IBM zet chips onder de douche

Ruim drie jaar geleden presenteerde IBM zijn onderzoek naar een koeltechniek die gebruikmaakte van vloeistof in microscopische buisjes. Het bedrijf lijkt dit onderzoek nu weer uit de kast gehaald te hebben, want ook de pas ontwikkelde 'chip cap' maakt gebruik van vloeistoffen in een ragfijn buisjesnetwerk. Op de Power and Cooling for Data Centres Summit stelden de onderzoekers van Big Blue de eerste toepassing van het product voor. Het ontwerp van microscopisch kleine kanaaltjes in de bodem van een koelblok blijkt namelijk uiterst geschikt te zijn om de koelpasta gelijkmatig en flinterdun over de chip te verspreiden. Een andere toepassing is een nieuwe variant van waterkoeling door water door deze kanaaltjes te sturen. Met 'direct jet impingement'-technologie is het de bedoeling dat het water door het koelblok geperst wordt, waardoor in een testopstelling al 370W per vierkante centimeter aan warmte afgevoerd kon worden. Een traditionele configuratie met luchtkoeling kan rond de 75W per vierkante centimeter afvoeren.

Waterkoeling krijgt bij IBM een nieuwe dimensie...

Reacties (46)

[Paul C]

waardoor in een testopstelling al 370W per vierkante centimeter aan warmte afgevoerd kon worden. Een traditionele configuratie met luchtkoeling kan rond de 75W per vierkante centimeter afvoeren.

Hier kan ik me erg aan ergeren, want Watt/cm² opzich is geen goede maat voor koelvermogen. Daar moet minstens nog een specificatie van de delta-t bij. Mijn boxed intel koeler kan namelijk gemakkelijk 370W/cm² koelen, maar dan wel bij een delta-t >100K. Dit is natuurlijk niet reëel toepasbaar bij microelektronica, maar illustreert wel goed waarom dit geen goede maat is. Een koelvermogen in Watt is pas interessant als de delta-t of de maximale temperatuur van het te koelen object en bijbehorende randvoorwaarden is gespecificeerd!

[DannyXP1600]

Ik geloof nooit dat ik de enige ben die geen idee heeft wat een delta-t is. En delta-t > 100K zegt me al helemaal niks. Grappigste is nog dat je een +3 informatief krijgt voor iets wat veel mensen niet snappen. "+3 jij weet vast waar je over praat, maar informatief voor anderen is het niet" zou een betere zijn, maar die kan je niet kiezen in het lijstje.

[wibra]

vergeet niet dat hier wel tweakers zitten die veelal hogere studies gedaan hebben/doen.

delta-t is het temperatuursverschil. En die worden in Kelvin uitgedrukt. Dit komt overeen met graden Celcius. De afstand tussen 2 graden Kelvins is even groot als tussen 2 graden Celcius, alleen ligt de 0-waarde bij Celcius bij het vriespunt van water, waar dit bij Kelvin het absolute nulpunt is (-300°C en een sjiek), d.i. de temperatuur waarbij atomen in een molecule niet meer trillen.

staat mij voor dat je dit zelfs moet gezien hebben in een klassieke opleiding met 3 uur wetenschappen in het 5e jaar van het secundair onderwijs

[The mindkiller]

Ik kom niet verder dan de MTS en het was mij al duidelijk.

.....K voor Kilobyte .....right.....en dat moemt zich een tweaker.

[DutchX]

Er zijn blijkbaar wat mensen die het niet begrijpen.

Het is trouwens delta-T (T = temperature, t = time).

Als iemand er nog vragen bij heeft, ga uit van het meest logische: in dit geval ISO eenheden.

Als je bij een artikel over koeling denkt aan kilo (trouwens kg) dan vraag ik me af wat je bij tweakers doet (ok, iets aardiger: tuurlijk mag je lezen, maar of het verstandig is om te reageren...)

Terug naar de theorie:
Het verschil in temperatuur tussen processor aan de ene kant en omgevingstemperatuur aan de andere kant is wat de capaciteit mede bepaalt. Als de omgeving 20 i.p.v. 30°C is (denk aan afgelopen zomer) dan heeft menig (standaard) koelcircuit het moeilijk.

Erg theoretisch: Als de omgeving 120°C is en de processor bv. 90°C dan is de heat sink immers ook goed in staat de processor te verwarmen!

Echter, zoals meestal zullen er wel afspraken zijn over de omgevingsvariabelen (zoals omgevingstemp.) waarmee de W/cm^2 wordt bepaald.

[humbug]

Delta-t kan van alles zijn. Ik denk vrijwel automatisch aan een tijdsverschil (wat in seconden, minuten maar ook jaren en eeuwen kan zijn) Zonder uitleg over wat je onder "delta-t" verstaat is gebazel over een delta-t van 100K (Kelvin, Kilo of Kilobyte? ) nou niet 1,2,3 begrijpelijk.

Met uitleg wordt het een stuk duidelijker maar claimen dat iedereen met een beetje opleiding zo'n stuk meteen moet snappen is onzin.

[killswitch]

en wat zou dan wel een goede formulering zijn?

[4VAlien]

Een formulering waarbij genoemd wordt onder welke omstandigheden deze waarden gehaald worden, bijvoorbeeld bij 20 graden omgevingstemperatuur en een cpu temp van ~80 graden.

[RocketKoen]

dat betekend een 1200 watt peltier (2x2cm) op je processor

edit, jape:
nee geen 1480, dan brand je processor door. je moet namelijk ook de warmte die je processor produceerd afvoeren.

[Jape]

Zullen wel er 1480 van maken , 4 x 370 =/ 1200

[Verwijderd]

Even om aan te geven hoe groot deze warmte-overdracht is, een lasbrander (acetyleen-zuurstof) heeft een warmte-overdracht in de range van 200-400 W/cm^2.

[Verwijderd]

Ik ben met je eens dat het symptoombestrijding is, maar zolang ik me kan heugen hebben pc's altijd minimaal 1 fan in het systeem zitten... Zelfs mijn oude Commodore 64 werd warm aan de onderkant.

Ik denk niet dat we in de nabije toekomst moeten hopen op pc's die de performance heeft die we nu vereisen, en koel genoeg zijn om niet of hooguit passief gekoeld te kunnen worden.

[Excorio]

Ik zit al tijden te wachten met smart op betere koeling, de rest van de computer-wereld ook natuurlijk.

Maar met de komst van niet mechanische HDD's is eigenlijk alleen onze koeling nog hetgeen dat mechanische is. Als dit weg zou zijn heb je een compleet stille PC. Als daarbij ook het koelingsvermogen verbeterd wordt als in dit artikel dan is er ook weer veel meer ruimte voor snelheids verbeteringen.

Ik juich elke alternatief pogingen tot het koelen van een PC dan ook erg aan!

[Tomatoman]

Een compleet stille pc zul je niet opeens krijgen door waterkoeling. Ten eerste moet een mechanische pomp het water rondpompen, ten tweede moet de warmte met een warmtewisselaar uit het water worden gehaald. Of je nou luchtkoeling of waterkoeling gebruikt, het blijft mechanische koeling. Dat zal nooit helemaal stil zijn.

Dat neemt niet weg dat de oplossing van IBM heel wat meer koelvermogen levert dan traditionele ventilatoren en dat hij behoorlijk efficiënt lijkt te koelen. Wat dat betreft is het zeker een verbetering.

[Fireshade]

Een warmtewisselaar zelf maakt echt geen geluid, hoor.

[Verwijderd]

ik steek mijn hand in het vuur dat 99% van de waterkoelingen water enkel als transport middel gebruiken. Dit wordt hierna gewoon door een radiator gepompt waar het zijn wamte afgeeft aan de omliggende lucht. En als je dat een beetje goed wilt doen zet je er een fan voor om meer lucht door de radiator te laten blazen

[i-chat]

't voordeel is dan echter wel dat je een 120mm of evt zelfs nog grotere fan kunt gebruiken. dus op een veel lagere freq draait dan een 60mm fan, je systeem word er wel IETS stiller van, maar ik denk dat als deze techniek goed werkt je dit vooral goed kunt toepassen in kleine ruimte waar nu vaak waarte transport nog een groot probleem is...

[CrabbyData]

Ten eerste moet een mechanische pomp het water rondpompen,

Als ze die nou ook nog konden vervangen door een passief-geval *geluidsloze cilinders? *

[johnbetonschaar]

Maar met de komst van niet mechanische HDD's is eigenlijk alleen onze koeling nog hetgeen dat mechanische is. Als dit weg zou zijn heb je een compleet stille PC. Als daarbij ook het koelingsvermogen verbeterd wordt als in dit artikel dan is er ook weer veel meer ruimte voor snelheids verbeteringen.

Ik juich elke alternatief pogingen tot het koelen van een PC dan ook erg aan!

Mijn Apple iMac is nu ook al vrijwel geruisloos. Als je niet letterlijk met je oor tegen de behuizing gaat hangen dan weet je alleen maar dat ie aanstaat omdat het scherm lichtgeeft en/of het lampje brandt. Ik heb het ding al meerdere keren per ongeluk aan laten staan omdat ik niet doorhad dat ie nog aan was, en dan staan mijn bed en computer samen in 1 studendenkamertje van 20m2.

[Brupje]

moet zeggen dat mijn nieuwe pc met 4 fans nagenoeg stil is, in tegenstelling tot de oudere 2 fan stofzuiger. Maar goed in mijn huiskamer maar dat beetje geluid ook niet veel uit ;p

[Flagg]

Lijkt me een beetje symptoom bestrijding. Zorg dat de CPU's koeler worden, dat is een echte oplossnig...

[Clavius]

Zorg dat alle auto's maar 10km/u kunnen rijden, hoef je ook geen airbags te ontwikkelen.

[beantherio]

Ik snap de +4 hier niet helemaal. Flagg zegt niet dat je processorsnelheden moet gaan verlagen maar enkel dat je moet voorkomen dat processoren zo warm worden.

[Verwijderd]

uitleggen?

CPU worden zó snel gemaakt dat ze maximaal performen zonder weg te fikken. Ze worden dus alleen koeler door ze minder krachtig te maken. De vergelijking gaat dus wel degelijk op: als je auto's veiliger maakt, gaan mensen er harder mee rijden. Als je CPUs kouder maakt, gaan mensen ze verder overklokken. Die mensen van die CPUs overklokken die noemen ze "productontwikkelaars" bij AMD en Intel.

[BartOtten]

Dat gebeurd ook. Alleen voeren ze het dan net zo lang weer op tot de max bereikt is

[batavier]

Niet helemaal waar, als je CPUs sneller maakt, gaan tweakers ze verder overklokken. De rest van de mensheid (nog steeds een meerderheid) zal dat niet doen.

Snellere processoren hoeft niet te betekenen: warmere processoren.

[BartS12]

Gezien de toenemende belangstelling voor energie consumptie (of toenemende energie rekeningen...) wordt het tijd dat voor processoren het verbruik per standaard berekening wordt opgegeven.

Net zoiets als voor auto's - 1 op 10, maar dan voor berekeningen. SuperPi, maar dan niet de secondes tellen, maar de Joules.

[Ja, natuurlijk is er een trade-off. Hoogstwaarschijnlijk doet de zuinigste processor er geen 10 seconden, maar eerder 10 uur over. Maar dat heb je met auto's ook; je kunt ook een zuinige auto bouwen, die 1 op 100 haalt, zolang je onder de 5 km /uur blijft.... ]

[Koldur]

Beetje een kortzichtige opmerking, bij de huidige fabricage technieken (die zijn echt niet op korte termijn aan te passen) en goede prestaties kan dit natuurlijk niet.

Het is belangrijk reëel te blijven bij dit soort topics!

[Verwijderd]

Ehm, wat denk je van de Core (2) architectuur van Intel? Een vermogen dat de helft is van zijn voorganger (Pentium D) en prestaties die er ver bovenuit steken. Als ze maar willen kunnen ze het best wel zuiniger krijgen!

[CARman]

AMD doet het in mijn ogen nog beter, een X2 4600 komt met een opgegeven TDP van 65 Watt bij vollast niet boven de 44 Watt uit en doet het op gebied van verbruik dan ruim beter dan bv een Intel E6300. Maar inderdaad heeft Intel een enorme stap voorwaarts gemaakt in verhouding tot een 840EE ( TDP 130W ), die onder vollast wel tot 145 Watt verstookte in tegenstelling tot de max 70 Watt die een X6800 ( TDP75W ) nu verstookt.

Mag het wat minder snel dan kun je met een X2 3800 toe, die max maar 25 Watt verstookt, nogal een tegenstelling tot de verwachte verbruiken van ATi en nVidia's top kaarten die binnenkort komen, men verwacht daar vermogens opnames van 180 Watt of zelfs nog meer. Ondertussen staat bijna elke CPU positief in schril contrast met een GPU.

[Verwijderd]

Nu is de vraag wat jij wilt....
Enkel een lagere warmte-ontwikkeling of een lagere warmte-ontwikkeling in combinatie met verbeterde prestaties.
Want als je eerlijk bent ga je moeten toegeven dat op dit moment AMD niet kan tippen aan Intel wat dat betreft....

[Tomatoman]

Inderdaad symptoombestrijding, maar liever een betere symptoombestrijding dan helemaal geen vooruitgang.

Nog meer energiewinst dan koelere CPU's zouden koelere GPU's opleveren. Intel en AMD hebben al heel wat gedaan aan energie-efficiëntere GPU's, maar ATI en Nvidia lijken daar met hun GPU's weinig haast mee te maken. Inmiddels zijn moderne GPU's grotere kachels dan moderne CPU's.

[Verwijderd]

Vergeet ook niet de kosten van het onderzoek naar een energie-zuinige chip.

Als de kosten van een betere koelblok techniek inclusief het onderzoek ernaar lager uitvallen dan de kosten van een energie zuinigere chip inclusief onderzoek, dan is het hoogst waarschijnlijk dat het eerste wordt gekozen.

[Verwijderd]

this reply was sponsored by NUON

[beantherio]

Vindt ik ook. Maar de trend dat de chipfabrikanten hun producten steeds zuiniger maken zal er niet mee op de helling gaan denk ik. Vooral vanuit de markt van mobiele gebruikers en ook vanuit bedrijven die hun stroomkosten proberen te verlagen is er nog steeds enorm veel vraag naar steeds energiezuinigere chips. Dit soort koeling moet je als een aanvulling zien op een oplossing en niet als een oplossing 'an sich'.

[Wilke]

Dan maar hopen dat die kanaaltjes niet dichtslibben na verloop van tijd, zoals bij waterkoeling ook nog wel eens schijnt te gebeuren (door oxidatie, vervuiling van de vloeistof, etc.)

[ultimasnake]

Wauw, indrukwekkende getallen.... iemand meer foto's van deze opstelling? ben wel benieuwd hoe het er uit ziet voor de rest.....

Zal nog wel een tijd duren voordat dit voor osn beschikbaar is anders was het zeker wel een leuk iets om op te wachten...

[Nas T]

Lijkt best wel een slim systeem. De oude techniek zorgde voor verplaatsing van het water door het laten verdampen van het water, en verderop af laten koelen. Punt is: je chip is dus continu warmer dan 100 graden. Voordeel: geen pomp nodig en je kunt enorm hard koelen.
Nu hebben ze dus een pomp, en laten ze het water niet verdampen. Kortom: waterkoeling. Direct jet impignment is een techniek die al bestaat in de waterkoeling van pc's:
het idee is om zeer snelstromende waterstromen in putjes in het koelblok te laten stromen, door het water door kleine gaatjes te persen. Hoe dichter de putjes bij de core, hoe beter, het water kan heel goed de warmte opnemen. Nadeel is dat je waterdoorstroom geremd wordt: grotere pomp.
Om een stille pc te hebben ga ik juist terug naar luchtkoeling: de chips zullen niet noemenswaardig warmer gaan worden op middellange termijn, door de prestaties per watt- race, waar lekkage van energie wordt tegengegaan(wat dus ook niet wordt omgezet in warmte). Daarnaast kunnen de heatpipes het prima af. Een flinke heatpipe-koeler, met een 120mm fan erop die zo'n 900-1000 toeren draait, is zeer stil. En koelt voldoende.
Kijk maar eens naar dit topic: forum: [Cooling] het stille pc topic deel 2

[donzz]

in een heatpipe kookt water ook, alleen gebeurt dat door de onderdruk die in de pipe heerst bij een lagere temperatuur dan buiten de pipe klik

[Verwijderd]

@nas t
voor een efectieve waterkoeling is het helemaal niet nodig dat het water 100 gr/celcius wordt, water verdampt ook al bij bijvoorbeeld 20 gr/celcius zo onstaan bijvoorbeeld regenwolken boven de oceaan verdampt een heleboel water de damp stijgt op en in de hoger gelegen luchtlagen koelt het weer af waarna het water als regen(condens) naar beneden komt