Иммерсионное охлаждение высокой мощности

    Современные электронные компоненты с каждым годом работают все быстрее. Растут скорости, растет потребление и тепловыделение. Современные тенденции иммерсионного охлаждения процессоров и видеокарт все больше входят в нашу жизнь.

    На рынке присутствуют множество предложений систем иммерсионного охлаждения, однако при первом знакомстве их принципиальные различия не так легко определить. Мы провели сравнение технологий опытным путем и выявили их недостатки и преимущества.

    Перегрев оборудования как бич современной электроники


    Каждый знает, что современная электроника работает от электрической силы. В таком устройстве есть либо батарейка, либо его нужно включать в розетку. И всех их объединяет ещё одна общая черта — они нагреваются. Например, современные телефоны активно выделяют тепло при выполнении ресурсоёмких задач: играх, записи видео высокого качества и т.д., а геймеры знают, что для бесперебойной работы их мощных компьютеров нужны большие и производительные кулеры.

    Электрический ток от источника питания проходит через микросхемы, состоящие в основном из полупроводников сложной структуры. Полупроводник – это некий материал, который частично проводит электрический ток, а частично нет. Его проводимость зависит от напряжения, температуры и других условий.

    Если взять несколько разных полупроводников и расположить их в три слоя, можно добиться неожиданного результата. Если подать напряжение на 1-ый и 3-ий слой, ток через такой “бутерброд” не протекает. А если же пустить совсем небольшой ток по 2-му слою, то между 1-ым и 3-им слоем ток начинает протекать почти беспрепятственно.

    Прибор, действующий по указанному принципу, называется транзистором. Сейчас его структура, разумеется, является более сложной, но правило осталось тем же — управление протеканием тока за счёт управляющего затвора. Этот эффект можно сравнить с водопроводным краном.
    Особое внимание в работе транзистора уделяют процессу перехода из закрытого состояния (ток не течёт) в открытое (ток течёт беспрепятственно). Здравый смысл подсказывает, что переход из одного состояния в другое не может быть моментальным, и занимает хоть и очень короткий, но всё же не нулевой отрезок времени. Именно в момент переключения между этими состояниями ток проходит плохо, что и вызывает нагрев транзистора.

    Современные процессоры работают на частотах до 4 ГГц, это означает, что транзисторы в процессоре совершают 4 000 000 000 переключений в секунду! И каждое такое переключение вызывает нагрев прибора.

    Именно по этой причине при разгоне процессора (оверклокинге) процесс нагрева проявляется особенно сильно.

    Для отвода тепла к поверхности процессора применяют радиатор с вентилятором. Вентилятор продувает рёбра радиатора холодным воздухом и отводит тепло, выделяемое процессором. Такой подход наиболее прост в использовании, поэтому он и получил массовое распространение.

    Развитие электроники привело к тому, что с каждым годом скорость процессоров и количество транзисторов стремительно увеличивались, а размер процессора неизменно оставался на прежнем уровне. Сравните процессор Intel 486 со скоростью 33 МГц и современный Intel I7 с скоростью 3,8 ГГц. Размер — тот же, скорость — намного выше, а, значит, выше электропотребление и тепловыделение.

    Необходимо отметить тот факт, что для корректной работы транзистора его температура должна оставаться низкой, иначе он начинает проводить электрический ток даже тогда, когда от него это не требуется. Получается, что чем быстрее процессор, тем больше он нагревается, и тем выше шанс того, что транзисторы внутри него будут работать некорректно. Такой эффект наблюдается, например, при оверклокинге и выражается в виде знаменитого “синего экрана смерти”. Когда процессор обнаруживает сбой в собственной работе, ОС останавливает его работу, а пользователю демонстрируется синий экран с информацией о текущем состоянии. Если продолжать эксплуатацию в таком режиме — высока вероятность того, что хотя бы один транзистор из нескольких миллиардов сломается. Это приведет к регулярным сбоям в работе и невозможности использовать такой процессор в дальнейшем.

    Именно поэтому так важно использовать хорошие системы охлаждения и эксплуатировать электронику в заданном температурном режиме. Погоня за скоростью может привести сначала к случайным зависаниям, а потом — и к постоянным, с дальнейшей поломкой процессора.

    Этот принцип распространяется, в первую очередь, на современные CPU — и особенно GPU. Из-за разницы в архитектуре двух этих вычислительных устройств нагрев GPU получается более сильным — просто потому, что при работе используются почти все транзисторы, имеющиеся внутри. Средняя мощность топового CPU составляет 90 Вт, а GPU — 200 Вт. Поэтому радиаторы современных видеокарт по размеру намного больше радиаторов центральных процессоров.

    При охлаждении больших вычислительных мощностей возникают дополнительные сложности. Мощность серверного оборудования, расположенного на одном квадратном метре, крайне высока, и составляет десятки кВт. К тому же необходимо поддерживать постоянный микроклимат, без колебаний температуры и влажности. Рассмотрим внимательно определение слова «влажность»: концентрация молекул воды на единицу объема воздуха; при определенных обстоятельствах влага может конденсироваться и превращаться в воду, которая очень хорошо проводит электрический ток — что очень опасно для электроники. В серверных также имеется ещё один враг — пыль, которая забивает радиаторы и существенно снижает эффективность охлаждения.

    Традиционные и альтернативные системы охлаждения


    Даже несмотря на все указанные сложности, производители современного серверного оборудования по-прежнему продолжают использовать воздух для отвода тепла. Почти все современные серверные спроектированы под воздушное охлаждение, с разделением на холодные и горячие коридоры. Для обеспечения климатических условий в течение всего года устанавливают мощные климатические установки, в состав которых входит кондиционеры. Такие установки сами по себе потребляют много электроэнергии и, как это не парадоксально, сами же выделяют много тепла. И это решение, к сожалению, распространено массово.

    Альтернативные технологии воздушного охлаждения — это фрикулинг. Воздух поступает извне и продувает серверную, свободно уходя наружу. При таком подходе снижаются затраты на оборудование, но данное решение не подходит для жарких стран. К тому же, воздух остаётся запыленным, а его влажность соответствует влажности на улице, что сопровождается колебаниями как влажности, так и температуры внутри объекта.

    Иммерсионная система охлаждения


    Сравнительно недавно получили популярность технологии иммерсионного охлаждения. Разработки на эту тему велись давно, так как сама технология уже не нова, однако сейчас её востребованность растёт необычайными темпами.

    Слово «иммерсионное» означает «погружное». Это значит, что вся электроника, все платы сервера, процессор, видеокарты, блоки питания и жёсткие диски полностью погружены в жидкость. Естественно, что эта жидкость диэлектрик и не проводит ток — иначе работа электроники была бы невозможна. При дальнейшем анализе предлагаемых решений становится ясно, что иммерсионное охлаждение бывает разным, с фазовым переходом и без. Эти типы охлаждения отличаются не только своим физическим принципом, но и обладают существенными различиями при эксплуатации.

    Так, минеральное масло использовалось для охлаждения силовых трансформаторов на подстанциях очень давно. Это вещество отличается отсутствием электрической проводимости и достаточной теплоёмкостью. Также можно отметить его низкую стоимость.

    Жидкость Novec компании 3M для двухфазного охлаждения, в противовес минеральному маслу, используется относительно недавно. Она тоже не проводит электрический ток и обладает низкой теплоёмкостью. Удивительно, но эффект охлаждения с её помощью достигается за счёт кипения. Для более детального разбора этого явления нам понадобится вспомнить законы физики.
    Нагрев жидкости происходит за счёт передачи энергии от более тёплого объекта к более холодному. Количество энергии, или количество тепла, измеряется в Джоулях. Один Джоуль — это эквивалент нагрева тела при помощи 1 Вт в течение одной секунды.

    Таким образом, видеокарта выделяет 200 Вт * 1 с = 200 Дж тепла, если она проработала всего одну секунду. За минуту карта выделит 200 Вт * 60 с = 12 кДж тепла. Второй вопрос, который возникает при этом — это температура. На сколько изменится температура видеокарты при таком нагреве? Изменение температуры будет зависеть от теплоёмкости того объекта, который мы греем, и его массы. Вполне очевидно, что стакан воды в чайнике закипает намного быстрее, чем полный чайник.

    Представим, что мы пытаемся нагреть одной видеокартой 1 литр воды. Вес 1 литра воды составляет примерно 1 кг. Теплоёмкость воды равна примерно 3800 Дж/кг/К. Это значит, что для нагрева воды весом в 1 кг на 1 градус Цельсия потребуется 3800 Дж энергии. Сопоставим это с мощностью нашей видеокарты и получим 12000 / 3800 = 3,15 градусов Цельсия. И это — всего за минуту! Простыми вычислениями можно установить, что через 10 минут вода нагреется на 31°С. Естественно, такой процесс не будет продолжаться вечно. Так что, если пренебречь теплопроводностью материалов, вода нагреется до 85–90 градусов, после чего видеокарта перегреется и зависнет.

    Если доработать наш эксперимент и через 10 минут заменить нагретую воду на холодную, то процесс нагрева начнётся заново. В этом случае перегрева карты не наступит. Конечно же, менять воду каждые 10 минут неудобно, и приходит мысль протянуть трубы, по которым будет поступать холодная вода, а нагретая — будет вытекать. Такие жидкостные системы охлаждения существуют и продаются во многих компьютерных магазинах.

    Давайте вернёмся к иммерсионному охлаждению минеральным маслом. Для этого в наших расчётах нужно изменить теплоёмкость и массу вещества. Вес 1 литра масла чуть меньше литра воды и составляет 0,85 кг. Теплоёмкость равна 1800 Дж/кг/К. Значит, для нагрева литра масла нужно 0,85 кг * 1С * 1800 Дж/кг/К = 1,5 кДж энергии. Значит, видеокарта за 1 минуту нагревает масло на 12000 / 1500 = 8 °С. Это намного больше 3,15 °С. Однако, у данного метода имеется большое преимущество — ему не нужны трубы для подвода и отвода жидкости к каждой видеокарте. Можно просто положить несколько видеокарт в одну ванну и залить их минеральным маслом.

    Проблема перегрева самого масла в нашем случае также никуда не уходит. Как только масло прогреется до температуры видеокарты, оно больше не будет забирать тепло, и начнется перегрев оборудования. Придется опять каким-то образом подавать холодное масло и забирать горячее.

    Можно было бы использовать простое решение: большая ёмкость холодного масла и ёмкость для хранения уже нагретого масла. Естественно, установка таких огромных цистерн экономически нецелесообразна, поэтому нам придётся пускать масло по замкнутому контуру и охлаждать его за пределами иммерсионной ванны. Для этого потребуется дополнительная установка радиатора снаружи, где его будет обдувать более холодный воздух. Обеспечение продувки уличным воздухом вполне закономерно: холодного (по сравнению с температурой масла) воздуха на улице много, а горячий воздух уносится ветром.

    Но за сколько радиатор охладит 1 м3 воздуха на те же самые 8 градусов? Ведь, произведя расчеты, мы обнаружим, что для охлаждения одной видеокарты необходимо около 1 литра холодного (остуженного) масла в минуту; при этом масло будет успевать прогреваться на 8 градусов. То есть радиатор должен быть таким, чтобы охлаждать холодным воздухом масло как раз на 8 градусов.

    Еще один важный элемент, который остался за пределами наших расчетов — это насос. Требования к нему предъявляются намного проще — обеспечить циркуляцию 1 литра масла в минуту. Отдельное внимание нужно уделить вязкости масла. Понятно, что из-за меньшей вязкости 1 литр воды пройдет по трубам и через радиатор намного проще, чем 1 литр масла. То есть нам потребуется либо мощный насос, либо большие трубы и радиатор.

    Давайте теперь представим, что теперь у вас не одна, а хотя бы 100 видеокарт. Это уже 20 кВт тепла и 12 000 000 Дж энергии в минуту. Тогда при равных условиях насос должен прокачать уже 100 литров масла в минуту. Представьте, какие же сложности возникают, когда в системе 1000 видеокарт…

    Перейдем к двухфазному иммерсионному охлаждению жидкостью Novec. Очень часто можно услышать, что она дорогая, очень летучая, легко испаряется и т.д. Конечно же это так, ведь принцип её действия совершенно иной. При нагреве этой жидкости выше 61°С происходит её испарение. Однако, при этом с ней не происходит ни нагрева, ни охлаждения. При прогревании всего объёма жидкости после запуска по достижении ею 61°С температура просто не повышается. Это кажется абсурдным, однако, это так. Процесс испарения (кипения) сам по себе является очень энергозатратным. Пожалуй, этот процесс можно сравнить с ощущениями человека, который купается летом и выходит из воды. В воде ему тепло, а на ветру становится холодно. Причина этого явления — испарение воды с поверхности тела.

    Схожим образом Novec испаряется с горячих поверхностей микросхем и забирает с собой часть тепла. Для испарения 1 г Novec потребуется около 120 Дж. Это значит, что видеокарта 200 Вт испарит за 1 секунду около 2 г жидкости. А за минуту — всего 120 г. Эффективность отвода тепла за счет кипения крайне высока, а размер радиатора для отвода 200 Вт тепла может составлять всего 3-4 см2. Фактически, радиатор практически не нужен.
    Как и минеральному маслу, данной системе требуется охлаждение жидкости. Для этого вы можете подливать 120 г жидкости из огромной цистерны каждую минуту. С другой стороны, при стоимости жидкости около 100 $ за литр такая цистерна выходит очень-очень дорогим решением. Поэтому совершенно естественно пойти другим путём — организовать замкнутый цикл с внешним охладителем.

    Конденсация паров жидкости


    Испарение — это переход вещества из жидкого состояния в газообразное. То есть получается, что Novec после закипания не исчезает без следа, а становится газом, который скапливается над поверхностью жидкости в виде тумана. Что, если этот туман охладить? Установим внутри несколько труб и пустим по ним холодную воду. Газ начнет на них конденсироваться и образовывать капли, которые объединятся в струи жидкости и стекут обратно. Таким образом, Novec никуда не будет уходить и останется внутри системы без каких-либо потерь.

    Процесс конденсации является полной противоположностью испарению, здесь всё происходит в обратном порядке. Что касается энергии, то её необходимо забирать у газа ровно в том же объеме, что и при испарении. Естественно, холодные трубы будут нагреваться, а мощность нагрева будет ровно такая, которая выделялась видеокартами при кипении.

    Для эффективной работы системы двухфазного иммерсионного охлаждения нам нужно постоянно охлаждать трубы. Самое простое и эффективное решение — пустить по ним воду, которая будет охлаждаться радиатором, расположенным на улице. По сравнению с минеральным маслом это выглядит намного проще. Ведь теплоёмкость воды в два раза больше, а объём циркуляции в минуту меньше. Плюс, вязкость воды существенно ниже, и, значит, насос без труда прокачает больший объем воды за единицу времени. Эти факторы позволят использовать более маленький радиатор на улице, более тонкие трубы и менее мощный насос — по сравнению с тем же самым минеральным маслом.

    Преимущества иммерсионной системы охлаждения


    Обе системы охлаждения — и минеральным маслом, и иммерсионной жидкостью Novec — обладают важным преимуществом по сравнению с воздушным охлаждением. Здесь отсутствует необходимость в дорогостоящих кондиционерах, потребляющих электроэнергию. Кроме того, отсутствует проблема пыли и влажности, как в системах фрикулинга.

    Одним из важных параметров дата-центров является коэффициент PUE (эффективность использования электроэнергии), равный отношению всей мощности потребления дата-центра к мощности потребления вычислительных устройств. Для иммерсионных систем этот коэффициент приближается к 1, для воздушных систем с кондиционерами — около 1,5. Различия являются весьма существенными, особенно, если учесть разницу в стоимости оборудования.

    Преимущества охлаждения жидкостью Novec перед минеральным маслом


    На данном этапе обе системы кажутся одинаковыми с точки зрения характеристик. Но в описанных расчётах мы не учли, что жидкости в иммерсионной ванне не перемешиваются сами по себе. Представим, что мы погрузили видеокарту в минеральное масло и включили её. Слой масла непосредственно рядом с радиатором видеокарты прогреется, а те объёмы масла, которые находятся на некотором расстоянии — нет. В этом случае произойдет локальный перегрев в районе видеокарты. Тогда становится очевидной необходимость обеспечения эффективного перемешивания масла внутри ванны либо при помощи вентиляторов видеокарты, либо каким-то другим способом. Это усложняет конструкцию и требует специальных технических решений.

    В двухфазных иммерсионных системах охлаждения с жидкостью Novec такая проблема отсутствует. Она постоянно кипит и сама себя перемешивает — особенно в тех местах, где происходит нагрев. Пузырьки отрываются от радиатора, и на их место поступает новая жидкость.

    Вторым важным отличием масла от Novec является горючесть. Novec не горит никогда, её даже используют для тушения пожаров в библиотеках. Масло же легко горит по своей природе, и, плюс, его нельзя тушить водой. Это указано в технических характеристиках любого масла. Температура начала горения составляет порядка 200-400 градусов.

    Мы провели серию экспериментов, чтобы удостовериться в описанных ниже выводах. При прогреве масла до 150 °С оно начало дымить, после чего появилось пламя, уверенно разгорающееся с каждой секундой. Дальше, за счёт горения, температура масла начала подниматься на 2 градуса в секунду, а языки пламени становились всё выше и выше. Пламя уже было сложно сбить, а температура, тем временем, продолжала расти.

    Аналогичный эксперимент с Novec показал, что жидкость активно испарялась, но нагреть её выше 61 °С так и не удалось. Поджигая пары Novec, добиться их горения также не получилось. Как и написано в спецификации на Novec — материал не горит, не загорается.

    Итак, можно ли использовать минеральное масло и его аналоги для эффективного охлаждения электроники — конечно же, да. Будет ли это рискованным с учетом крайне высокой стоимости оборудования? Безусловно. Пожар может возникнуть по многим причинам, а наличие минерального масла в большом количестве может сделать ликвидацию такого пожара крайне сложной, а последствия — катастрофическими.

    Жидкость Novec: слабые места


    Каковы самые серьёзные недостатки жидкости Novec? Высокая цена, повышенные требования к герметичности иммерсионной ванны, связанные с высокой летучестью жидкости Novec, и сложность конструкции последней. Кроме того, можно отметить необходимость тщательного контроля параметров процесса охлаждения для того, чтобы избежать выкипания жидкости. Плюс, использование жидкости Novec становится экономически оправданным только при использовании специализированных видеокарт с высокой плотностью установки.

    При проектировании системы охлаждения необходимо учитывать около 20 различных характеристик. Полные расчёты в обязательном порядке должны учитывать термосопротивление радиаторов и термоинтерфейсов, а также свойства материала и поверхностей теплообменников и радиаторов используемого оборудования.

    Прогресс не стоит на месте, уже очевидно, что будущее индустрии — за эффективным иммерсионным охлаждением, а не за воздушным. Остается лишь сделать выбор между сложным и безопасным решением, или более доступным, но рискованным.

    ComBox Technology

    14,00

    Системы с иммерсионным охлаждением для майнинга

    Поделиться публикацией
    Комментарии 44
      0
      Теплоёмкость воды равна примерно 3800 Дж/кг/К.

      Теплоемкость воды зависит от температуры но в целом примерно равна 4200.

      Но в описанных расчётах мы не учли, что жидкости в иммерсионной ванне не перемешиваются сами по себе

      Конвективное перемешивание?

      Прогресс не стоит на месте, уже очевидно, что будущее индустрии — за эффективным иммерсионным охлаждением, а не за воздушным. Остается лишь сделать выбор между сложным и безопасным решением, или более доступным, но рискованным.

      Есть примеры ЦОД где используется иммерсионные системы для серверов? Пока что все что слышал это майнинг — напихать в корзину десяток необслуживаемых компактных плат с сумасшедшим тепловыделением, там да эффективность иммерсионки зашкаливает.
        0
        Конвективное перемешивание?

        Да, но, возможно, из-за высокой вязкости масла конвекция происходит недостаточно интенсивно.
          0
          Вы правы, конвективное перемешивание будет происходить, но так как вязкость минерального масла высокая эффекта конвективного перемешивания недостаточно для отвода такого количества тепла. Слои масла около процессора и сам процессор перегреваются намного быстрее.
          0
          Теплоемкость воды зависит от температуры но в целом примерно равна 4200.

          Вы совершенно правы, теплоемкость чистой воды примерно 4200 Дж/кг/К. Но, для того чтобы система работала при отрицательных температурах в воду добавляется этиленгликоль (антифриз). С учетом этой добавки теплоемкость водного раствора будет около 3800 Дж/кг/К именно это значение и попало в статью. Спасибо за комментарий, следующий раз будем точнее.

          Есть примеры ЦОД где используется иммерсионные системы для серверов?

          Технология относительно новая и широкого распространения пока не получила. Мы думаем проектировщики ЦОД придут к ней уже в ближайшее время, т.к. мощность оборудования растёт, а традиционная воздушная система охлаждения не позволяет обеспечить высокую плотность оборудования В общем, применение двухфазного иммерсионного охлаждения для серверов будет оправдано, когда плотность размещения процессоров в них будет выше в разы.
            0
            А как обстоят дела с обслуживанием сервера, хотя бы с заменой HDD? Есть какие то технологические решения или нужно сливать «воду»?
              0
              Конкретно в нашей системе от HDD мы отказались, реализована сетевая загрузка. Это быстро и очень удобно, особенно для параллельных вычислений. Скидали образ и уже сервер грузит ОС и раздаёт задачи вычислительным юнитам.
          0
          Это все хорошо, только где купить этот Novac в розницу?
            0
            Жидкость производится компанией 3M и применяется для промышленных решений. В розницу купить сложно и дорого (примерно от 5000 руб/л).
              0
              тогда и смысл о ней говорить применительно к охлаждению обычных компов и небольших серверов/ферм?
                0
                В статье речь шла о разных системах охлаждения, не обязательно использовать дорогой Novec. Для бытовых систем вполне подходит иммерсионная система с минеральным маслом, ценой в 200-500 руб/л.
                  0
                  масло это масло, после него потом замучаешься чистить железо
                    0
                    Это да.
            +1
            статья написана для детей или их родителей?
              +1

              Это похоже на пересказ рекламной брошюры. Про состав чудо-жидкости ни слова. Как у нее с диэлектрической проницаемостью? Как она зависит от частоты? От температуры? Как взаимодействует с медью, люминием, резиной, пластиком… С человеческим организмом… Как утилизировать…

                0
                Подводных камней очень много. Утилизируется она сама собой — испаряется. Для организма безопасна. Но вот взаимодействие с пластиками — очень плохое. Вымываются пластификаторы. Сразу ограничение на использование электролитических конденсаторов с резиновыми прокладками.

                Сотни экспериментов с жидкостью показали различные особенности поведения. Тут исследовать и исследовать её применение.
                  0
                  Для организма безопасна. Но вот взаимодействие с пластиками — очень плохое

                  То есть пластики разрушает, а для человека безвредно. Ну ок.
                  Напоминает радиоактивные игрушки начала 20 века.
                    0
                    На сколько я знаю, сколь нибудь серьёзного урона организму кролика удалось добиться при достаточно большом внутривенном содержании этой жидкости.

                    Но в целом, вы можете самостоятельно провести диванную экспертизу, поискав соответствующие документы по теме :)
                      0
                      С моего дивана кажется, что внутривенно это вряд ли кто-то будет пускать. А вот вдыхать пары да, тем более оно легкокипящее. Будет ли оно накапливаться в легких, или выведется как-то, с дивана не видно.
                        0
                        Выведется. У меня выводилось в течении часа :). Зато когда полной грудью вдохнёшь, говоришь таким глухим басом. Веселее даже чем с гелием.
                          0

                          Осторожность и отвага ;)
                          Радиоактивные соли тоже забавно светились, а их влияние на организм заметили не сразу.

                            0
                            Американская ассоциация гигиены труды проводила тесты токсичности и отнесла Novec к классу «практически нетоксичных веществ» при вдыхании.
                  0
                  Подробные характеристики жидкости детально описаны в техническом паспорте и размещены в открытом доступе на сайте компании 3M. Переписывать все характеристики в нашей статье наверно не стоит. Если только коротко. Диэлектрик и на высоких частотах в том числе. Температура жидкости никогда не превышает точку кипения. Не взаимодействует с медью, алюминием. С твердыми полимерами взаимодействует хорошо, но некоторые виды эластомеров разрушаются. Вообще не горит. Безопасна для человека, окружающей среды и экологии.
                    0
                    Безопасна для человека, окружающей среды и экологии.


                    Если оно ни с чем не взаимодействует, то безопасность для экологии как у пластиковой бутылки, которая разлагается 150 лет.
                  0
                  статья написана для детей или их родителей?

                  Не судите строго, это наша первая статья постараемся учесть все пожелания и замечания. =)
                  0
                  У жидкости Новатек есть еще один недостаток.
                  При температуре кипения 61 температура камня таки будет ближе к 70, и поменять это не получится, в отличии от варианта с маслом.
                    0
                    Вопрос, каким образом при фазовом переходе будет такой градиент температур?
                      0
                      Вы, видимо, забыли, что крышка — тоже не идеальна.
                        0
                        Можете нарисовать, как вы себе представляете такую магию. Чтобы градиент был в 10 градусов.

                        Если вы о крышке процессора, то пожалуйста нарисуйте как в тонком листе металла будет такой высокий градиент.
                          0
                          Потери на крышке прямо пропорциональны мощности. Там до миллиметра с припоем. Уже при 100ваттах интеловская термопаста(1.5к-2к теплопроводность выдаст) вам 2 градуса разницы минимум. А 100 ватт все же не предел для чипа.
                          Вобщемто можно просто посмотреть на разницу в тестах после замены термоинтерфеса на жидкий метал.
                          www.gamersnexus.net/guides/3064-intels-thermal-problem-pt1-liquid-metal-vs-thermal-paste-benchmarks-7900x
                          Но вот масло вы можете опустить до 40. что даст вам 50 на кристале. А тут — у вас будет уж никак не меньше температуры кипения.
                            0
                            Термопаста — это как бы не лучший теплопроводник. Ну и всё же, если омывать чисто эмирсионной жидкостью прям поверхность проца, ну никак там 10 градусов не набежит
                              0
                              Я не знаю о чем мы спорим. Вы реальные данные по ссылке выше посмотрели?
                              Никак не набежит, до 14 набегает.
                    0
                    У компании 3M существует широкая линейка различных жидкостей семейства Hydrofluoroether — гуглить 3M HFE. Они в большинстве своем характерны тем, что никуда не окисляются и сами ни с чем не реагируют. Так как представляют собой грубо говоря углеродную цепочку как в маслах, но водород заменен фтором. Так как атом фтора наиболее активный в своем углу периодической таблицы, оторвать его от такой цепочки при нормальных условиях довольно сложно. Так что эту хрень чуть ли не пить можно (хотя и не нужно). Если нужны подробности — гуглится SDS на конкретную марку. Там заодно и формула есть.
                      0
                      У компании 3M существует широкая линейка различных жидкостей

                      Добавлю только что основное отличие жидкостей — широкий спектр температур кипения, от 34 до 131 C.

                      Так что эту хрень чуть ли не пить можно (хотя и не нужно).

                      Пить точно не надо. Дорого! ;)
                      0
                      Слово «иммерсионное» означает «погружное». Это значит, что вся электроника, все платы сервера, процессор, видеокарты, блоки питания и жёсткие диски полностью погружены в жидкость. Естественно, что эта жидкость диэлектрик и не проводит ток — иначе работа электроники была бы невозможна. При дальнейшем анализе предлагаемых решений становится ясно, что иммерсионное охлаждение бывает разным, с фазовым переходом и без. Эти типы охлаждения отличаются не только своим физическим принципом, но и обладают существенными различиями при эксплуатации.


                      То ли рекламная брошюра, то ли курсовая работа.
                        0
                        Просто первая статья, проба пера так сказать. Уровень подтянем.
                        0
                        эксперимент с Novec показал, что жидкость активно испарялась

                        Насколько безопасно вдыхание паров этой жидкости?
                          0
                          Как утверждает компания 3M:
                          Продукт отнесен к классу “практически нетоксичных веществ" при вдыхании. 90-дневные ингаляционные исследования позволили установить рекомендуемый норматив воздействия, равный 750 ppm, при работе с продуктом при средней продолжительности работы восемь часов в день.
                          0
                          Интересно, какая теплопроводность паров этой жидкости?
                          Многие, наверное, знают, что жидкий азот можно аккуратно пролить на руку, и будет разве что еле прохладно. Дело в том, что жидкость при контакте с теплой поверхностью вскипает и служит подушкой, препятствующей полноценному теплообмену. Логично ожидать такой эффект и у жижи Novec.
                            0
                            Плюсую — не будет ли при кипении возле радиатора возникать эффект, как у капли на сковороде, со скачкообразным снижением эффективности теплового интерфейса?
                              0
                              Будет. Но у пузырька пара есть особенность — он всплывает. Поэтому, если радиатор вертикально установлен, то естественный ток жидкости будет его смывать.
                              0
                              Теплопроводность, да и теплоемкость низкие, ниже чем у воды. Но из-за того что жидкость именно кипит низкая теплопроводность не создает никаких проблем для охлаждения. А фазовый переход забирает намного больше тепла чем непосредственный нагрев жидкости. Что касается отрывов пузырков — требуется специальная обработка поверхности (к примеру гравировка лазером) которая упрощает их отрыв от поверхности.
                              0
                              Если иммерсионная ванна герметична, то при испарении жидкости поднимется давление, а вместе с повышением давления повысится температура кипения и будет не 61, а выше. Чтобы этого не произошло через охлаждающие трубы нужно быстрее прокачивать воду, чтобы пар скорее конденсировался и возвращался в ванну. Какой принципиальный плюс прокачивания воды через камеру по трубам вместо прокачивания воды через трубки охлаждения непосредственно контактирующие с радиаторами видеокарт?
                                0
                                Серия экспериментов с Novec 3M показали повышение точки кипения при повышенном давлении и понижение точки кипения при пониженном давлении. А чтобы избежать бросков давления существует ряд технических решений — одно из который активное управление мощностью, то есть выводить оборудование на рабочий режим надо постепенно, включать соответственно тоже. Плюс иммерсионного метода в том, что жидкость отводит тепло не только от процессора, но и памяти (она сильно греется при вычислениях), и элементов питания тем самым продлевая срок эксплуатации электроники. А охлаждающая жидкость подаваемая через трубки на радиатор фактически охлаждает только процессор, и в случае протечки повредит плату.
                                0
                                Именно в момент переключения между этими состояниями ток проходит плохо, что и вызывает нагрев транзистора.

                                Я бы предложил несколько по другому фразу написать.

                                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                Самое читаемое