Chip più freschi: raffreddamento ad acqua 3D promette efficienza 7 volte superiore

[Redazione di Hardware Upg]

Link alla notizia: https://www.hwupgrade.it/news/scienz...re_137974.html

Ricercatori dell'Università di Tokyo hanno sviluppato un sistema di raffreddamento 3D ad acqua che sfrutta il cambio di fase per dissipare calore con un'efficienza fino a 7 volte superiore. La tecnologia promette applicazioni in elettronica, automotive e aerospazio.

Click sul link per visualizzare la notizia.

[Notturnia]

Capisco tutto.. ma perchè chiamarli “3D” ? .. se erano 2D era difficile che ci passasse qualcosa non avendo la terza dimensione.. sono semplici “tubi” dentro al chip..

Mi stupisce che, come dice il titolo, si possa trasferire 7 volte più calore facendo evaporare acqua dentro al chip.. il che vuol dire che si va ben oltre i 100°..

[cronos1990]

3D perchè (ipotizzo) questi microtubi sono su più livelli all'interno del chip. Quanto alla temperatura... si tratta comunque di un sistema chiuso, all'aumentare cambiano i parametri non solo di T ma anche di P all'interno, e bisognarebbe capire come sono strutturati nello specifico.

In ogni caso, già una normale CPU o GPU quando sono sotto carico possono arrivare a 60-70 gradi se non di più... ma questo con sensori che sono all'esterno, mentre qui parliamo di un sistema integrato all'interno del chip, dove sicuramente le temperature sono maggiori, e probabilmente non di poco.
Inoltre le temperature suddette ce le hai rilevate quando i sistemi di dissipazione stanno lavorando a pieno regime, perchè altrimenti (al netto dei sistemi di protezione che abbasserebbero le frequenze per non bruciare tutto) avresti temperature ben superiori.

Il calore prodotto mi sembra ben più che quello necessario per far arrivare l'acqua a 100 e passa gradi. Semmai mi sarei stupito proprio del contrario.

[Piedone1113]

Originariamente inviato da cronos1990

3D perchè (ipotizzo) questi microtubi sono su più livelli all'interno del chip. Quanto alla temperatura... si tratta comunque di un sistema chiuso, all'aumentare cambiano i parametri non solo di T ma anche di P all'interno, e bisognarebbe capire come sono strutturati nello specifico.

In ogni caso, già una normale CPU o GPU quando sono sotto carico possono arrivare a 60-70 gradi se non di più... ma questo con sensori che sono all'esterno, mentre qui parliamo di un sistema integrato all'interno del chip, dove sicuramente le temperature sono maggiori, e probabilmente non di poco.
Inoltre le temperature suddette ce le hai rilevate quando i sistemi di dissipazione stanno lavorando a pieno regime, perchè altrimenti (al netto dei sistemi di protezione che abbasserebbero le frequenze per non bruciare tutto) avresti temperature ben superiori.

Il calore prodotto mi sembra ben più che quello necessario per far arrivare l'acqua a 100 e passa gradi. Semmai mi sarei stupito proprio del contrario.

Attenzione che l'acqua, ma qui si parla di liquido, evapora anche allo stato solido ( quindi anche con temperature inferiore allo zero) che in gergo viene detta sublimazione.
Determinante per l'evaporazione è poi da pressione e ci ritroviamo con l'acqua che va in ebollizione a 100° a 1 atm mentre a pressioni superiori il punto di ebollizione si sposta in alto.
Non dimentichiamoci poi delle pozze d'acqua dopo i temporali estivi che evaporano velocemente anche all'ombra con temperature inferiori ai 40°.
In definitiva la capacità di evaporare di un liquido è data da temperatura, pressione e umidità del volume non occupato dal liquido.
Riguardo l'articolo non si fa menzione del sistema nel dettaglio, ipotizzerei dei canali con una struttura in sezione a forma di 8 con una parte occupata da acqua ed un'altra da un gas a bassa densità in grado di favorire l'evaporazione ed impedire la formazione di bolle di vapore all'interno del liquido

[cronos1990]

Originariamente inviato da Piedone1113

Attenzione che l'acqua, ma qui si parla di liquido, evapora anche allo stato solido ( quindi anche con temperature inferiore allo zero) che in gergo viene detta sublimazione.
Determinante per l'evaporazione è poi da pressione e ci ritroviamo con l'acqua che va in ebollizione a 100° a 1 atm mentre a pressioni superiori il punto di ebollizione si sposta in alto.
Non dimentichiamoci poi delle pozze d'acqua dopo i temporali estivi che evaporano velocemente anche all'ombra con temperature inferiori ai 40°.
In definitiva la capacità di evaporare di un liquido è data da temperatura, pressione e umidità del volume non occupato dal liquido.
Riguardo l'articolo non si fa menzione del sistema nel dettaglio, ipotizzerei dei canali con una struttura in sezione a forma di 8 con una parte occupata da acqua ed un'altra da un gas a bassa densità in grado di favorire l'evaporazione ed impedire la formazione di bolle di vapore all'interno del liquido

Grazie per avermi detto quello che già so, le ho studiate queste cose

Scusa se rispondo piccato, ma non è che ho parlato di sistema chiuso e parametri di P e T tanto per fare. Non mi sono dilungato perchè non avrebbe avuto senso; non volevo fare un trattato di chimica-fisica, solo evidenziare che ci possono essere tutti i presupposti per raggiungere una situazione di ebollizione dell'acqua (che è un'altra cosa rispetto all'evaporazione).

[Piedone1113]

Originariamente inviato da cronos1990

Grazie per avermi detto quello che già so, le ho studiate queste cose

Scusa se rispondo piccato, ma non è che ho parlato di sistema chiuso e parametri di P e T tanto per fare. Non mi sono dilungato perchè non avrebbe avuto senso; non volevo fare un trattato di chimica-fisica, solo evidenziare che ci possono essere tutti i presupposti per raggiungere una situazione di ebollizione dell'acqua (che è un'altra cosa rispetto all'evaporazione).

Però hai completamente tralasciato il mio appunto che si tratta di liquido e non di acqua.
Potrebbe benissimo essere un simil mix di glicole e alcool dove l'alcool evapora a temperature basse mentre il glicole va in ebollizione ad elevate temperature ( ben al di sopra delle temperature raggiunte dagli hotspot dei chip).
Comunque il mio non era un contraddire la tua narrazione, quanto piuttosto farti notare che probabilmente di acqua non ce ne sia proprio e che comunque anche trattandosi di acqua una struttura non cilindrica dei canali impedirebbe comunque l'ebollizione dello stesso in condizioni operative formulate.

[demon77]

sta cosa dei microcanali all'interno dei chip non è la prima volta che si sente ma poi non si è visto nulla di concreto..
Che poi deve essere acqua distillatissima che con le dimensioni in gioco è un attimo tappare tutto

Originariamente inviato da Piedone1113

Però hai completamente tralasciato il mio appunto che si tratta di liquido e non di acqua.

Giusta osservazione.
Vorrei però capire come si realizza nel concreto questa soluzione abbastanza complessa su un sistema consumer

[aled1974]

Originariamente inviato da Notturnia

Capisco tutto.. ma perchè chiamarli “3D” ? ..

mi ha detto mio cugginoh che stanno tenendo in serboh la killa-application-feature: saranno tubi 3D con led e hdr, per quello raffreddano così, il 3D è solo per distrarciiih!!!

mi aveva fatto promettere di non dirlo a nessuno ma so che di voi mi posso fidarehhh!

-----------


si scherza, eh

ma coi tempi che corrono.... dopo la moda Xp, dopo quella 3D, ora c'è il led-hdr, sfruttiamola no?


come diceva demon77, ricordo anche io idee simili ancora attorno al 2005 e poi s'è visto nulla.... anzi, s'è vista la "pasta del capitano", his non saldati e altre amenità che è meglio dimenticare

ciao ciao


Edit
ah sì, ma forse ancora prima degli anni 2000: i pc immersi in liquido non conduttivo

[supertigrotto]

Di questa tecnica si parlava già una decina di anni fa, però vorrei far notare che le bolle di vapore fanno un effetto cavitazione.....

[demon77]

Originariamente inviato da aled1974

Edit
ah sì, ma forse ancora prima degli anni 2000: i pc immersi in liquido non conduttivo

Beh no quello lo fanno eccome!
E' un prodotto apposito della 3M e ci immmergono direttamente i blade server

Ovvio, roba molto particolare e solo per usi professionali in grossi data center.

https://www.youtube.com/watch?v=U6LQeFmY-IU

[agonauta78]

microcanali 3D integrati direttamente all'interno dei chip...
Parole che fanno bagnare i nerd

[aled1974]

Originariamente inviato da demon77

Beh no quello lo fanno eccome!
E' un prodotto apposito della 3M e ci immmergono direttamente i blade server

Ovvio, roba molto particolare e solo per usi professionali in grossi data center.

https://www.youtube.com/watch?v=U6LQeFmY-IU

no no io parlavo di quei fenomeni che, probabilmente ancora negli anni 90, sperimentavano in ambito domestico (e alcuni negozi a seguirli) liquidi di vario genere dove immergere i case interi con tutto l'hardware

ho il ricordo preciso di un "fenomeno" che utilizzò l'olio di oliva

tu immaginatelo soltanto cosa poteva essere dopo una settimana

ciao ciao

[LMCH]

Originariamente inviato da Notturnia

Capisco tutto.. ma perchè chiamarli “3D” ? .. se erano 2D era difficile che ci passasse qualcosa non avendo la terza dimensione.. sono semplici “tubi” dentro al chip..

Mi stupisce che, come dice il titolo, si possa trasferire 7 volte più calore facendo evaporare acqua dentro al chip.. il che vuol dire che si va ben oltre i 100°..

Peggio, non sono "dentro al chip", sono microcanali dentro una "piastra" da appoggiare sotto o sopra il chip.
In pratica resta il problema del riscaldamento all'interno del chip (specialmente se si usa lo stacking dei chip, ecc. ecc), viene solo migliorata l' "estrazione" del calore dal dissipatore in contatto col chip.

In pratica è un dissipatore con raffreddamento a liquido migliorato.

Nel pdf dell'articolo originale a pagina 9 viene mostrato il "prototipo", le sue componenti e le sue dimensioni.

[demon77]

Originariamente inviato da aled1974

no no io parlavo di quei fenomeni che, probabilmente ancora negli anni 90, sperimentavano in ambito domestico (e alcuni negozi a seguirli) liquidi di vario genere dove immergere i case interi con tutto l'hardware

ho il ricordo preciso di un "fenomeno" che utilizzò l'olio di oliva

tu immaginatelo soltanto cosa poteva essere dopo una settimana

ciao ciao

aaaah quelli dici!
Si si ricordo distintamente dei video home made di temerari ai tempi del primo athlon su socket A che avevano fatto il pc nell'acquario a bagno di olio.. si però olio MINERALE non di oliva

Comunque anche io a quei tempi mi ero fatto il KIT a liquido artigianale.. non ero così eccessivo ma ho combinato anche io le mie..

[!fazz]

Originariamente inviato da cronos1990

3D perchè (ipotizzo) questi microtubi sono su più livelli all'interno del chip. Quanto alla temperatura... si tratta comunque di un sistema chiuso, all'aumentare cambiano i parametri non solo di T ma anche di P all'interno, e bisognarebbe capire come sono strutturati nello specifico.

In ogni caso, già una normale CPU o GPU quando sono sotto carico possono arrivare a 60-70 gradi se non di più... ma questo con sensori che sono all'esterno, mentre qui parliamo di un sistema integrato all'interno del chip, dove sicuramente le temperature sono maggiori, e probabilmente non di poco.
Inoltre le temperature suddette ce le hai rilevate quando i sistemi di dissipazione stanno lavorando a pieno regime, perchè altrimenti (al netto dei sistemi di protezione che abbasserebbero le frequenze per non bruciare tutto) avresti temperature ben superiori.

Il calore prodotto mi sembra ben più che quello necessario per far arrivare l'acqua a 100 e passa gradi. Semmai mi sarei stupito proprio del contrario.

mi pare strano che si usi acqua in cambiamento di fase, o il sistema lavora in depressione oppure la temperatura imho potrebbe essere eccessiva, a questo punto meglio fare un cambio di fase a solvente con il novec3100 così si sta sui 65-70 gradi max

[AlPaBo]

Originariamente inviato da aled1974

no no io parlavo di quei fenomeni che, probabilmente ancora negli anni 90, sperimentavano in ambito domestico (e alcuni negozi a seguirli) liquidi di vario genere dove immergere i case interi con tutto l'hardware

ho il ricordo preciso di un "fenomeno" che utilizzò l'olio di oliva

tu immaginatelo soltanto cosa poteva essere dopo una settimana

ciao ciao

Fritto misto?

Basta aggiungere un po' di carne e di verdura pastellate (e qualche cubetto di crema).

[EMAXTREME]

quindi anzichè riutilizzare soluzioni già esistenti in alcuni impianti industriali basati sul calore prodotto dalla concentrazione dei raggi solari, preferiscono laserare dei microcanali sul chip per poter continuare ad usare comune acqua potabile ?

una soluzione salina ad hoc con superfici trattate adeguatamente senza nemmeno lavorare in pressione ti migliorava l'assorbimento di energia in forma di calore di anche 100 volte altro che 7

[MinotRex]

Originariamente inviato da demon77

...

Ovvio, roba molto particolare e solo per usi professionali in grossi data center.

...

e che costa una fucilata al decilitro!

[Darkon]

Originariamente inviato da Notturnia

Capisco tutto.. ma perchè chiamarli “3D” ? .. se erano 2D era difficile che ci passasse qualcosa non avendo la terza dimensione.. sono semplici “tubi” dentro al chip..

Mi stupisce che, come dice il titolo, si possa trasferire 7 volte più calore facendo evaporare acqua dentro al chip.. il che vuol dire che si va ben oltre i 100°..

Non è detto... a 100°C l'acqua bolle ma l'evaporazione avviene anche molto prima eh.

Quando metti la pentola sul fuoco vedi l'evaporazione anche ad occhio nudo molto prima che l'acqua arrivi a 100°C.

[biometallo]

Originariamente inviato da Darkon

Non è detto... a 100°C l'acqua bolle ma l'evaporazione avviene anche molto prima eh.

Molto prima non credo, anche se per essere più precisi l'acqua bolle a 100° gradi a livello del mare, ma ad una ricerca veloce già ad un km d'altezza bolle a 97° perché come ha già ricordato Piedone ci sono altri fattori in gioco prima di tutto la pressione.

Originariamente inviato da Piedone1113

Determinante per l'evaporazione è poi da pressione e ci ritroviamo con l'acqua che va in ebollizione a 100° a 1 atm mentre a pressioni superiori il punto di ebollizione si sposta in alto.
Non dimentichiamoci poi delle pozze d'acqua dopo i temporali estivi che evaporano velocemente anche all'ombra con temperature inferiori ai 40°.
In definitiva la capacità di evaporare di un liquido è data da temperatura, pressione e umidità del volume non occupato dal liquido.

Originariamente inviato da demon77

aaaah quelli dici!
Si si ricordo distintamente dei video home made di temerari ai tempi del primo athlon su socket A che avevano fatto il pc nell'acquario a bagno di olio.. si però olio MINERALE non di oliva

Facendo una breve ricerca è rimerso un termine che avevo praticamente dimenticato da lustri "mineral oil computing"

Esiste una linea sottile che divide la genialità dalla follia e questa viene abbondantemente superata quando si decide di immergere un PC dentro un acquario.

Che poi prima ancora io ricordo di esperimenti fatti con l'acqua distillata… anzi è stato proprio allora che ho scoperto come di per sé l'acqua pura è un isolante e non un conduttore.