Система охлаждения компьютера


    Очередная система водного охлаждения для ИТ-оборудования была разработана в Университете Алабама в Хантсвилле, США. По результатом проведенные испытаний новой установки, исследовательская группа опубликовала материалы, в которых утверждается, что их запатентованная система охлаждения, если ее применить в масштабах США, может спасти миллиарды долларов владельцам ЦОД. Такой масштаб цифр порожден теми огромными затратами электроенергии, идущими на охлаждение сетевого оборудования, которые сейчас существуют в малых и тем более крупных дата-центрах.



    И ранее были разработки в этом направлении — про новаторские способы охлаждения ЦОД, которые могли бы избавить дата-центры от вездесущих вентиляторов. Сам метод конечно же не нов, и базируется на принципах схожих с уже применяющимися — погружением оборудования в жидкость. Напомню, для этого применяется агент 3M Novec, что представляет собой: не токсичную для человека, инертную для оборудования и при этом с хорошими характеристиками теплопередачи. Но все же исследователи пошли немного по другому пути.



    «На данный момент в дата-центрах шумно и излишне холодно. Тем не менее, я не теряю надежды, что такая ситуация не будет вечна и если над проблемой работают такие талантливые исследователи как наши, то мы обязательно добьемся успеха», — сказал доктор Джеймс — член Университета, а также руководитель исследовательской групи, которая собственно и разработала новый способ охлаждения процессора компьютера с помощью жидкости.

    В пресс-релизе исследовательской группы указано — «Запатентована пассивная система охлаждения для компьютерных процессоров, которая поможет сэкономить потребителям на энерго затратах более чем $6.3 миллиарда в год, в сравнении с компьютерами, что охлаждаются вентиляторами». Из самого названия становится очевидна суть изобретения, сотрудники института сделали ставку на отвод тепла не от всего оборудования, которе почти не генерирует тепла, а обратили все внимание на главного виновника — процессор. В качестве жидкости теплообменника был выбран не известный нам уже продукт Novec, а Fluorinert Electronic Liquid FC-72 — «диэлектрическая, термически и химически стабильная жидкость, идеально подходящая для циркулирования в одно- и двуфазных, низкотемпературных, теплоотводящих системах».



    Пассивное охлаждение



    Казалось бы чего ж тут удивительного? Подобных решений пруд-пруди, но не будьте поспешными в своих оценках, ведь главная изюминка системы в том, что для ее функционирования абсолютно не требуется электроэнергия. Пассивное охлаждение стало возможным из-за уникальных характеристик агента теплопередачи — Fluorinert FC-72. Процесс отвода тепла заключается в нескольких простых этапах на которых акцентировал внимание доктор Джеймс, и так:



    • тепло от процессора компьютера испаряет и преобразуется в пар Fluorinert;
    • пар легче и движется вверх к теплообменнику;
    • FC-72 передает свою тепловую нагрузку на теплообменник, который в свою очередь, передает тепло в окружающую среду.
    • отвод тепла принуждает FC-72 конденсироваться в жидкость, которая стекает в накопительную емкость нижней части теплообменника;
    • из емкости, жидкость FC-72 подходит к процессору, где весь цикл повторяется.

    Система успешно была протестирована на процессоре: Intel Pentium 4 и Core i3

    Пассивное охлаждение vs охлаждения вентилятором



    Нгиен — студент выпускник, провел эксперименты с использованием испытательной установки чтобы собрать данные для своей магистерской диссертации. Он сравнил пассивное охлаждение с использованием FC-72 с твердотельный пассивным охлаждением, где процессор имеет тесный контакт с металлическим радиатором, как это бывает в наиболее распространенных систем с воздушным охлаждением. Нгиен проводил сбор данных на протяжении 12-часов при максимальной нагрузке процессора, используя все три метода: воздушное охлаждение, погружение системы в 3M Novec и разработанный метод университетскими сотрудниками. В диссертации Нгиен, после анализа данных и их сравнения пришел к выводу — все три способа охлаждения показали отличные результаты стабилизируя температуру процессора на приемлемом уровне на протяжении всего периода испытаний.



    Сегодня процессоры имеют диапазон рабочих температур от 50оС до 90оС. Эксперименты Нгиена показали, что охлаждающая система, на основе жидкости FC-72, смогла поддерживать температуру испытуемого процессора на уровне 56оС. Нгиен позже объяснил, почему именно он лично считает новую разработку такой «крутой», — «В ХХI-веке технологического прогресса и инновационных материалов, использование вентиляторов это уже архаизм. Да и посудите сами сам принцип прекрасен — снимая этот шумящий, создающий вибрации и клубы пыли ненадежный механизм, мы получаем исключительно экономию!».

    Не смотря на несколько странный вид приведенной системы, не стоит забывать о высоком уровне гибкости всей системы. Благодаря жидкостному агенту все компоненты радиатора можно видоизменять под каждую конкретную платформу на которую его будут устанавливать.

    Другие потенциальные области применения

    В пресс-релизе, исследовательская группы, также широко было представлено альтернативное применение новой жидкости и самого принципа пассивного охлаждения, процессор тут стал лишь наиболее ярким примером. К слову, профессор Смит указал на то, что охлаждение силовых транзисторов, будет хорошим кандидатом для пассивного жидкостное охлаждение, добавив, что — «Везде, где вы работаете с высокой мощность сконцентрированной на малой площади, данная разработка сможет быть использована в роли теплоотвода, если не первого, так значит второго уровня, тем самым жидкость FC-72 является потенциально весьма затребованной не только в ИТ, но и для решения целого ряда других задач, на данный момент, все еще весьма энергозатратных».
    ua-hosting.company
    521,66
    Хостинг-провайдер: серверы в NL / US до 100 Гбит/с
    Поделиться публикацией

    Комментарии 19

      +2
      Тепловые трубки разве не по этому принципу работают?
        +2
        Почему же вентиляторы архаичны? Потому что так сказал студент?
          0
          Вентиляторы трудно назвать архаизмом, сейчас. Но это пока не будет способа дешево применить жидкостное охлаждение для ноутбуков. Как только наступит данный момент вентилятор станет архаизмом.

          Это лично мое мнение.
            +6
            Никуда они не денутся.
            Основная роль жидкости — эффективный отвод тепла из самых горячих зон (ядро процессора, например). Но потом его все равно надо рассеивать в атмосфере, других вариантов у нас нет. Сделать это можно либо вентилятором, либо пассивным радиатором неипических размеров. Иными словами, жидкость может выступать только как опциональное звено системы, которое повышает её эффективность — но ни в коем случае ничего не подменяет.
              –1
              ---Но потом его все равно надо рассеивать в атмосфере, других вариантов у нас нет.

              Б серверной стойке через теплобменный пятак можно отдавать в обшую охладительную систему, а ту охлаждать в конусах как на атомных станциях, то есть никаких вентиляторов, Карл.
                +2
                Вентиляторы будут, но в помпах, потому что такое количество жидкости придётся гонять. А летом конусов может не хватить, придётся конденсаторы включать, которые не хотят работать без архаичных вентиляторов.
                  0
                  «Архаичность» вентиляторов доставляет проблем из-за того, что они внутри собранного работающего оборудования, а если они снаружи расположены на конденсаторе, то проблем с ними в разы меньше ибо их даже смазывать на ходу можно будет.
                  0
                  Ноутбук с теплой ламповой градирней во дворе.
              +1
              Видимо, имеется в виду, что чем меньше движущихся частей, тем выше надежность. Если вентилятора нет, то он никогда не сломается.
                0
                Как в том анекдоте — вентилятору не нужно быть вечным, ему нужно просто проработать дольше всех остальных компонент ноутбука/компа/сервера. С этой задачей вентилятор успешно справляется.

                В сравнении между вентилятором и водянкой вентилятор выиграет. Его надёжность выше. Если мы повредим какой-то из компонентов СВО, мы рискуем залить ноутбук. СВО нужно обслуживать и это сложнее, чем обслуживать вентилятор.
              0
              Я думаю что во времена мейнфреймов сказать «ноутбук размером с книгу сможет его заменить и превзойти по мощности ЭВМ размером с комнату» и вам бы рассмеялись в лицо.

              Сами понимаете что возможно все. Бесшумная жидкость куда перспективней будет. И без вентилятора можно отводить тепло, если пустить жидкость по всему корпусу. Естественно проблемы будут, но все можно решить.
                0
                Чтобы при этом корпус не был горячим, отводимая мощность должна быть не больше 10-15 ватт.
                0
                Была уже такая система: CalmPC
                  0
                  .
                  +5
                  image

                  Блоки питания почти всегда работают на выгон воздуха из системы. Этот, какой-то необычный.
                    0
                    Нормальная ситуация при нижнем расположении БП.
                      +1
                      А есть в продаже бп с таким направлением потока воздуха?
                      И какой смысл гнать внутрь системного блока нагретый начинкой бп воздух (а заодно и пыль которая частично осядет на радиаторах бп)? Понятно, что так часть условно холодного воздуха из района хдд будет забираться, да и охлаждение видеокарты будет страдать (возможно). Но так мы не рискуем БП. Более того, в отсек для cd/dvd-rom тоже прекрасно ставятся вентиляторы.
                        0
                        У меня нижнее расположение БП. Вентилятор гонит воздух в сторону шнура питания. Может тянуть из корпуса или из под дна корпуса. Покажите вариант серийного БП с засасыванием в корпус?
                      –1
                      Еще в 2013 в датацентре, который занимается майнингом Bitcoin, такую штук уже организовали.
                      Фото:




                      Allied Control уже получила престижную экологическую премию Green Innovations от правительства Гонконга.

                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                      Самое читаемое