Comments 12
Так суть в том, что фактически наплавили мини-радиатор на сам чип из порошка? Напоминает идею «нулевой толщины дна» у водоблоков в прошлом.
Фактически лазерная 3д печать на кремниевой подложке. Водоблок получается припаян к кремнию. Правда как я понял, сами каналы тоже из этого же сплава с теплопроводностью в 10 раз меньше меди, что уже нехорошо. Теплопроводность индия в припое, который используется в процессорах, составляет 81 Вт/(м·K), что в два раза выше, чем у данного сплава, так что в целом новизна лишь в нанесении с помощью лазерного спекания.
Водоблоки безо дна, где вода омывает крышку теплораспределителя ЦП (сам кристалл, насколько я помню, никто омывать не пытался), делали. И они оказывались примерно 10 градусов хуже, чем традиционные решения. Ликвидировав одно узкое место — термопасту, сделали другое — гладкой крышке ЦП недостаёт площади, чтобы эффективно отдавать свою температуру жидкости. Но вообще если поверхность теплопередачи отличается каким-то вменяемым рельефом и большой площадью, то узким местом во время теплопереноса становится как раз термопаста. Наплавлением водоблока со сложным рельефом напрямую на кристалл можно добиться отличных показателей, решив обе задачи — увеличить площадь теплопередачи и избавиться от лишнего слоя термопасты. Из пушки по воробьям, конечно, но коль скоро пушки простаивают и палить не по кому…
Родится третье слабое место: об установке на такой ЦП традиционного воздушного кулера можно будет забыть. Да и рынок сбыта таких решений окажется катастрофически мал.
Родится третье слабое место: об установке на такой ЦП традиционного воздушного кулера можно будет забыть. Да и рынок сбыта таких решений окажется катастрофически мал.
Площадь эффективнее наращивать медью в виду большей теплопроводности. А вот канавки над кремнием создать для оптимизации потока жидкости — может и дать какое-то преимущество, но в целом, если припаивать крышку к процессору, то никаких проблем с теплоотводом нет, кристалл защищён и можно установить любой кулер на тот же жидкий металл. И это будет в разы дешевле и эффективнее, чем данная технология.
Ну, куда-бы еще пристроить 3D-печать? А так, дорогая игрушка…
Это позволило снизит температуру чипа на 10°C
Не совсем понятен источник такого снижения температуры?
Стандартно термопаста наносится на радиатор слоем менее 0.2 мм. При прижатии к процессору — лишнее выдавливается и толщина оставшегося слоя в среднем в районе 0.1 мм. Теплопроводность термопасты, которую используют внутри процессора (между кристаллом и крышкой) — 6-8 Вт/м*К. Т.е. не в 7, а в 5 раз меньше, чем новый термоинтерфейс. Дальше идет медь с теплопроводностью 400 Вт/м*К.
И это все до того, как мы вспомним, что процессоры в севере — это даже не всегда 50% тепловыделения. Даже если смотреть на сугубо вычислительные блэйды, 5-10Вт тепла с каждой планки памяти (которых может быть 6 — 12 на процессор), 15-20 Вт чипсет, 15-20 Вт каждый из 10G Ethernet'ов. Ну и да, 5-15% от общего энергопотребления чипов на разнообразные преобразователи и стабилизаторы питания. И городить такое охлаждение для каждого чипа памяти и каждого драйвера VRM — вряд ли кто-то когда-то будет. Так что, заявленные 5% экономии нужно делить еще пополам.
Если учесть, что тот же Xeon начинает тротлиться при температурах ядра больше 100C, то и обещание увеличения срока службы процессоров тоже… чуть-чуть передергивание. Современные процессоры выживают по 5-7 лет в суперкомпьютерах, работая 90% времени с нагрузкой, близкой к 100%, при температурах, близких к троттлингу. Это значит, что в условиях обычных для ЦОДов нагрузок типа 30-60% этот же процессор проживет 15 лет без проблем. Вообще, проблема в последний раз вылезала в конце 90-х годов в процессорах AMD, которые мгновенно сгорали при проблемах с охлаждением.
Ну а во вторых, избавление от фреоновых прецизионников в ЦОДах даст экономию порядка 20-30% электроэнергии. Причем, есть как минимум три разных альтернативных метода, с некоторыми из которых средние затраты на охлаждение ИТ-нагрузки ЦОД становятся менее 5% от ИТ нагрузки (против 20-30% для чиллерных систем с фрикулингом и 40-80% для кондиционеров «прямого расширения»). Но что-то как-то строители и заказчики ЦОДов не спешат внедрять эти технологии и продолжают массово ставить антикварные прецизионники «прямого расширения»…
фононы (квазичастицы, осуществляющие передачу тепла)
Еще пол шага и теплород вернется… Интересно, как его назовут?..
А далеко ходить не надо — посмотрите тесты процессоров после скальпирования и замены жвачки от Intel на жидкий металл к примеру. Да, в максимальной нагрузке, но таки до 10 градусов люди получают. Иногда больше. Так и тут — разница при максимальной производительности.
В серверах условия совершенно другие, нет такого теплового потока, как у настольников.
А в целом да, как-то надуманно и перебор. Что мешает тогда избавиться от крышки вообще, или приклеивать на заводе радиатор/ватерблок вместо него?
А в целом да, как-то надуманно и перебор. Что мешает тогда избавиться от крышки вообще, или приклеивать на заводе радиатор/ватерблок вместо него?
жвачки от Intel
В Интеле, да и в большинстве процессоров «жвачка» производства Shin Etsu. Очень хорошая штука. Очень долго не теряет эластичности и не теряет теплопроводность.
на жидкий металл
«Жидкий металл» — хорошо, конечно, но не для массового серийного производства. И даже это проще, чем на 3д-принтере печатать термоинтерфейс и радиатор.
Так и тут — разница при максимальной производительности.
Разница не просто при максимальной производительности. Эта разница такого масштаба появляется только в случае, если неправильно подобран радиатор и неправильно построена система охлаждения в целом.
Если система охлаждения сделана более-менее нормально, то перепад между воздухом и радиатором — около 10-15 градусов, между радиатором и крышкой процессора — около 5 градусов, между крышкой процессора и кристаллом — еще до 5 градусов. Итого все вместе — до 30 градусов. Это 60-70 градусов на кристалле при 40-градусном «охлаждающем» воздухе. Это еще турбо-буст, обычно, работает. Повышать эффективность в этой системе, которая примерно так работает уже больше 15 лет, есть смысл только при зверском оверклокинге. Но зверский оверклокинг — это не подход для ЦОД.
Нужно просто осознать, что серийный процессор — это достаточно хорошо сбалансированная конструкция, где небольшие компромиссы с точки зрения передачи тепла от кристалла на корпус компенсируются сильно возрастающей живучестью системы в целом.
6-8 Вт/м*К при площади чипа в 2см.кв. и толщине 0.1мм это 15Вт/К, при мощности в 150Вт на этой термопасте как раз и будет 10 градусов. Реальная толщина под крышкой больше кстати, это на крышке уже тонкий слой под кулером. Даже слой припоя там в районе 0.5мм получается, это связано с термическим расширением кремния отличного от меди.
И еще…
Все же в статье идет речь не об увеличении теплопроводности. Т.к. то, что написано в этой цитате — это типа «мы насверлили дырок в кремнии и теперь фононы быстрее выходят наружу! Квази? Какое квази?»…
А в статье, на которую ссылка, написано, что за счет правильной структуры отверстий, на которых фононы «рассеиваются» при движении вдоль одной из плоскостей, возникает 20-ти кратная анизотропия между теплопроводностью вдоль поверхности материала и теплопроводностью «поперек». Что позволяет повысить эффективность термоэлектрических систем на элементах Пельтье.
В случае с оптимальным расположением отверстий, теплопроводность кремниевой пластины возрастает на 30%.
Все же в статье идет речь не об увеличении теплопроводности. Т.к. то, что написано в этой цитате — это типа «мы насверлили дырок в кремнии и теперь фононы быстрее выходят наружу! Квази? Какое квази?»…
А в статье, на которую ссылка, написано, что за счет правильной структуры отверстий, на которых фононы «рассеиваются» при движении вдоль одной из плоскостей, возникает 20-ти кратная анизотропия между теплопроводностью вдоль поверхности материала и теплопроводностью «поперек». Что позволяет повысить эффективность термоэлектрических систем на элементах Пельтье.
Sign up to leave a comment.
Охладить CPU в ЦОД — поможет лазерная 3D-печать