Gå til innhold

Mega-effektive peltier! (ny teknologi)

Stigma

Av Stigma
i Kjøling - Vann og ekstrem

Anbefalte innlegg

Stigma

Stigma

Skrevet
Skrevet (endret)

Kilde: http://www.coolchips.gi/

 

Noen ganger stumper du over ny teknologi i utvikling som er så revolusjonerende at du bare MÅ dele det med noen. Coolships er akkurat en slik teknologi .... vel for oss overklokkere ihverfall :!:

 

For de mindre innvidde, først litt bakgrunn:

 

Til dags dato har vi 2 hovedmåter å pumpe varme fra A til B. Enten brukes det kompressorer eller peltier-element.

 

Kompressorer utnytter at diverse gasser slipper fra seg mye varme når de presses sammen til veskeform. Den kalde vesken kan da sirklueres tilbake til et varmt område, ta opp varme, bli til gass igjen som en konsekvens, sirkuleres tilbake til pumpen (som står i et kaldt område), og komprimeres der. Dette er samme prinispp som i et kjøleskap. Denne metoden har en carnot rate på ca 45%.

 

Hva betyr carnot-raten? Det er et uttrykk for hvor effektiv varmepumpen er. En teoretisk perfekt varmepumpe hadde hatt en carnot-rate på 100% Mer detaljer om dette på kildelinken over.

 

Peltier element opererer via elektron-migrasjon. Uten å gå for mye inn i detaljer, så bruker den strøm for å presse varmen fra en side over på den andre slik at en blir ganske kald, og den andre sidne blir svinaktig varm. Peltier har en carnot-rate på rundt 5-8%.

 

Slik ser et peltier-element ut:

http://www.microplex.no/product.aspx?pid=SWIFT226W&mcat=c200

 

Problemene med kompressorer er:

- De er dyre

- De bråker

- De er store

- De ryker relativt fort ved langvarig bruk pga. slitasje.

Alle som har en vapochill kan være enig i at det eksepsjonelle ytelsen kommer med ganske mange store ufordeler.

 

Peltier elementene har ingen av disse utfordelene (rimelige, helt lydløse, små, varer i åresvis pga. ingen bevegelige deler), men til gjengjeld har de som nevnt over en grusomt dårlig effektivitet.

 

Det betyr at om du skal kjøle ned en CPU med rundt 90watt effekt (som en AMD64 som går på full load), så må du trå til med peltier-element som gjerne forbruker 300watt eller mye mer. Problemet med peltier er altså at varmen fra den varme siden har en stygg tendens til å veldig lett "lekke" over på den kalde siden igjen av naturlige reaksjoner. I tillegg genererer jo peltieret arbeid (med 300W eller mer) massevis av varme. Ved midnre du har veldig bra vannkjøling til å fjerne all denne massive varmen fra peltieret (i tillegg til den du pumpet over) vil det alså veldig fort bli motproduktivt å bruke enda sterkere peltier for økt kjøling.

 

Drømme-situasjonen hadde da vært å hatt et peltier-element med effektiviteten til en kompressor. Enter coolchips !

 

Hva er coolchips?

 

Forenklet kan man si at coolchips er en slags massivt-forbedret peltier. Den pumper varme ved hjelp av de samme grunnprinsippene. Den store forskjellen ligger i at ny teknologi gjør det mulig å lage en slags en-veis isolasjon. Det betyr i praksis at varmen som pumpes fra kald til varm side ikke vil lekke tilbake igjen (eller i veldig liten grad).

 

Så hva betyr det i praksis? La meg gi et lite eksempel som oss overklokkernerder kan relatere til.

 

La oss si vi skal kjøle ned en AMD64 (ca 89W ved max load) til -60celcius for litt ekstremoverklokking. Vanligvis hadde vapochill vært den eneste måten å få til dette på en overkommelig måte. Vi bruker vannkjøling for å fjerne varmen ut av systemet, og vil for denne beregningen annta at vi klarer å holde kjølevannstemperaturen på konstant +40celcius uavhengig av hvilken kjølemetode vi bruker.

 

Obs: Peltier ville i en realistisk situasjon fått mye værre resultater ettersom energimengden som brukes for å drive varmepumpen også må fjernes fra systemet, og gitt at alle tre metodene bruker like store radiatorer f.eks. så ville resultatene for peltier spesielt vært mye værre ettersom kjøleveskens temperatur hadde økt. Det samme gjelder for kompressor, men ikke til like stor grad, da den har likere effektivitetsgrad til coolchips.

 

For å klare å lage -60celcius i vårt tenkte system, så vil vi i en ideell situasjon (med samme forhold for alle 3) kreve:

 

Peltier: 718Watt

Kompressor: 80Watt

Coolchips "peltier": 65Watt

 

Med andre ord blir det med denne nye teknologien praktisk mulig å superkjøle alle de viktige delene i en PC til veldig lave temperaturer, og med et strømforbruk som er vel innenfor det en ekstra-sterk PSU hadde klart å dra unna i tillegg til PC'en. Men hva med ikke-ekstrem kjøling?

 

For de av oss som ikke gidder stresse med å få de dyrebare minusgradene på silikonet vårt gir også coolchips en fin mulighet. Siden som tidligere nevnt varmen har veldig vanskelig for å krype tilbake, hva er den minimale kjølingen vi kunne kjørt vår AMD64 på ved hjelp av coolchips?

 

Igjen tar vi utgangspunkt i en AMD64 som produserer maks 89Watt varme. Vi vil ha den på rundt 60 grader. En helt normal temperatur for en microchip, og ganske normalt i sammenligning med en stock vifte+ribbe kjøleløsning. Vi bruker nå en passiv kjøleribbe, bare pumper varmen via coolchips og lar konveksjon gjøre resten. Regnestykket tar utgangspunkt i at ribben ikke blir varmene enn 80celcius. Dette hadde nok i praksis krevd at det var *noe* luftsirkulasjon i kabinettet.

 

Et raskt regnestykke gir oss at det da vil kreves ca 10watt på et coolchips peltier under disse forholdene for å holde CPU på 60celcius. Selv om denne beregningen nok er unøyaktig, så viser den klart at teknologien gir utrolige muligheter innen støyløse rent passivt-kjølte maskiner.

 

Alternative kjøleribbe temperaturer, og effektkrav under disse situasjonene:

15watt ved ribbe på 90celcius

19watt ved 100celcius

30watt ved 120celcius.

 

Det må bemerkes at regnestykkene her er rent teoretiske, og nok vil avvike en del fra en reell situasjon pga. ikke-ideelle forhold. Det som dog skal være rimelig korrekt er effektivitetsforholdet mellom de forskjellige kjøletypene.

 

Det er mye bra lesning på kildesiden, så jeg annbefaler alle kjølenerder til å ta en titt. Jeg har sendt noen flere forsespørsler til eierene anngående når de regner med teknologien vil være tilgjengelig for oss privatforbrukere, og hvilke produksjonskostnader som estimeres i forhold til gammeldagse peltier.

 

Kanskje dette er passende førsteside-stoff for hardware.no eller overklokking.no ?

 

-Stigma

Endret av Stigma
Lenke til kommentar

Videoannonse

Videoannonse
Annonse
Stigma

Stigma

Skrevet
  • Forfatter
Skrevet (endret)

Om du sjekker nyhets-siden deres, så ser du de har allerede laget prototyper (faktisk satt opp et helt roduksjonsannlegg for prototyping), så dette er reelt.

 

Det som selfølgleig kan bli en faktor er hvor vanskelig produksjonen blir, og derav prissetting. Forhåpentligvis får jeg snart tilbake litt info på forespørselen jeg sendte.

 

Fra en artikkel on Coolchips:

With the new facility, "we can produce in the order of several thousand such sandwiches a month," Bourne said. "The technical issues to be solved before commercial production can begin are almost exclusively to do with packaging, making the chip shock resistant and so on. We don't anticipate any major problems here."

 

The company's first target market will be aerospace and military contractors, the spokesman said. Getting into the wider industrial or consumer market will require finding ways to cut manufacturing costs, and demonstrating aesthetic or environmental advantages of the Cool Chips approach.

 

-Stigma

Endret av Stigma
Lenke til kommentar
Stigma

Stigma

Skrevet
  • Forfatter
Skrevet
Dette hørtes egentlig litt sexy ut :)

 

Kombinasjonen av en coolchip og vannkjøling må jo da bli helt rå! I alle fall om jeg har fortstått riktig..

 

La oss håpe dette treffer markedet kjapt!

Send Skrue et eksemplar for testing!

5240755[/snapback]

 

Ikke om jeg får fatt i en først prææhæ! ~_^

 

-Stigma

Lenke til kommentar
karl-wilhelm

karl-wilhelm

Skrevet
Skrevet

Utrolig tøft, tviler litt på at det kan være så effektivt men det viser seg ettervert.

Eneste som bekymrer meg er at en må ha sånne mengder isolasjon når vi stikker til minus sia på gradestokken.

 

Du nevnte noe med W på en AMD64, hvis en AMD64 bruker 89W så er det en FX57 eller FX55 på full load. Ved stock clock.

Regnestykkene blir sikkert litt mer nøyaktig hvis du bruker den lista her. :)

http://www.de.tomshardware.com/cpu/2004111..._power_load.gif

Lenke til kommentar
Stigma

Stigma

Skrevet
  • Forfatter
Skrevet
Utrolig tøft, tviler litt på at det kan være så effektivt men det viser seg ettervert.

Eneste som bekymrer meg er at en må ha sånne mengder isolasjon når vi stikker til minus sia på gradestokken.

 

Du nevnte noe med W på en AMD64,  hvis en AMD64 bruker 89W så er det en FX57 eller FX55 på full load. Ved stock clock.

Regnestykkene blir sikkert litt mer nøyaktig hvis du bruker den lista her.  :)

http://www.de.tomshardware.com/cpu/2004111..._power_load.gif

5247241[/snapback]

 

Regnestykket var vel kjappt ja. Jeg bare tok max load tallet på en AMD64 fra en PSU-styrke kalkulator, så det er nok i beste tilfellet bare et omtrentlig tall. Innen dette produktet er tilgjengleig til slikt bruk som vi skal ha det til så har vi sikkert fått en ny serie CPU'er uansett. Mulig at vi får et bedre estimat på tilgjengelighet når jeg får svar tilbake, men jeg regner med det fort kan ta en ukes tid ^_^

 

-Stigma

Lenke til kommentar
  • 5 uker senere...

Opprett en konto eller logg inn for å kommentere

Du må være et medlem for å kunne skrive en kommentar

Opprett konto

Det er enkelt å melde seg inn for å starte en ny konto!

Start en konto

Logg inn

Har du allerede en konto? Logg inn her.

Logg inn nå
Gå til emneliste

  • Hvem er aktive   0 medlemmer

    • Ingen innloggede medlemmer aktive
×
×
  • Opprett ny...