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.
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.
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.
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.