Охлаждение из суперкомпьютеров на Ryzen 9800X3D: Der8auer протестировал спрей-охлаждение, но результат разочаровал

Существует множество экзотических видов охлаждения чипов, таких как иммерсионное охлаждение и охлаждение жидким азотом. Но об одной парадигме охлаждения вы, возможно, не слышали — это спрей-охлаждение, используемое в некоторых суперкомпьютерах. Известный немецкий оверклокер Der8auer продемонстрировал возможности спрей-охлаждения в недавнем видео, охладив процессор Ryzen 7 9800X3D, распыляя непроводящий туман прямо на его теплораспределительную крышку (IHS).

Видео от DGL.RU

Спрей-охлаждение работает именно так, как звучит: над процессором или видеокартой размещаются форсунки, которые распыляют туман прямо на чип. В зависимости от используемой охлаждающей жидкости, туман испаряется после контакта с чипом (пока чип активен и горячий) и возвращается в контур охлаждения, где пар остывает, превращается обратно в жидкость и циркулирует обратно к процессору. Если это звучит знакомо, то кулеры с испарительной камерой используют тот же принцип фазового перехода.

Видео от DGL.RU

Чтобы продемонстрировать, как выглядит процессор, специально разработанный для спрей-охлаждения, Der8auer показал процессор для суперкомпьютера Cray X1 2003 года, который был создан с нуля для этого типа охлаждения. По сравнению с обычным процессором с IHS, Cray X1 поставляется в корпусе из нержавеющей стали, в который встроены некоторые компоненты, необходимые для спрей-охлаждения.

Внутри корпуса находится множество крошечных форсунок, направленных на восемь кристаллов чипа. Der8auer отмечает, что направление каждой форсунки и давление, под которым течет жидкость, являются критически важными элементами для обеспечения полного покрытия каждого кристалла жидкостью. Если даже небольшая часть одного из кристаллов не покрыта жидкостью, это может привести к перегреву в этой конкретной точке.

Кроме того, Der8auer утверждает, что сама охлаждающая жидкость имеет решающее значение для поддержания правильной температуры любого чипа, охлаждаемого спрей-методом. В первую очередь, охлаждающая жидкость должна быть непроводящей, с низкой температурой кипения, чтобы жидкость могла менять фазу при нужной температуре. Если температура кипения слишком высока, жидкость не превратится в пар, задерживая тепло внутри чипа.

Для тестирования спрей-охлаждения Der8auer собрал систему охлаждения из Ryzen 7 9800X3D с модифицированной системой жидкостного охлаждения для поддержки испарителя. Система состоит из двух отдельных контуров: один подает охлаждающую жидкость в испаритель, а другой нагнетает воздух под высоким давлением, который смешивается с охлаждающей жидкостью для образования тумана.

Несмотря на то, что она не покрывала всю поверхность IHS, самодельная система спрей-охлаждения смогла успешно охладить 9800X3D. Она не смогла охладить его так же хорошо, как традиционный процессорный кулер, но этого было достаточно, чтобы Der8auer смог пройти один тест Cinebench R23 без перегрева. Результат — 18 164 балла при температуре около 95°C. (Для сравнения, 9800X3D обычно набирает около 23 000 баллов в R23 с подходящим кулером.)

Тест Der8auer может показаться неутешительным, но стоит еще раз отметить, что испаритель охлаждал лишь небольшую часть IHS. Если бы IHS была полностью покрыта, с правильно настроенной системой испарительного охлаждения, результаты могли бы быть другими.

Испарительное охлаждение — одно из самых мощных решений для охлаждения полупроводниковых чипов. Его охлаждающий потенциал напрямую связан со скоростью потока охлаждающей жидкости, что делает его исключительно эффективным для охлаждения процессоров.

Несмотря на свои возможности, спрей-охлаждение не получило широкого распространения и почти эксклюзивно для суперкомпьютерного пространства. Но даже в этом случае лишь немногие суперкомпьютеры когда-либо использовали спрей-охлаждение (включая Cray-2).

AMD тайно ухудшает охлаждение Ryzen. Кулеры больше не в комплекте — что скрывает производитель?