Zitat von »maexi«

ich danke für die ausführliche Auskunft. Dann gehören die ganzen Teile, die Du immer wieder vorstellst, gar nicht zu Deinem Projekt? Z.B. die Schnellverschlüsse, die Verteiler usw. oder fließen die auch in die Endabrechnung. Ich frage nur deshalb, weil auch Kleinvieh, Mist macht und nur, wenn alle Kosten mit einbezogen werden, kann man am Ende sagen, es lohnt sich oder eben nicht. Egal, wie auch immer, weiterhin viel Spaß mit Deinem Projekt.

Doch doch, und das Kleinvieh macht ne menge Mist. Man kann ne Menge einsparen, wenn man z.B. auf das Ganze Bitspower Bling Bling verzichtet und es durch wesentlich günstigere Teile ersetzt. An den Schläuchen kann man sparen indem man günstige 16/13 benutzt statt der Primoflex 19/13. Die überteuren Schlauchschellen sind nett weil man sie sehr oft super glatt Lösen+Runterschieben kann, Kabelbinder oder Federschellen hätten es aber auch getan. Funktionieren würde es ja trotzdem. An anderen Sachen hätten Einsparungen wiederum wenig gebracht, z.B. an den G3/8" Tüllen, die eigentlich vom Preis her ok sind, oder an der Radi-Anbindung mit den VL4N QDC's, für die es leider keine Alternative gibt von der ich wüsste.

Die Verteiler waren übrigens eingerechnet, 2x 18,05 = 36,10. Die hatte ich lediglich bei der D5 Alternative nicht aufgeführt, es wäre unfair gewesen da sie dort nicht wirklich passen bzw ausgelastet werden können.

Ich kann säter gerne ne detailierte Materialliste fertigmachen. Mit allem drum und dran liegt es derzeit wohl bei ca 25xx Euronen, da sind dann aber auch sachen wie Board/Rams/GraKa mit drin, und das Messequipment sowie Gear welches keine Verwendung finden wird ist nicht herausgerechnet. Also ein unterer vierstelliger Betrag für etwas Fun mit lauwarmem Wasser.

Zitat von »klabautermann«

1. Welches sind die optimalen Arbeitstemperaturen von cpu und gpu?

Hängt vom Prozessortyp ab, jeder hat sein Limit wo man beim Übertakten nicht mehr weiterkommt sobald dieses erreicht ist.

Zitat von »klabautermann«

2. Wie kann man diese ermitteln, und beweisen dass es so ist?

Meinst Du konkret die echte Temperatur? Die können wir als normalsterbliche nicht messen. Es gibt zwar den On-Die Sensor, der zeigt aber an wozu er bock hat. Man kann ihn zwar dazu benutzen das Limit zu erkennen, und diesen Wert als Orientierungspunkt zu verwenden (Wiederholgenauigkeit), aber es wird nicht die echte Temperatur sein, sondern nur eine Hausnummer. Zumal das Die durchaus an einer anderen Stelle wärmer oder kälter sein kann.

Beweismöglichkeit fällt mir spontan keine ein. Höhstens per IR Emissionsmessung, dazu müsste aber die Seite des Die, die die Transistoren beherbergt, optisch zugänglich sein. Für uns Normalsterbliche nicht machbar, bin mir nichtmal sicher, ob das in den Entwicklungsabteilungen der Chiphersteller so aufwändig gemacht wird.

Man könnte, um zumindest Orientierungswerte/Korrekturtabellen des On-Die Sensors zu erhalten, Vergleichsmessungen mit der Temperatur des Kühlmediums machen, während die CPU auf sehr niedriger Spannung+Taktfrequenz läuft. Also eine Art Kalibrierungstabelle erstellen. Aber das meinst Du warscheinlich nicht.

Zitat von »klabautermann«

3. Ist es anhand des "Versuchsaufbaus" möglich, diese Temperaturen zu erreichen?

Z.b. bei dem Thuban unter 43° zu bleiben? Kommt auf Takt+Spannung (Wärmelast) an. Grundsätzlich geht das mit jeder WaKü.

Du meinst aber warscheinlich was anderes. Wie weit man die Wärmelast steigern kann, ohne die kritische Temperatur im Die zu übersteigen, während man den Unobtanium-Trick benutzt, also auf Deutsch: bei direktem sehr turbulentem Wasserkontakt auf dem Heatspreader. Nun, man hat zwei Thermische widerstände weniger, also wirds weiter gehen als mit nem konventionellen Kühler. Man kommt dichter an die Gefilde dran, in denen sonst nur WaKü+Chiller, KoKü oder DIce ne Chance haben. Was Langzeitleistung angeht wird man warscheinlich auch hier und da vorbeiziehen können (ich weiss dass das ein unfairer Vergleich ist, da besonders DIce nie für Dauerbetrieb und schon garnicht Alltagstauglichkeit gedacht war, und Chiller/KoKü halt Systembedingt mit Kondenswasser zu tun haben. Ist keinesfalls abwertend gemeint, sondern als ne Messlatte die ich mir aufgehängt habe und über die es mit warmem Wasser zu springen gilt. Dass man bei kurzzeitigen Runs hinterherhinken muss ist mir auch klar. @Subzero-Fraktion).

Zitat von »klabautermann«

4. Nehmen wir an, dass die tatsächlich optimale Temperatur der gpu 15° über der der cpu liegt, kannst du durch anpassen der Flussmenge beiden sensiblen Anforderungen gerecht werden ?

Die Frage verstehe ich nicht ganz. Eines der beiden Targets wird den kritischen Punkt zuerst erreichen, während man bei dem anderen noch Spielraum hat. Die Temperatur ist eine Folge der Wärmelast und des (abgeführten) Wärmestroms. Für gewöhnlich würdest Du jetzt das Target, welches noch spielraum hat, weiter takten bis er aufgebraucht ist. Oder meinst Du was komplett anderes?

Zitat von »klabautermann«

5. Welche Oberflächen (mm^2) haben cpu und gpu?

Die Die-Maße für verschiedene Chips sind in Wikipedia zu finden. Verstehe nicht ganz worauf Du hinaus willst. Thermische flussdichte innerhalb des Querschnitts des Silizium-Die's? Übergang Die-Heatspreader? Effektivität des Heatspreaders bei direktem Wasserkontakt?

Zitat von »klabautermann«

6. Lässt sich eine rein physikalische Verteilung der Kühlungsverteilung der beiden annähern ? (z.B. 60% der Energie nimmt das Wasser auf cpu auf, wobei die Wassermenge die durch den Kanal läuft nur 50% beträgt)

Bin hier auch nicht sicher ob ich verstehe worauf Du hinaus willst. Über die Wärmekapazität des Kühlmediums und seine Flussrate kriegst Du die Temperaturerhöhung des Kühlmediums raus. Die Leistung (Wärmemenge pro Zeiteinheit) kann man ja als bekannt und konstant annehmen. Die obere Temperatur des Kühlmediums muss unterhalb der kritischen Temperatur des Halbleiters liegen, um Wärme aufnehmen zu können. Wie weit sie darunter liegen muss, hängt von der Summe der Wärmewiderstände ab, also Siliziumchip, Lot, Heatspreader, Grenzschicht des Wassers am Heatspreader. Bei GraKa's ohne Heatspreader könnte man noch Lot+Heatspreader aus der rechnung eleminieren, das dürfte aber sehr schwer so zu bauen sein, dass es nicht per Haarriss irgenwo in der Vergussmasse, die man dann um den Die herum anbringen muss, irgendwann doch voll in die Hose geht.

Zitat von »klabautermann«

1. 10 Ghz wird man wohl nicht erreichen ...
Aber ginge es, dann wäre es dir sicherlich möglich, die dabei entstehende Wärme soweit abzuführen, dass die cpu auf 43° kommt.
nehmen wir an, die cpu lässt sich von der architektur her auf 4,5Ghz takten, dann kann ich mir nicht vorstellen, das die cpu bei 33° die gleich performance liefert, wie bei 43°. z.B. Benchmarks o.ä.

Hehe. An nem 10GHz Thuban beisst man sich derzeit sogar mit LN2He die Zähne aus.

Wie weit man runterkühlen kann, hängt vom Wärmeleitwert zwischen Transistor und Kühlmedium ab, sowie der Medium-Temperatur. Silizium hat ca 150, Kupfer des Heatspreaders ca 400. Wärmeleitpaste und Kühlerboden würden ja entfallen. Der Wärmewiderstand der Grenzschicht Kupfer<->Wasser lässt sich ja per Strömungsgeschwindigkeit und Geometrie (Turbulenzformung) manipulieren, theoretisch auch bis fast auf 0 - was man aber nie erreichen wird. Ich vermute, dass normaler Weise gerade die Wärmeleitpaste einen nicht unwesentlichen Anteil am Gesamtwiderstand verursacht. Schafft man es also den Wärmewiderstand zu halbieren, kann man auch die Temperaturdifferenz halbieren um die gleiche Wärmemenge bei gleicher Zieltemperatur zu transportieren.

Wenn ne CPU erstmal stabil auf nem bestimmten Takt läuft, merkt man von der Performance in Benchmarks her keinen unterschied, ob sie gerade so noch unter ihrer kritischen Temperatur läuft, oder noch nen ordentlichen Spielraum hat. Von der Spannung merkt man ja auch nichts. Was Du merken würdest, ist, dass die Kühlere CPU weniger Energie verbraucht (und somit auch weniger Wärme erzeugt), da ihre Leckströme geringer sind. Diese würde sich also leichter noch weiter übertakten lassen.

Zitat von »klabautermann«

2. ich nehme zur kenntnis, dass es nicht wirklich messbar ist !?

Ich wüsste echt nicht wie, ausser das Verfahren was ich beschrieben habe.

Das tückische ist ja, dass jede Stelle des Chips ne leicht andere Temperatur haben kann, da jeweils unterschiedlich viel Energie frei wird. Und das kann zeitlich auch noch in extrem kurzen Zeitabständen variieren, verursacht durch die Programmausführung. Ausgeglichen wird das räumlich nur per Wärmeleitfähigkeit des Siliziums sowie zeitlich über seine Wärmekapazität.

Zitat von »klabautermann«

4. naja, damit meinte ich schon was anderes ...
also eigentlich könnte man die Frage auch so stellen: Kannst du deine Pumpe "virtualisieren" damit du eine virtuelle Pumpe für cpu, eine pumpe für gpu ... usw. hast?
So, aber Spaß beiseite, dein Thread heißt ja "...single pump...", also bedeutet die Frage, hast du unterschiedliche Durchflusmengen für cpu und gpu, z.B. durch einen künstlichen Widerstand, oder einfach nur wenn die Anschlusspositionen vertauscht sind, oder k.A.

Während der Planungsphase hatte ich mir sehr viele Gedanken zu diesem Thema gemacht. Ich glaube da lag meine Hauptsorge, dass es ordentlich schiefgehen könnte, und man durch zu viel Korrekturen sehr viel von dem Vorteil wieder einbüßt.

Ich hatte mir damals drei Methoden überlegt, wie man mit möglichst wenig Aufwand und Nachteilen die Durchflussraten balancieren könnte: Die eine wären Kugelventile in den zu schnell laufenden Strömen. Kugelventile gibt es in großen Größen recht preisgünstig, und wenn sie geöffnet sind, entsprechen sie fast der Geometrie eines Rohres ohne viel Durchflusswiderstand. Die andere Methode wären Drosselscheiben. Das ist einfach ein Stück dünnes rundes Blech (z.B. Unterlegescheibe), mit ner Bohrung in der Mitte, welches dann in den Strömungsweg eingelegt wird (z.B. zwischen zwei G1/4" Verlängerungsadapter). Die dritte Methode war, ein Segment der Schlauchanbindung des zu bremsenden Kühlers mit nem kleineren Schlauchquerschnitt zu versehen.

Es hat sich dann aber herausgestellt, dass eine vierte Methode, die ich anfangs nicht beachtet hatte, sehr viel einfacher, billiger und eleganter ist: Das 'Oversizing'. Ich ignoriere einfach unterschiedliche Durchflussraten und lasse laufen. Es ist genug reserve da, und wenn ein Kühler zu stark gekühlt wird, dann verursacht das keinerlei Probleme solange die anderen noch genug abbekommen.

Eine weitere Möglichkeit ist mir im Laufe des Projektes noch eingefallen, als ich mir Gedanken gemacht habe, wie man extrem restriktive Kühler, welche aber sehr hohe Wärmelast und Kühlpriorität haben sollen, pushen kann ohne das System zu extrem überdimensionieren zu müssen: 'Hybrid Parallel'. Es erfordert aber eine Hilfspumpe. Diese wird seriell exklusiv vor den zu pushenden Kühler gesetzt, und erhöht praktisch den Druck den dieser abbekommt. Da sie nur die Flussrate für einen Kühler liefern muss, wären hierzu Pumpen wie DDC oder D5 geeignete Kandidaten.

Noch eine weitere Möglichkeit hat man, wenn man zwei Kühler gleichzeitig primär pushen möchte, und ein dritter unabhänging davon von einer weiteren Pumpe profitieren würde. Ein typischer Anwendungsfall wäre hierbei die externe Anbindung einer Radiatorgruppe, welche durch die Schnelltrennkupplungen stark gebremst wird, und man sowohl GPU und CPU wie auch die Radis pushen möchte. Man nimmt die Radis aus dem parallelen Weg heraus, und versieht diese mit einer eigenen Pumpe (z.B. AMS Pumpenmodul). Da die Radis nun nicht mehr parallel Durchfluss klauen, steht mehr Druck für GPU und CPU zur Verfügung, und der Durchfluss durch diese erhöht sich. Die Radis bindet man dann 'hydraulisch unsichtbar' in den parallelen Kreislauf ein, indem man eine hydraulische Weiche verwendet. Das kann man einfach realisieren, in dem man z.B. saug- oder druckseitig zwei nebeneinanderliegende Extraanschlüsse am Verteiler vorsieht. Durch den (von der Strömungsreihenfolge des Summenstromes her) ersten wird für die Radigruppe Wasser abgesaugt, durch den zweiten das von der Radigruppe kommende Wasser wieder eingespeist. Macht man das Saugseitig, reduziert sich sogar die Temperatur des gemischten Wassers um einen hauch, verglichen mit der vollparallelen Konfiguration. Die Radis+Schnelltrennkupplungen bekommen auch den vollen Druck der Hilfspumpe exklusiv ab, und können etwas schneller laufen. Das klingt jetzt zwar komplex, ist aber eigentlich ein recht einfaches Verfahren. Dies ist auch optimal, wenn man z.B. mit einer sehr leistungsfähigen externen Radigruppe (GIGANT, AMS Array, Brunnenkühlung) mehrere Rechner versorgen will, aber in den Kühlern der Rechner trotz der sehr restriktiven Verbindungsleitung sehr guten High Flow fahren will. Innerhalb der Rechner muss die parallele Gruppe nichtmal mit so extremen Kalibern wie E6 betrieben werden, bei nur zwei Kühlern wird da auch locker eine DDC oder D5 reichen um die Durchflussraten auf hübsche Werte hochzujagen.

Ob das vertauschen von Anschlusspositionen ein geeignetes Mittel ist, muss ich mal untersuchen. Kann sein dass es sogar gut funzt, es wird aber stark vom konkreten Aufbau abhängen.

Zitat von »klabautermann«

5. und 6. man könnte ja, je nachdem was denn so der unterschied zwischen gpu und cpu temp ist, die wassertemp unmittelbar vor und nach dem Durchlaufpunkt der jeweiligen beiden messen, beide ins vehältnis bringen, und sehen, welche bei gleicher wärme und gleichem durchfluss mehr Energie pro mm^2 abgibt.
vielleicht bringt eine Erkenntnis ja was bei punkt 4 ...

Ich hatte das Messen von DeltaT's in der Planungsphase auf der Liste (das war einer der Gründe für zwei AE5, um genügend Kanäle für Anlegesensoren zu haben). Habe es aber später doch vorläufig verworfen. Die Durchflussraten haben sich als so extrem hoch erwiesen, dass die Temperaturdifferenzen schon rein rechnerisch sehr weit unter einem Grad liegen. Um da noch brauchbare Messungen durchzuführen, bräuchte man sehr viel präzisere Sensoren+Messgeräte mit 0.01° Auflösung. Und da wurde das Budget dann doch 'etwas' knapp.

Die Wärmeflussdichte kann man eigentlich recht gut rein Rechnerisch abschätzen. Die TDPs bei Standardtakt/Standardspannung sind ja in etwa bekannt oder können per Verbrauchsmessgerät grob herausgerechnet werden. Die Flächen der Chips kann man googeln. Die Durchflussrate pro Wasserstrom kann man per DDM+DFM oder mit zwei DFM und nem Nebenstrom ermitteln. Den Rest kann man auf dem Papier oder per Excel machen.

Interessant wären präzise Messungen, um den Wärmewiderstand zwischen Die und Wasser zu ermitteln. Ich glaube Du willst eigenlich auch darauf hinaus. Das wäre beim Optimieren von Übertaktungen und Kühlern/Jetplates/Mounts ein sehr wertvolles Werkzeug. Die Präzision und Auflösung der AE5 Sensoren mit 0.1° würde da sogar reichen. Das Problem ist, dass der Temperatursensor auf dem Chip häufig nur sehr sehr grob mit 1° aufgelöst wird, so dass man praktisch innerhalb dieser Schrittweite einen Blindflug machen muss, und nur die Stabilität der Übertaktung einen Hinweis darauf liefert, ob man die Situation verbessert oder verschlechtert hat.

Bei der Justierung des 'Unobtanium' Kühlers wäre es auf jeden Fall eine Hilfe, veränderungen der Chip-Temperatur hochauflösend ablesen zu können, genau muss es ja nicht sein. Ich muss nacher mal ein wenig was über den genauen Aufbau und die Funktionsweise des Kühlers vorbereiten, auch wenn einige Konstruktionsdetails noch nicht feststehen.

Aaaalsooo... dass dieser Kühler ein wenig anders 'tickt' wie normale, war ja oben schon rauszulesen. Eigentlich wollte ich den noch nicht so früh beschreiben, da einige Konstruktionsdetails noch nicht gelöst sind. Aber bevor spekulationen auftauchen lege ich mal die grundsätzliche Funktionsweise offen, dann kann man konkret diskutieren.

Unobtanium als Wärmeleitpaste und als Kühlerboden wäre schön, aber das Zeug gibts ja nicht, man kriegt es nicht, und man kanns nicht verbauen. Es sei denn, man reduziert die Menge auf Null: Unobtanium habe ich als Synonym für 'lass weg den Mist' benutzt.

Es geht also darum, einen CPU-Kühler so zu konstruieren, dass das Wasser direkt über den Heatspreader strömt und dort die Wärme aufnehmen kann, statt den Umweg über Wärmeleitpaste und Kühlerboden nehmen zu müssen. Das soll eine seiner Stärken werden.

Die andere Stärke soll er aus seiner scheinbaren Schwäche gewinnen, der wegfallenden Struktur, welche normaler Weise im Kühlerboden eingearbetet ist. Das ist das eigentlich interessante an dem Konzept, und liesse sich evtl auch in einem konventionellen Kühler integrieren. Doch dazu später mehr.

Gehäuse

So ein AM3 Prozessor hat einen Heatspreader der ca 3mm hoch und quadratisch mit ner Kantenlänge von 37.5mm ist.

Will man dort Wasser drüberlaufen lassen, dann muss man es am Abhauen hindern. Es muss also ein Gehäuse her, welches unten offen ist, und bei dem der Heatspreader die Unterseite der Kammer bildet. Man kann da einfach eine 10-20 mm dicke Delrin-Platte nehmen, und ein quadratisches durchgehendes Loch in die Mittte schneiden. Zur Abdichtung wird unten ein O-Ring benötigt, desweiteren muss das Gehäuse gegen Abrutschen gesichert werden. Dazu macht man nen 2mm tiefen und 3mm breiten Falz unten um die quadratische Öffnung, in den der Heatspreader eingelegt werden kann. In der 3mm breiten Falzfläche, welche die Auflagefläche des Heatspreaders bildet, wird ein Bett für den O-Ring eingearbeitet.

Die Platte macht man aussen so groß, dass sie bis über die Schraubenlöcher für das Retention Modul hinausreicht. Dort wird sie dann ganz normal mit der Backplate verschraubt. Allerdings ist nicht viel Anpresskraft erforderlich, da ja nur der O-Ring gegen den Heatspreader gedrückt werden muss um eine Abdichtung zu erreichen. Man könnte das Gehäuse auch kleiner machen und mit einer Montageplatte aus Edelstahl versehen. Oder ein Inlay ala AC HighFlow DFM bzw Aquacover. Das ist von der Funktion her aber wurscht.

Jetzt haben wir eine Art 'Wanne' um den Heatspreader. Um das ganze Modular zu halten, wird ein Deckel als eigenes Bauteil ausgelegt und oben draufgesetzt. Der kriegt nen O-Ring zur Abdichtung, vier Schraubenlöcher um ihn mit dem Gehäuse zu verschrauben, sowie einen zentrisch in der Mitte sitzenden Einlass und einen zur Seite versetzten Auslass. Der Deckel kann ruhig deutlich größer sein als die Kammer, bzw der drunterliegende Heatspreader, so hat man platz für dicke Verschraubungen, viel Durchflussquerschnitt sowie zukünftige Erweiterungen/Umbauten und das wichtigste: für das Innenleben.

Um die CPU zu wechseln, muss man alles horizontal hinlegen, die Schläuche abziehen, das Wasser aus der Kammer raussaugen, den Deckel abbauen und die Kammer trockenwischen. Danach kriegt man das Gehäuse runter, ohne eine riesen Schweinerei zu machen. Es lässt sich also durchaus handhaben, wenn auch aufwändiger als ein traditioneller geschlossener Kühler.

Das ist die Grundform.

Er würde so aber nur sehr miserabel kühlen. Was fehlt ist das Innenleben, welches den eigentlichen technischen Leckerbissen Beherbergt:

Turbulenzformung

Der 'Unobtanium' Kühler wird, da ja die Oberfläche des CPU Heatspreaders glatt und schwer mit Kühlstrukturen zu versehen ist,

über eine Art von justierbarem und wechselbarem 'Turbulenzformer/Strömungsformer' verfügen.

Das kann man sich wie einen Stempel vorstellen, welcher am Deckel befestigt ist und über dem Heatspreader hängt. Der Abstand zwischen dem Turbulenzformer und dem Heatspreader wird von aussen während des Betriebs mit Schrauben o.Ä. justierbar sein.

Das Wasser wird (im einfachsten Fall) in einem Kanal vom Deckel kommend im Zentrum des Turbulenzformers eingespeist, und fliesst dann zwischen diesem und dem Heatspreader nach aussen zum Rand hin und kühlt dabei den Heatspreader direkt.

Die einfachste Oberflächenform des Turbulenzformers ist eine glatte Fläche. Man kann dort aber auch Strukturen einarbeiten. An diesen wird das Wasser dann verwirbelt, und diese Wirbel treffen dann ebenfalls auf den gegenüberliegenden Heatspreader und reissen dort die laminare Grenzschicht auf, bzw reduzieren ihre Dicke.

Der Abstand zwischen TF und HS muss dabei nicht umbedingt klein sein, Turbulenzen wirken sich auch entlang der Strömung schräg quer zu dieser bis auf die andere Seite aus. So kann man in der verhältnissmäßig 'dicken' Kanalebene dann extrem hohe Strömungsraten fahren. Oder bei kleineren Strömungraten aber hohem zur Verfügung stehendem Druck den Abstand reduzieren.

Den Heatspreader selbst kann man auf spiegelglatt polieren. Das lappen von HS ist ja nichts neues und auch nicht sehr schwierig. Nur wurde es bisher aus einem anderen Grund gemacht. Hier hilft es die Grunddicke der Grenzschicht weiter zu reduzieren. Grenzschichten werden dicker, je rauher eine Oberfläche ist und je mehr Unebenheiten sie enthält. Die Grenzschicht hält sich praktisch an diesen fest und nutzt sie als 'Windschatten'.

Am Turbulenzformer wiederum richtet eine Grenzschicht keinen Schaden an, da dort der Wärmeübergangswiderstand bedeutungslos ist. Man kann ihn fast beliebig gestalten, bearbeiten und auf Wirbelbildung optimieren. Die kinetische Energie des vorbeiströmenden Wassers kann gezielt in Turbulenzen umgesetzt werden.

Es wird möglich, durch strikte Trennung von Turbulenzerzeugung, Strömungsführung und Wärmeübergangsfläche, die Grätsche zwischen maximalen Turbulenzen bei minimaler Grenzschicht hinzubekommen. Die Feinstrukturen bei herkömlichen Kühlern, welche gleichzeitig verwirbeln und kühlen müssen, auch noch glattzupolieren, ist fertigungstechnisch ja kaum hinzubekommen.

Man muss da auseinanderhalten ob 'Direct-To-Die' oder 'Direct-To-Heatspreader' verwendet worden ist. Ich hatte nur bei DTD Fehlversuche per google finden können, über DTH hatte ich kaum was gefunden. Alles was ich gefunden habe stammt aus der alten Athlon Aera und war DTD. Aktuelle Projekte in dieser Richtung sind mir nicht bekannt, geschweige denn welche mit DTH.

Nimmt man an, dass man die Abdichtung der Kammer gegen den HS hinbekommt, fällt mir nur eines ein, was die CPU schrotten könnte: Wenn sich ein stehender Wirbel bildet unter dem die Wärme nicht abtransportiert wird. Da der Heatspreader die Wärme auch horizontal ableiten kann ist es aber nicht sehr warscheinlich dass man so ne CPU bei nem Testlauf im Idle oder bei niedriger Übertaktung schon schrottet bevor das Problem an steigenden Temps erkennbar wird. Zumal solche große statische Wirbel eher bei Hochdruck-Düsenkühlern die mit Low Flow arbeiten warscheinlicher sind (geringer Flüssigkeitstransport).

Um wieviel Grad besser man am Ende abschneidet hängt sehr stark von der Wärmelast ab. Bei nur leichter Übertaktung, auf Standard oder undervolted würde ich mir den Aufwand sparen.

Ich habe mal die PQ-Kurven und die Durchflussaufteilung neu ermittelt, da beides ja nicht mehr aktuell war.

Hier die PQ-Kurven. Für die drei Punkte wurden wie vorher schon die Punkte 0;0, sowie Druck auf Pumpenstufe 1 und 7 verwendet. Durchfluss wurde im Substitutionsverfahren mit dem DFM-Kugelhahn-Dummy bei geschlossenem Nebenstrom ermittelt. Die Koeffizienten hat dann wie gewohnt Excel aus den Messpunkten herausgerechnet.



Aus den Koeffizienten kann man mit Hilfe der Umkehrfunktion dann die Durchflussaufteilung für beliebige Drücke berechnen. Hier mal die Pumpenstufen 1 bis 7:

Den Nebenstrom für den AGB hatte ich auf ca 120 l/h gedrosselt. Auf den niedrigeren Pumpenstufen wird sogar ohne Drosselung nur weniger erreicht.



Man kann sehen, dass das Einfügen der vier VL4N Schnelltrennkupplungen den Radi-Strang im Vergleich zur vorhergehenden Berechnung ordentlich gebremst hat (ca -200 l/h). Dies führt auch zu einem Druckanstieg. Allerdings können selbst durch den etwas höheren Druck weder CPU noch GPU ihre Flussraten grossartig steigern, sondern laufen mit nur je ca +30 l/h mehr. Es zeigt im Grunde die Funktionsweise des Parallel-Konzeptes: denn würde man entsprechend weiteren Durchfluss von den Verteilern abzweigen (z.B. die 200 l/h die beim Radi runtergegangen sind), würde man nur wenig (je -30 l/h) auf den anderen Kühlern verlieren.

Ich habe mir mal ein paar Gedanken zu dem Unobtanium Kühler sowie der CPU-360 X-Akte mit den zeitweise misteriös guten Temperaturwerten gemacht.

Das Problem mit dem Unobtanium ist, dass er zwei Konzepte gleichzeitig umsetzt: a) Direct-To-Heatspreader sowie b) justierbare indirekte Turbulenzformung mit glatter Wärmeübergangsfläche. Wie soll man rausfinden, welches der beiden Konzepte einen wie hohen Anteil an der Wirkung hat? Man muss also zuerst b) entwickeln und testen, in einem konventionellen geschlossenen Kühler mit glatter Kühlerplatte aus Kupfer. Hat man das unter Kontrolle und reproduzierbar am Laufen, kann man das DTH Konzept immer noch hinzufügen.

Der erste Schritt wäre auszulooten, wie weit man mit sehr gutem Kontakt bei einem konventionellem Kühler gehen kann. Das schneidet sich mit der X-Akte, bei der ich ein Kontaktproblem vermute. Also kann man das schonmal in einen Topf werfen und zeitgleich zum Projekt in Angriff nehmen. Es wird auch helfen den Punkt genauer einzugrenzen, bei dem die Strömungserhöhung keine Absenkung der Kerntemperaturen mehr verursacht. Denn je niedriger der Wärmewiderstand zwischen HS und Kühler, desto stärker müsste sich eine Strömungserhöhung auswirken.

In der Richtung komme ich allerdings bisher nicht weiter. Die X-Akte hat sich als harte Nuss erwiesen. Das Experiment mit den beiden Teflon-Streifen verlief ohne das gewünschte Ergebniss. Die Temps blieben gleich, lediglich nach dem späteren Zerlegen konnte man sehen, dass die Streifen nur an den Enden flachgepresst waren, während die gesammten Mittelbereiche so gut wie keine Druckspuren zeigten.

Die Nickelschichten des Heatspreaders zweier CPU's sowie die des CPU-Kühlers sind mittlerweile leicht beschädigt, und zeigen einen Haufen winziger punktueller Risse. Es hat mit der Zeit bei jedem Kühlerwechsel etwas zugenommen, und zwar seit ich eine bestimmte Tube Gelid GC Extreme verwende. Ich vermute, dass da in dieser Charge der WLP grobe aber harte Partikel mit reingekommen waren die dies verursachen. Andere Quellen kann ich mittlerweile ausschliessen, ich verwende an Heatspreader ausschliesslich 70% iges Isopropanol und Zewas, am Kühler dann hin und wieder Wasser, Seife und ne alte Zahnbürste. Die kontaminierte Tube ist aussortiert und Ersatz bereits bestellt.

Ich habe daher bereits mit dem Gedanken gespielt HS sowie Kühlerboden zu schleifen um die Nickelschicht zu entfernen und wieder eine 100%ige glatte Oberfläche zu bekommen. Es ist zwar schade um die Kühleroptik, aber wenn man das drauflässt, werden die Schadstellen im Nickel des Kühlerbodens sich immer wieder auf dem Heatspreader verwewigen. Ich werde also beides möglichst plan schleifen. Wenigstens sieht man es nicht im verbauten Zustand.

Der nächste Schritt, der mir einfällt, um die X-Akte anzugreifen, wäre mal eine der Liquid Metal (Gallium) Wärmeleitpasten einzusetzen. Einerseits hat es einen hohen Wärmeleitwert, andererseits wird es bei Kupferkontakt aushärten, so dass man nach dem Trennen die Schichtdicken und Verteilung sehen wird. Allerdings ist LM für mich Neuland, ich habe da immer die Finger von gelassen. Da ich aber ohnehin Kühler und HS schleifen muss, sinkt die Hemmung doch noch anzufangen dieses Teufelszeug zu verwenden.

Multisaft, die Idee ist gut. Vereinfachen ist immer ne gute Idee. Man kann das weiterspinnen, zumindest für den AM3 Sockel. Das wasserführende Gehäuse noch länger machen (rechteckig statt quadratisch, bis in den Montagebereich hinein), die Anschlüsse dann dorthin, auf einer Seite rein, über den HS drüberlaufen lassen, und auf der anderen Seite dann raus. So ist der Bereich mit der Strömungsformung nicht mehr so Platzkritisch, da dort keinerlei Wasserkanäle integriert werden müssen. Oberhalb des HS sitzt nur noch die Platte für die Strömungsformung mit der Mechanik zur Höhenverstellung. Diese Bauart erfordert aber die HS-Dichtung aussenliegend am Aussenrand des Heatspreaders, damit dieser flach angeströmt werden kann. Sollte aber auch machbar sein, und hat auch noch den Vorteil, dass fast null Anpressdruck erforderlich ist.

Billige und einfache Versuchskonfiguration für Low Pressure High Flow

Ich habe mir was ausgedacht, wie man Niederdruck-Highflow mit sehr einfachen Mitteln an seiner bestehenden WaKü austesten und damit experimentieren kann. Vorausgesetzt man hat ne zweite Pumpe die gut rennt sowie einen simplen Verteilerwürfel mit vier Anschlüssen:



Der Würfel wird an einer beliebigen Stelle in der WaKü eingefügt. Es werden immer die gegenüberliegenden Anschlüsse für einen Kreislauf verwendet. So kreuzen sich die Ströme und das Ding wirkt als hydraulische Weiche. Der ExtremeFlow kreis ist praktisch durch den Würfel kurzgeschlossen, das Wasser schiesst direkt zu dem gegenüberliegenden Anschluss durch. So geht auch nur recht wenig kinetische Energie verloren. Jede DDC/D5 sollte so in der lage sein, in dem Testobjekt Durchflussraten im oberen 3stelligen Bereich zu erzeugen.

Welche Schlauchdurchmesser in der konventionellen WaKü verwendung finden spielt keine Rolle. Die kann, seriell aufgebaut, auch mit hochrestriktiven Sachen vollgestopft und mit sehr langen 6mm Schläuchen verschlaucht sein. Es wirkt nicht auf den Durchfluss des kreuzenden Kreislaufs. Der Extreme Flow herrscht nur in der grünen Leitung, nur diese drei Schlauchsegmente sowie ihre Anschlüsse brauchen auf Durchfluss und niedrigste Restrikivität optimiert werden.

Zitat von »multisaft«

So einfach das auch immer klingen mag, der Aufwand so ein Teil zusammen zu schrauben ist mit an 100% iger Wahrscheinlichkeit unglaublich hoch

Tja, schade dass Lego+Sekundenkleber nicht passt, das wäre dann ne Sache von minuten.

Wobei... ein Stein hat 8x8 ... Heatspreader 37.5x37.5 ... bliebe ne Lücke von 1.25mm auf jeder Seite die man füllen müsste. Und so ein umgedrehter Legostein gibt bestimmt nen guten Turbulenzformer ab.

Gibts schon Legosteine mit G1/4" Innengewinde?

Ich hab gerade kein Lego zur Hand. Könnte jemand bitte mal fix nen Prototypen bauen und das Bild hochladen? Ich ahne schon wo das enden wird...

Zitat von »multisaft«

Gerade WEIL man seitlich am HS abdichten muss... Am besten währ man könnte den HS einfach in einen Kupferboden "einlöten". Also Kupfer, den HS als Ausspaarung quasi ausschneiden, den HS rein und die Schnittkanten dicht machen. Löten wird wohl wegen der geringen Hitzeverträglichkeit der CPU ausfallen. Kaltlöten wohl auch (nun wer findet den Witz darin? ) 2 Komponentenkleber währe mir persönlich zu gefährlich, ka was da passiert wenn der dauernd warm kalt wechsel über sich ergehen lassen muss. Risse wären unpraktisch

Epoxy wird die unterschiedliche Größenänderung von HS/PCB und Kühler nicht ausgleichen. Der HS ist ja auch mit so nem schwarzen Zeugs rundum elastisch auf dem PCB festgeklebt.

Wenn kleben, dann auf jeden Fall mit was weichem wie Silikonkleber. Loctite (na wer sonst...) hat bestimmt was passendes im Programm.

Falls die Klebenaht keine Last halten soll und nur dichten muss: Wie wärs mit dem Zeug mit dem man Zylinderkopfdichtungen bei Autos verklebt? Von der chemischen und thermischen beständigkeit her müsste es das aushalten. Damit könnte man alle grossen komplizierten O-Ringe weglassen.

Sei nur vorsichtig falls eines deiner Bauteile ein HS ist: 3.75x3.75 cm² = 14cm². Bei 400 mbar sind das immerhin 5.6 kg. Nicht dass Dir die Lego-Granate um die Ohren fliegt.

Ich hab mal nen Entwurf gemacht, wie so ein Ding in sehr einfacher Ausführung aus nur einem Stück aussehen könnte - vorsicht nicht massstabsgerecht:



Quadratisch, praktisch, gut. Hat bestimmt die Ästhetik eines Backsteins. Material: Egal solange wasserfest und bearbeitbar. Der Körper ist dunkelgrau dargestellt.

Das rosa/grüne Ding ist der Heatspreader.

Das eigentlich justierbare Teil (Strömungsformer) ist hier nur vereinfacht rot dargestellt. Im einfachsten Fall lässt man das Ding einfach weg und gestaltet den Kühler so, dass an dieser Stelle über dem HS ca 0.5 mm Spalt freibleiben. Oder mehr freilassen und das rote Ding dann von der Oberseite aus mit zwei Schrauben festschrauben, so kann man den Spalt dann einstellen oder mit anderen Turbulenzformern versehen.

Blau sind die Wasserkanäle. Man muss zwei Sacklöcher für die Anschlüsse bohren, zwei Schlitze fräsen sowie die Strömungsebene einlassen. Das geht alles mit nem simplen Kreuztisch. Würde mich nicht wundern wenn geübte Bastler das auch ohne Kreuztisch nur mit nem Bohrständer hinbekommen.

Das komplizierteste ist das Dichtungsbett für den O-Ring (gelb), da muss man nen Schlitz mit nem Radius an den Ecken versehen. Und halt die Gewinde für die Anschlüsse.

Seit etwas mehr als zwei Wochen ist jetzt das 10% ige Glysantin-Gemisch im Kreislauf, und es scheint sehr gut zu funzen. Bisher keinerlei Ablagerungen oder Roststaub wie vorher. Alles sauber.

Um auf nummer sicher zu gehen habe ich gestern den Filter wieder mit Filterpapier ausgestattet. Nach 24 Stunden Laufzeit hat sich keinerlei Rost dort eingefunden. Lediglich die üblichen paar Krümelchen 'Irgendwas Schwarzes', die auch vom Filtersieb hin und wieder eingefangen werden. Das dürften Fragmente der sich lösenden schwarzen Pumpenbeschichtung sein. Da es nicht viel ist werde ich das zunächst ignorieren, später kann man das Pumpengehäuse innen mal blank machen - falls dann überhaupt noch was von der Beschichtung da sein sollte.

Die einzigen negativen Sachen die mir auf den Keks gehen sind a) das Babyblau (ok, das ist Geschmackssache) und b) das Gemisch ist trotz des geringen G48 Gehahltes immer noch klebrig. Und gerade b) nervt wenn man ständig das System zerlegen muss. Wenn später mal Geld über ist werde ich mal AC Double Protect Ultra ausprobieren. Es ist farblos+klar, soweit ich weiss klebts nicht, und evtl verträgt es sich ebenfalls so gut mit Grauguss wie das G48. Letzteres muss ich noch austesten oder AC mal fragen.

Mit Grauguss kann man also problemlos rumspielen, aber nur mit Korrosionsschutz im Wasser. Sonst gibts stylische rostbraune sowie gelbe Ablagerungen (leider nicht UV-Aktiv)