 pc's omdat de een minder stroom verbruikt??

De 100 Watt is een psychologische grens. |et je er gewoon overheen dan komt alles goed

[Verwijderd]

Zonder fan heb je een lekker stil systeem (zonder bakken geld uit te hoeven geven aan een dure waterkoeling), in hartje zomer stook je je kamer niet nóg warmer, een mechanism fannetje kan slijten, kapot gaan en je systeem oververhitten (ik heb het meegemaakt, het geluid was érg prettig ) en vooral qua stroomkosten is het natuurlijk interessant, als je met een 19 Watt VIA af kan (ik draai nu alles op AMD K6-2/333, 1Ghz Nehemiah zou al 3x sneller zijn!), waarom zou je dan een 103 Watt Intel kopen? (Tenzij je zo'n VW Golf-rijdend bigger=better type bent, hetgeen nogal paradoxaal is )

[_JGC_]

Nah, niet zo zeuren, slechts 103 watt

Kijk eens naar de Itanium, en dan in quad of 8-way opstelling, DAT vreet pas stroom

* 786562 Jan

[Prulleman]

Het ligt er maar net aan met wat voor oplossing ze komen, domweg een grotere/snellere fan of grotere heatsink is het inderdaad niet zo netjes. Maar als ze nou de koeltechniek ook verfijnen, zoals in dit geval is het toch niet zo'n probleem....

Volgens mij heeft deze koeltechniek meer voordelen t.o.v. luchtkoeling dan alleen de capaciteit. Zoals bv, geluid en levensduur

[VisionMaster]

De Cray X1 systemen gebruiken op hun multi-core processors (16 cores op 1 cpu-blokje als ik me niet vergis) en die worden onder hoge druk met gedestileerd water bespoten.
Er zijn daar hele aparte druksystemen om niet een druppeltje water op je mobo te laten lopen. Ik vraag me af of ze ook zo iets willen doen. Je moet toch enigsinds die aansluiting op je proc goed water dichthouden inplaats van een 'gesloten circuit koper blokje' er op te monteren.
Ik voorzie een kleiner koelingsapparaat, maar nogsteeds een hoop gehanis met connectors

[Aham brahmasmi]

De waterkoeling met koperen blokjes zoals we die nu kennen zullen, als deze techniek zijn intrede vindt, alleen nog chipsets en gpu's (en hdd's) koelen. Het lijkt mij niet dat er snel commerciële los verkocht zullen worden, aangezien het gaat om "een extra laag over de core". Ik zie dit eerder in een boxed versie van een cpu komen.

Maar wel reuze interessant.

[Paul C]

er is toevallig net een topic op got hot over dit onderwerp aan de gang:
http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/818616

Persoonlijk denk ik dat ze beter met gewoone non-direct-die (zoals het op het al vaker genoemt wordt) voorlopig toch wel zeker ver genoeg komen, want met een beetje efficient ontwerp durf ik te wedden dat je voor weinig geld 200watt/cm2 kunt afvoeren zonder boven de temps uit te komen die Intel als max specificeert.

[Outsync]

Dus, temps van -46 worden gehaald? Want Prometeia is nl ook een koelsysteem

edit: Gemodereerd *quote* met Intel, AMD en IBM. Uit de testresultaten bij Intel bleek dat geen enkel koelsysteem beter presteerde..

GEEN ENKEL staat hier.. Dus je kan er dan toch vanuit gaan mijn post moet dus niet weggemod worden..

[boesOne]

Vraag is wat er met 'beter presteren' bedoeld wordt.
De uiteindelijke 'netto temp' zoals jij zegt, of de hoeveelheid warmte die afgevoerd kan worden zonder dat de cpu op een kritische temp komt.
Ik denk het laatste.

Er staat dat ie tot 1000W aan warmte per cm² kan afvoeren, dat zie ik de prometia nog niet doen.

[Indigo]

Met waterkoeling zal je nooit onder de kamer-temperatuur komen. Dus helaas zal het toch 25 graden blijven, maar als die temp ook wordt behaald bij een zwaar overgeklokte cpu zal het wel interessant worden

[RetepV]

Met waterkoeling zal je nooit onder de kamer-temperatuur komen.

Wel als je je radiator door je raam naar buiten hangt .

[aTmosh]

Met waterkoeling zal je nooit onder de kamer-temperatuur komen.

Ik heb het gedaan, op twee manieren: radiator in koelkast, en direct op de kraan aangesloten. Bij het eerste werd mijn pizza/cola lauw en trok de pomp het op een gegeven moment niet meer vanwege de lengte van de slangen, bij het tweede ontstond flinke elektrische corrosie in/op het koelblok en algengroei in de buizen, bovendien was het lastig met tanden poetsen

Dat was trouwens ook een Senfu kit.

[blade181]

Water kan nooit een temp bereiken van -46 anders zou het bevroren zijn....

Dan zou er stikstof gebruikt moeten worden....dat werkt beter....

Dit is dus heel onlogisch wat je nu zegt.

[burne]

Het is een kwestie van korreltjes zout. Voeg genoeg zout toe, en water blijft vloeibaar bij -46 graden Celsius.

Dus, Boner: je weet wat je doen moet.

[boner]

Ik heb de BINAS ff niet bij de hand, maar ik denk dat je dan wel heeeel erg veel zout in het water moet oplossen.

Kan de chip dat dan wel aan? Zout water is behoorlijk aggressief, en bij die concetratie, zeg maar gerust overconcentratie, zou het wel eens kunnen gan kristalliseren. Dus zitten de kanaaltjes weer verstopt.

Hoe gaat dat icm die osmose pomp?

Al met al een beetje makkelijk gedacht en populistisch opgemerkt.

[Verwijderd]

Prometeia is leuk maar niet om op grote schaal toe te passen...

[off-topic]
waarom staat er altijd zo'n ranzig senfu blokje bij wc gerelateerde nieuwspostings
[/off-topic]

[boner]

met water.

ooit van bevriezen gehoord

[Cergorach]

Ja, maar dan heet het ijs en geen water meer... ;-)

[loadedzz]

Een 210Watt peltier zorgt voor een warmteverschill van 60 graden. Als je de warme kant dmv watercooling dus op +14 graden kunt houden krijg je aan de koude kant inderdaad -46.

[Luxx]

die -46 wordt natuurlijk wel ergens aan de oppervalkte van de heatspreader overgebracht, een waterkoeling die tot diep in de processor kan komen, heeft misschien een hogere oppervlakte temperatuur, maar omdat er geen temperatuurverschillen zijn (alles wordt veel gelijkmatiger gekoeld) kan het best zijn dat de temperatuur diep in de core lager is. Ook zorgen temperatuurverschillen ervoor dat een processor minder lang mee gaat, en verzorgt het instabiliteit.
Als er minder temperatuurverschillen zijn, wordt je systeem dus stabiler (en kan hoger worden geklokt) en de levensduur neemt ook nog eens toe.

[Whuzz]

Ik neem aan dat ze het getest hebben met de standaard koelers die Intel zelf gebruikt, zegmaar de 'boxed' processoren.
En nou ben ik nog nergens een boxed-CPU tegengekomen met een prometia er op

Maar goed, je hebt gelijk, het staat er een beetje krom.

[Verwijderd]

Tja, waterkoeling is de toekomst, of je het nou leuk vind of niet, zoals eerder gezegt, houd het op ten duur gewoon op met lucht koeling. Processors zullen steeds meer Watjes gebruiken en dan wordt water (vloeistof) koeling een noodzaak...

Opzich geen slechte zaak, maar dan moet er wel tijdig een standaard opzet worden die voor zowel AMD als Intel CPU's werkt

[Verwijderd]

Ik ben het er niet mee eens dat processoren steeds meer vermogen moeten gaan gebruiken. Het vermogen verbruiken ze niet voor berekeningen maar door inperfectie, omdat een CMOS transistor "lekt" bij het omschakelen. Betere technologie zou daar wat aan kunnen doen. De centrino technologie laat trouwens al duidelijk zien dat je niet perse veel vermogen nodig hebt voor een hoge rekenkracht.
Alleen ligt de nadruk, zeker bij desktops, op dit moment nog steeds meer op snelheid dan op vermogen.

Ik denk dat dat in de toekomst wel gaat veranderen want het schijnt dat de steeds meer energie vragende computers nu toch een behoorlijk groot steentje beginnen bij te dragen aan het energieverbruik, wat toch ook wel een belangrijke factor is voor huishoudens en bedrijven.

Dat neemt niet weg dat het aantal Watts per vierkante mm hoe dan ook wel zal blijven stijgen wanneer de "die" kleiner wordt. Daar is on-chip waterkoeling, of on-chip peltier elementen of weet-ik-veel-wat-voor-warmte-afvoer-techniek zeker voor nodig in de toekomst.

[Verwijderd]

Posted bij cc bcc:

Dit is toch vreemd, de 1.8 GHz G5 die ik heb gebruikt max 42 watt, da's toch niet zoveel? Het computergestuurde koelsysteem is om de geluidsproductie laag te houden, niet omdat er kernreactorachtige temperaturen bereikt worden.

Waarom denk je dat bij de G5 zowel het front- als rearpanel geperforeerd zijn, de opbouw bestaat uit 4 aseparatw airflows, en er zoveel fans en een enorm koellichaam in de G5 zitten? Niet vanwege het design of om de kast stiller te maken, maar juist vanwege de hoge temperaturen die anders zouden ontstaan. Trek de transparante binnenkap maar es los als de G5 aanstaat, dan wil ie bijna opstijgen. Al ben ik blij dat ie lang niet zoveel kabaal maakt als mijn ouwe G4/400 of de dual G4 1,25 Windtunnel op mijn werk.

[cc bcc]

De verschillende koelzones, de perforaties, grote heatsink zijn niet voor de enorme hitteproductie (want die is de helft lager dan bij moderne AMD en Intel chips) maar juist om goed te koelen zonder al te veel herrie te produceren. Mn G5 is zeker ook stiller dan mn G4 400 (die maar 11 watt gebruikt en waar ik Pabst fans in heb gezet)
Om het artikel staat dat de koeling zo geavanceerd is omdat er zoveel warmte wordt geproduceerd. Dat is dus niet waar. Ze hadden ook een snelle fan op een kleinere heatsink kunnen zetten, geen probleem. De G5 zit qua warmteproductie nogsteeds onder AMD chips van een aantal jaar geleden en zouden ook met simpelere techniek uit die tijd kunnen worden gekoeld.

(het enige wat duidelijk hoorbaar is aan mn G5 zijn de HD en de ATI9800pro)

[Sage]

Misschien dat ze nu iets aan de warmte willen doen die de 'Book's van Apple toch wel maken. Ook al zijn ze stukken zuiniger, ze worden aardig heet.
Ik weet alleen niet of dat komt door de proc of door de HD.
Als het door de proc zou komen is dit een goede oplossing aangezien de processor dan op een nog lagere temperatuur zijn werking kan doen en het water op een andere locatie zijn warmte kwijt kan. Geen last meer van een hete onderkant.

Maar dit klopt alleen als het waar is als de proc voor de meeste warmte zorgt. Wat ik dus niet zeker weet.

[Metal Baron]

Zoals cc bcc al zegt is dit design nieteens strikt noodzakelijk maar vooral om de geluidsproductie zo laag mogelijk te houden. Bovendien ook met het oog op de toekomst lijkt me zo.

Die koellichamen van de G5 hadden misschien zelfs wel kleiner gekund, maar volgens mij hebben ze die gewoon over de breedte van de kast uitgetrokken omdat die ruimte toch beschikbaar was en het natuurlijk voordelig is dat dan toch te doen.

edit:
was als reactie op outrage bedoeld

[cc bcc]

The Apple connection is interesting since Cooligy's could play a major role in allowing the company to ship G5-based PowerBooks. The 64-bit CPU requires a major computer-controlled cooling system in its desktop incarnation, rendering it effectively useless for mobile applications. [...] Apple has already said it is exploring a range of cooling techniques for future machines, including liquid cooling systems.

Dit is toch vreemd, de 1.8 GHz G5 die ik heb gebruikt max 42 watt, da's toch niet zoveel? Het computergestuurde koelsysteem is om de geluidsproductie laag te houden, niet omdat er kernreactorachtige temperaturen bereikt worden. De dual 2 GHz G5 zal wel meer warmte produceren maar zal toch niet warmer worden dan bijv de Dell dual xeon die ik op mn werk gebruik. (redelijk stille machine overigens)