Sapphire-kort kjøles med flytende metall

[AndersT2]

Dere snakker hele tiden om beste evne til å lede bort varme. Å kjøle ned så er det vel bedre å tilføre kulde enn å føre vekk varme som er det mest effektive.

[johna]

Kult. Regner med noen kloke hoder som har slike jobber vet bedre enn synsingen vår. Dette fungerer vel kun i et spesielt lukket system?

Regner ikke med du får kjøpt sånt til å helle i vannkjølinga akkurat.

Men det hadde jo vært gull om slikt hadde blitt kommersiellt salgbart,, Da hadde jeg mekka meg egen blokk med direkte kontakt på cpu, slik at metallet hadde fått renne direkte på Cpu,, da hade nok de termiske egenskapene virkelig kommet til rette.

Ikke si fiction,, alt går an,, bare å finne ut hvordan. Ikke lenge siden en Kar sa tidlig på 1900 at alt som kan finnes opp er oppfunnet. (snakk om å basje på leggen)

 

Men hva med Flytende nitrogen i lukket system? har ikke noen prøvd det å?

[ATWindsor]

Dere snakker hele tiden om beste evne til å lede bort varme. Å kjøle ned så er det vel bedre å tilføre kulde enn å føre vekk varme som er det mest effektive.

Jeg skjønner ikke helt hvs du mener her, å tilføre kulde er bare en annen måte å si at man fører vekk varme på.

 

AtW

[baquero]

Varmekapasitet er vel en ting. Men det er jo ikke nødvendigvis bare den egenskapen som gjelder her. Greit nok at vann har best evne til å holde på varmen. Men det kreves relativt mye å kvitte seg med denne varmen igjen. Et metall har sannsynligvis større evne til å kvitte seg med varmen igjen.

Beklager å måtte skuffe deg, men dette er fysikk på ungdomskolenivå: Kraft = motkraft på samme måte som evnen til å oppta varme = evnen til å avgi varme. Insinuasjonen din er altså helt feil.

Det hjelper lite at vann har høyere varmekapasitet når en snakker om varmeledning (altså transportere varme fra GPU). I dette systemet har en tvungen konveksjon og varmeledningen bestemmes derfor av Newtons lov. Her kommer temperaturforskjellen, arealet og væskens varmeledningskoeffesient inn i bildet. En galliumlegering vil sannsynligivs lede varme mye bedre enn vann, men siden det har lavere varmekapasitet vil det også bli varmere.

 

Kan tenkes at de mener at varmetransporten blir bedre. Metall har dårligere kapasitet, men det betyr også at det kan ta til seg varme raskere enn vann. Og dette er et pluss. Se på metallet som en 'motorvei' for varmen smile2.gif

Missforstått fysikk igjen. Jo lavere varmekapasitet jo raskere heves også temperaturen og man får dårligere kjøling. Dere kan jo prøve samme trikset hjemme ved å bytte ut vann med luft i vannkjølingen deres. Viskositeten vil bli lavere og lufta vil strømme raskere, men kjølingen blir mye mye dårligere på grunn av lavere varmekapasitet. For ikke å snakke om at selv pumpa på noen få watt vil svi seg fordi den ikke klarer å kvitte seg med varmen bra nok legre.

Luft og vann har forskjellig varmeledningskoeffisient (ca. 1000 ganger forskjell) slik at denne sammenligningen er ikke gyldig. Dette er også derfor du overlever å stå ute i 15 minutter i 4 °C, men sliter med det samme i vann ved den temperaturen.

[xoop]

Varmekapasitet er vel en ting. Men det er jo ikke nødvendigvis bare den egenskapen som gjelder her. Greit nok at vann har best evne til å holde på varmen. Men det kreves relativt mye å kvitte seg med denne varmen igjen. Et metall har sannsynligvis større evne til å kvitte seg med varmen igjen.

Beklager å måtte skuffe deg, men dette er fysikk på ungdomskolenivå: Kraft = motkraft på samme måte som evnen til å oppta varme = evnen til å avgi varme. Insinuasjonen din er altså helt feil.

Det hjelper lite at vann har høyere varmekapasitet når en snakker om varmeledning (altså transportere varme fra GPU). I dette systemet har en tvungen konveksjon og varmeledningen bestemmes derfor av Newtons lov. Her kommer temperaturforskjellen, arealet og væskens varmeledningskoeffesient inn i bildet. En galliumlegering vil sannsynligivs lede varme mye bedre enn vann, men siden det har lavere varmekapasitet vil det også bli varmere.

 

Kan tenkes at de mener at varmetransporten blir bedre. Metall har dårligere kapasitet, men det betyr også at det kan ta til seg varme raskere enn vann. Og dette er et pluss. Se på metallet som en 'motorvei' for varmen smile2.gif

Missforstått fysikk igjen. Jo lavere varmekapasitet jo raskere heves også temperaturen og man får dårligere kjøling. Dere kan jo prøve samme trikset hjemme ved å bytte ut vann med luft i vannkjølingen deres. Viskositeten vil bli lavere og lufta vil strømme raskere, men kjølingen blir mye mye dårligere på grunn av lavere varmekapasitet. For ikke å snakke om at selv pumpa på noen få watt vil svi seg fordi den ikke klarer å kvitte seg med varmen bra nok legre.

Luft og vann har forskjellig varmeledningskoeffisient (ca. 1000 ganger forskjell) slik at denne sammenligningen er ikke gyldig. Dette er også derfor du overlever å stå ute i 15 minutter i 4 °C, men sliter med det samme i vann ved den temperaturen.

Takk, det var det jeg mente....

[Simen1]

Zirkoniumlegeringer av den typen som brukes i termonukleære anlegg (brensels- og kjølestaver o.l.) er ganske resistente mot korrosjon og intermetalliske reaksjoner med Ga opp til ca 400 grader C, har god termisk ledningsevne og er kommersielt tilgjengelig. Råtipper at dette er brukt til pipework på kortet.

Prisen på zirkonium:

The price of 99.5 % pure zirconium slug is 81.50 € for 100 g.

kilde altså ca 7kr pr gram. Med en rørlengde på 20cm, indre diameter 5mm og veggtykkelse 1mm så vil dette utgjøre ca 300kr.

Endret 20. mai 2005 av Simen1

[Simen1]

Men hva med Flytende nitrogen i lukket system? har ikke noen prøvd det å?

Det brukes en del steder men så vidt jeg vet ikke til å kjøpe CPU'er med. Grunnen er at man må ha en kompressor for å få dette til (akkurat som teknikken i vappochil og kjøleskap). Men til forskjell fra vanlige kjølevæsker så må man ha en mye mye kraftigere kompressor laget i spesielle materialer som ikke blir sprø ved de lave temperaturene. Det samme gjelder alle rør. De kan f.eks ikke være utført i stål for da knekker de som fyrstikker. Det vil altså si at en fasekjøling med nitrogen som kjølevæske ville blitt både alt for stor og alt for dyr. (Trolig i størrelseorden flere tonn og med en prislapp på over millionen)

[Innos]

Hvis det er 65 ganger bedre enn vannkjøling, går den ikke ned i minusgrader da?

[baquero]

Hvis det er 65 ganger bedre enn vannkjøling, går den ikke ned i minusgrader da?

Det vil det antagligvis ikke i dette systemet som det er snakk om, men det er teknisk mulig å få det til.

[iDude]

Kjølesystemet leveres av NanoCoolers og skal ha 65 ganger bedre termiske egenskaper enn vann. Som et følge av effektiv kjøleløsning har man senket støynivået med omtrent 25 prosent, sammenlignet med andre standard ATI-kort.

Dette er i hvertfall elendig science fiction. Det stoffet som har høyest varmekapasitet av samtlige stoffer er tungtvann, tett etterfulgt av vanlig vann. Ingen flytende metaller har i nærheten av så høy varmekapasitet som vann på grunn av frihetsgradene i molekylstrukturen. Varmekapasitet er forsåvidt den viktigste egenskapen til væsker som skal fungere som varmemedium. Viskositet og diffusjonsevnen (termisk og kjemisk) har også litt å si men ikke mye. Og selv om det hadde eksistert en væske med "65 ganger bedre termiske egenskaper" så er det jo rart at de bare klarte å senke støynivået med 25%. Her er mye tvilsomt og uoppklart..

Varmekapasitet er ikke tingen her, varmeledningsevne er tingen. De fleste metall har mye bedre evne til å lede varme enn vann

[Simen1]

Hvis det er 65 ganger bedre enn vannkjøling, går den ikke ned i minusgrader da?

Det kan jo ikke bli kaldere enn romtemperatur så lenge det ikke brukes aktive kjølemetoder (kompressorbasert fasekjøling eller peltier). Hvis det er 65 ganger bedre enn f.eks en kjøler som ellers ville holdt 65°C med en omgivelsesluft på 25°C så vil det si at temperaturstigningen fra romtemperatur og 40°C opp vil reduseres til 1/65. Altså fra 25°C og 0,6°C oppover til 25,6°C. MEN, så var det neppe det de mente i artikkelen. De mente nok at det flytende metallet har 65 ganger bedre termiske egenskaper enn vann. (Det sier altså ingenting om hvor effektivt resten av kjølesystemet er)

[LOZER]

Jeg spør bare _ HVA ER VITSEN? Hva hjelper det? Dert metallet flytter varmen noen centimeter lengere bort. Det blir ikke noe mindre varme og den blir ikke så mye lettere å fjere selv om den flyttes noen tommer

[Simen1]

Varmekapasitet er ikke tingen her, varmeledningsevne er tingen. De fleste metall har mye bedre evne til å lede varme enn vann

Varmeledningsevne spiller ikke så stor rolle når det er snakk om væskekjøling. Da er det den tvungne konveksjonen som hovedsaklig flytter varme fra veggene og inn i væska via turbulent strømning.

[baquero]

Varmekapasitet er ikke tingen her, varmeledningsevne er tingen. De fleste metall har mye bedre evne til å lede varme enn vann

Varmeledningsevne spiller ikke så stor rolle når det er snakk om væskekjøling. Da er det den tvungne konveksjonen som hovedsaklig flytter varme fra veggene og inn i væska via turbulent strømning.

Det er nettopp derfor varmeledningsevnen har mye å si.

 

Edit: Kan jo forsåvidt legge til at strømningshastighet (turbulent strømning gir mindre filmtykkelse på rørveggen) er en viktig faktor. En god i strømningslære (fluiddynamikk) og varmeledning (f.eks. Geankopolis, husker ikke tittelen i hodet) anbefales for de som er interessert.

Endret 20. mai 2005 av baquero

[Simen1]

Varmekapasitet er ikke tingen her, varmeledningsevne er tingen. De fleste metall har mye bedre evne til å lede varme enn vann

Varmeledningsevne spiller ikke så stor rolle når det er snakk om væskekjøling. Da er det den tvungne konveksjonen som hovedsaklig flytter varme fra veggene og inn i væska via turbulent strømning.

Det er nettopp derfor varmeledningsevnen har mye å si.

Nei, jeg tror du missforstår. Varmeledningsevnen spiller ikke så stor rolle fordi det er andre fenomener som flytter varmen fra veggene i kjøleren og inn i væska. Det som er viktig er at varmekapasiteten er høy nok til at ikke all væska blir varm på et øyeblikk og dermed ikke kan ta unna mer varme.

 

Problemet er ikke å få flyttet varmen fra veggene i kjøleren og innover i væska til senter av kjølerøret. (varmeledning) Problemet er å finne ei væske som har høy nok varmekapasitet til at man ikke må pumpe tusenvis av liter i timen for at ikke varmestrømmen ikke skal stoppe opp fordi væska har nådd samme temperatur som GPU'en.

Endret 20. mai 2005 av Simen1

[xoop]

Varmekapasitet er ikke tingen her, varmeledningsevne er tingen. De fleste metall har mye bedre evne til å lede varme enn vann

Varmeledningsevne spiller ikke så stor rolle når det er snakk om væskekjøling. Da er det den tvungne konveksjonen som hovedsaklig flytter varme fra veggene og inn i væska via turbulent strømning.

Det er nettopp derfor varmeledningsevnen har mye å si.

Nei, jeg tror du missforstår. Varmeledningsevnen spiller ikke så stor rolle fordi det er andre fenomener som flytter varmen fra veggene i kjøleren og inn i væska. Det som er viktig er at varmekapasiteten er høy nok til at ikke all væska blir varm på et øyeblikk og dermed ikke kan ta unna mer varme.

 

Problemet er ikke å få flyttet varmen fra veggene i kjøleren og innover i væska til senter av kjølerøret. (varmeledning) Problemet er å finne ei væske som har høy nok varmekapasitet til at man ikke må pumpe tusenvis av liter i timen for at ikke varmestrømmen ikke skal stoppe opp fordi væska har nådd samme temperatur som GPU'en.

Jo, men litt av hensikten med kjøleren er vel det samme som en heatpipe, flytte varmen via væsken til et større areal, for så å kvitte seg med varmen.

 

Og Simen, du pleier å ha gode innlegg, men jeg føler du er i et litt kverulerende humør i dag

Endret 20. mai 2005 av xoop

[H80]

Jeg spør bare _ HVA ER VITSEN? Hva hjelper det? Dert metallet flytter varmen noen centimeter lengere bort. Det blir ikke noe mindre varme og den blir ikke så mye lettere å fjere selv om den flyttes noen tommer

Helt enig. Det eneste man oppnår er jo å få mer effektiv energitransmisjon til kjøleribbene. Dette skal man imidlertid ikke kimse av. Riktignok kan dette ikke erstatte vannkjøling; som muliggjør distribusjon av varmen til f.eks en bilradiator med etter forholdene enormt areal mot luft (plassert på utsiden av kabinettet), men det er et effektivt alternativ til å overføre varme fra en kvadratcentimeterstor kjerne via en heatspreader eller en "stillestående" kjøler.

 

Dersom man ser på metallet som en konstant bevegelig heatspreader, blir flytende metall en effektiv måte å fjerne varme fra kjernen på; forutsatt at man kan lage coatingen mellom kjerne og flytende metall tynn, ekstremt varmeledende og med lav varmekapasitet.

 

Selvsagt har man fortsatt et problem med å få distribuert varmen til et stort areale; går ut fra at det ikke er aktuelt å lage eksterne radiatorer for flytende metall på grunn av lekkasjefaren. Dette kan imidlertid løses med et internt register som bruker flytende metall til å varme opp vann, som igjen frakter varmen ut av kabinettet.

 

Flytende metall vil dermed være effektivt til å flytte varmen noen tommer; samt å distribuere energien over et mye større areale enn kjernen. Og kjerner kommer vel ikke til å øke i størrelse etterhvert som produksjonsteknikken går mot 50nm og under...

[durabit]

Kan det være en løsning med supenderte metallpartikler som menes. Kan egentlig ikke forstå at det skulle gi 25% økning i kjøleevne.

[iDude]

Problemet er ikke å få flyttet varmen fra veggene i kjøleren og innover i væska til senter av kjølerøret. (varmeledning) Problemet er  å finne ei væske som har høy nok varmekapasitet til at man ikke må pumpe tusenvis av liter i timen for at ikke varmestrømmen ikke skal stoppe opp fordi væska har nådd samme temperatur som GPU'en.

I sjiktet helt inn mot veggen vil vel varmeledning kunne være mer viktig for hvordan væska tar opp varme enn hva turbulens vil være. Vil tippe at varmekapasitet og varmekunduktivitet begge er faktorer som må tas med når man snakker om væskens termiske egenskaper i denne sammenhengen.... "Termiske egenskaper" er forøvrig et uklart begrep her

[baquero]

...klippe klipp...

 

Nei, jeg tror du missforstår. Varmeledningsevnen spiller ikke så stor rolle fordi det er andre fenomener som flytter varmen fra veggene i kjøleren og inn i væska. Det som er viktig er at varmekapasiteten er høy nok til at ikke all væska blir varm på et øyeblikk og dermed ikke kan ta unna mer varme.

Det du mener med å " flytte varmen fra veggene i kjøleren og inn i væska", er varmeledning. Denne er beskrevet ved Newtons kjølelov (eller.no) som sier at varmefluksen er proposjonal med varmeledningsevnen til væsken og temperaturforskjellen mellom væske og vegg. Altså har det noe å si hvis varmeledningsevnen i dette tilfellet er ca. 65 ganger bedre.

 

Dette betyr at et flytende-metallsystem har evnen til å ta opp mer varme per tid ved like betingelser. Temperaturen vil riktignok bli høyere i væsken pga. lavere varmekapasitet (og dette reduserer varmeledningen noe siden temperaturdifferansen blir mindre enn for vann), men i dette tilfellet tviler jeg sterkt på at det oppveier effekten av høyere varmeledningsevne.

 

Nå har jeg liten erfaring med vannkjølte komponenter. Hva er typisk temperaturøkning over en prosessor?