News Sandia-Forscher entwickeln revolutionären CPU-Kühler

[Dshing]

@ Vidy_Z
Und wie löst du das Problem des Kontakts mit dem Heatspreader? Der ist dann wieder luftiger Natur oder ist die Schiffsschraube die CPU?

 

[Vidy_Z]

Ne Nemesis, Flüssiglager gibt es schon lange. Die sind extrem laufruhig, reibungsarm und, wenn richtig ausgeführt, auch sehr langlebig. Das Problem liegt einzig darin, wie du die Wärmeenergie in einen rotierenden Köper hinein bekommst.

@Dshing
Der Heatspreader, das ist ein handelsüblicher Wasserkühler für Cpu´s. In den fließt das Wasser wie üblich durch einem Schlauch rein und durch einen anderen wieder raus. Dann kommt aber das emfindlichste Teil, das den Übergang in die Welle bildet. Du hast praktisch ein kleines Gehäuse, in das das Kühlwasser deiner CPU hineinfließt. In dieses Gehäuse schaut nun die Welle des Kühlers hinein. Diese Welle kann sich in dem Gehäuse drehen, und damit sich dabei kein Wasser an dem Lochrand raus drückt, ist die Welle mit Simmerringen am Lochrand geschützt. Simmerringe sind Dichtungen die genau für diesen Zweck gebaut sind. Sie dichten sich drehende Teile. Siehe hier. Der Rest wie oben beschrieben. Eine Kühlbahn die noch im Innern des Gehäuses an der Wellenmitte ansetzt, und auch wieder in diesem Gehäuse zurück führt, etwas weiter außen als der Eingang, damit die Fliehkraft das Wasser in Bewegung versetzt.

Also das ist jetzt nur mal so eine Idee. Zwar machbar, aber handwerklich sehr anspruchsvoll. Mann kann glaube ich, schlecht im Voraus sagen ob es sich lohnt, man müsste es wohl wirklich erst ausprobieren um sicher zu gehen. Weil sich aber alles auf einmal in diesem einen Bauteil befinden würde, wäre die Komplexität so hoch, dass es mir persönlich schon wieder etwas zu stressig wäre. Aber wenn ich sonst nichts zu tun und eine Werkstatt hätte, dann ... :-).

 

[Eisenfaust]

Wenn wir schon beim Labern sind: Rechner in Flourkarbonbädern oder in elektrisch nichtleitenden Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Speiseöl, sind keine Neuerfindung und insgesamt aufgrund des wesentlich effizienteren Prinzips der Thermokonvektion effizienter. Bei den Lüfter ist noch immer ein thermokonduktives Element im Spiel - im Falle des vorgestellten Propellers eben jener selbst.

Tom's Hardware hat, meines Wissen, mal einen Rechner komplett in Salatöl versenkt. Das Problem bei Fettsäuren ist, daß sie mit der Zeit zersetzen, vercracken oder durch Polykondensation alterieren und in den meisten Fällen dabei Wassergruppen freigeben, die dann mit Verunreinigungen einen Leiter bilden können und so zu Kurzschlüssen führen. Auch erscheint der Austausch einer defekten oder zu erneuernden Komponente eine eher 'fettige' Angelegenheit zu werden.

Wasserkühler möchte ich in meinem Rechner nicht haben, solange elektrische Signale und nicht Lichtwellen Hauptträger/Agenten der Signalverbreitung sind. Zudem sind fast alle Wasserkühler am Markt energetische Dreckschleudern. Miese Qualität, miese Langzeistabilität, hohe Energiekosten und vor allem von fragwürdiger Dichtigkeit - für den 24/7 Servereinsatz weniger geeignet.

Bislang sind intelligenten Konzepte und Ansäzte aufgrund von Profitgier und Ignoranz fehlgeschlagen (Beispiel: WTX Gehäuse und WTX-Platinen als erster Schritt zu einer besseren Wärmeabfuhr).

Vidy_Z: Bewegliche Teile an einer internen Kühleinrichtung, die aufwendig gedichtet werden müssen, halte ich für sehr schlecht und viel zu wartungsanfällig.

 

[RubyRhod]

top idee, aber wie bekommen die die wärmeenergie vom still stehenden kühlerboden auf die rotierenden lamellen?

Bitte nur einmal nachdenken:

Man lässt einfach den ganzen PC rotieren - fertig. Damit kühlt man gleichzeitig alle anderen Komponenten mit. =)

@Eisenfaust:
Ich persönlich bin für Quecksilber statt Öl - solange alle elektrischen Kontakte lackiert sind, wäre das ja eigentlich kein Problem - die Oberflächenspannung dürfte vllt sogar das Kriechen in Zwischenräume verhindern - aber wo bekomm ich nur literweise Quecksilber her? =(

 

[Vidy_Z]

@Eisenfaust

Bewegliche Teile an einer internen Kühleinrichtung, die aufwendig gedichtet werden müssen, halte ich für sehr schlecht und viel zu wartungsanfällig.

Naja, wenn du auch Wasserkühlungen, die mittlerweile nicht mehr nur in Privatcomputern, sondern auch in Servern eingesetzt werden und ihre Tauglichkeit wie Zuverlässigkeit längst bewiesen haben, für zu anfällig hällst.

Also ich kann´s nicht sagen ob so eine Wellendichtung reicht. Die Drücke in PC Kühlungen sind jedenfalls sehr niedrig, so dass das schonmal kein Problem darstellen würde. Daten über den Verschleiß und die Lebenszeit solch kleiner Kunststoffdichtungen haben ich leider nicht. Geschmiert werden diese durch die Flüssigkeit, die von Innen an der Dichtung ansteht.

Öl ist ein Problem. Das Salatöl bei Thwp sowieso :-). Öl hat eine sehr hohe Viskosität, mit der es sich praktisch durch jede Ritze durchdrückt. Bei Wasser verhindert das dessen hohe Oberflächenspannung. Das macht das Hantieren mit Wasser schon mal wesentlich unkritischer. Bei Öl muss man zudem auf die eingesetzten Materialien achten, dass diese nicht vom Öl zersetzt werden. Es gab da aber trotzdem mal einen sehr abgefahrenen ÖL- PC in Kleinserie. Ein Schmuckstück. Wenn ich ihn finde poste ich den Link.

Hehe, ja, hier:

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Quelle: Hardcorecomputers

 

[Four]

wie wärs damit

so wäre zumindest die Staubanfälligkeit gelöst.
aber zu teuer, (zu laut?), viel Reibung.....
was meint ihr dazu?

 

[AlcAida]

Die "Zentrifugalkraft" ist keine Kraft es ist die sog. Trägheit die den Effekt erzeugt den man "Zentrifugalkraft" nennt >.<

 

[Vidy_Z]

Ja @Four, nicht schlecht! Bei dreht sich also der Kühler auf der Welle und die Welle steht. Warum nicht? Gefällt! Zwar Öl als Medium, aber das ist ja erst mal egal.

 

[Liara T'Soni]

Tolle idee aber ich bleib im Moment lieber noch bei Luftkühlung, ist halt günstig und unkompliziert.

 

[davidzo]

das ist doch schwachsinn, ohne wärmeleitpaste geht der thermische widerstand ins unendliche.
man müsste eine gleitschicht auf wasser oder ölbasis bauen die rund um die cpu abgedichtet ist, dann ließe sich darüber reden. ob der wirkungsgrad aber merklich größer ist als mit herkömmlichen mitteln wage ich zu bezweifeln.

aber nicht mit luft, sowas bescheuerte shabe ich noch nie gehört

viel lärm um nichts.

 

[geekflyer]

Ich freu mich schon drauf, wenn Lian Li dann bald drehende Gehäuse rausbringt, dann wird wenigstens der ganze PC gut gekühlt ). wenn man dann nen USB Stick einstecken oder CD ROM einlegen will muss man sich beeilen, damit der PC beim anhalten nicht überhitzt :

 

[Feuerdieb]

@NemesisFS

Das lässt mir jetzt keine Ruhe, deshalb mein Kommentar:

Die Summe der Kräfte die auf eine Masse einwirken müssen 0 sein sonst beschleunigt sich der Gegenstand und seine Kinetische Energie wird größer.

In diesem Fall also sind die Kräfte die auf das Objekt einwirken die Reibungskräfte und die Kraft des Motors bis das Objekt eine bestimmte kinetische Energie erreicht und somit eine Rotations-Geschwindigkeit, bis beides ausgeglichen ist.

Nur weil das Objekt schwerer ist verbraucht der Motor nicht mehr Strom, um das Objekt mit konstanter Geschwindigkeit rotieren zu lassen, wenn, die Reibungskraft nicht von der Masse abhängt.
In diesem Fall hängt die Reibung von der Masse ab - und wahrscheinlich nicht einmal so wenig.

Also war ihr physikalisches Verständnis richtig.

 

[Just a Script]

Grundsätzlich wirft mir das Prinzip viel zu viele Zwänge, Probleme und Einschränkungen auf. Was aber bleibt, ist die Idee des rotierenden Kühlers, denn die ist gut, nur halt nicht mit Luft. Quecksilber ist auch keine Alternative, da es zu giftig ist und außerdem auch kein guter Wärmeleiter.

Du sollst das Zeug ja auch nicht essen. oÒ
Was glaubst du ... wieviele giftige Materialien sind in deinem Computer verbaut?
Wir fangen beim Kondensator an ...

Und auf 0,03 mm wäre, wie gesagt, auch Luft ein absolut ausreichender Wärmeleiter ... der Unterschied von Quecksilber zu reinem Kupfer wäre, trotz des Wärmeleitfaktorunterschiedes von 1:50, kaum messbar.

Nur, dass die Abwärme mit diesem Kühler immer noch im PC bleibt und diese muss weiterhin aus diesem abgeleitet werden. Die Klimaanlage wird auch weiterhin benötigt da es da keinen Unterschied gibt - eine Wasserkühlung würde zumindest das erste Problem fast vollständig und das zweite zum grossen Teil beseitigen...

Ganz zu schweigen davon, dass die verwendeten Gehäuse keinen cm³ mehr Platz bieten, als dringend benötigt wird und diese Kühllösung deutlich größer als herkömmliche Kühlsysteme ausfällt.

 

[numenor]

&
Wir haben also stets eine beschleunigte Bewegung, bei welcher die Masse eine proportionale Auswirkung auf die benötigte Energie hat. Ist nun die Masse dreimal grösser, so wird dreimal soviel Energie benötigt, um den Lüfter selbst in Bewegung zu halten.

Nein, nur wenn ein Lüfter rein durch Reibung im Lager (da wo Anpresskräfte eine Rolle spielen) abgebremst wird. Die Abbremsung durch die Luft ist aber als konstant anzusehen (hängt nicht von der Dichte ab). Nach Energieerhaltung müssen wir nur so viel Energie nachführen wie wir auch verlieren.
Du scheinst zu glaube, dass ein Lüfter der aus einem doppelt so dichtem Material gefertigt ist auch die doppelte Reibung erfährt (und das ist bei der interaktion mit der Luft nicht der Fall).



Starten wir mal im Vakuum ohne Reibung:
Wenn die Masse beschleunigt wurde dreht sie sich unendlich weiter und die Masse bestimmt nur wie viel Energie wir "gespeichert" haben.

Jetzt nehmen wir die Reibung mit ins spiel:
Hier hast du durchaus recht denn die Reibung ist proportional zur Masse (die Anpresskraft wird größer). Aber wir müssen genauso viel Arbeit reinstecken, wie wir durch Reibung verlieren. Diese ist nur von der Reibung abhängig und nur indirekt (durch die Reibung) von der Masse abhängig.

So und jetzt kommt noch die Luft dazu:
Ein herkömmlicher Lüfter wird am stärksten durch die Luft abgebremst, die Reibung in dem Lager ist da vernachlässigbar. Wenn wir die Masse erhöhen und ansonsten alles gleichlassen ist das abbremsen durch die Luft immernoch gleich, nur der kleine Teil der Reibung im Lager ändert sich.

 

[Vidy_Z]

@Just a Script
edit: Quecksilber brauchst du auch nicht zu essen. Quecksilber dampft aus. Und bei regelmäßigem Einatmen reichen schon geringste Mengen dieses Gases um sich nachhaltig zu vergiften. Deshalb ist Quecksilber trotz seiner sehr interessanten Eingenschaften aus unserer technischen Umwelt so gut wie verschwunden. Nicht mal Quecksilberthermometer, in denen das Metall im Glas "eingeschweißt" ist, sind noch erlaubt.

 

[ph0enX]

@Liara: Ich will ja nichts sagen, aber es geht hier um eine Luftkühlungslösung.

 

[G3cko]

zu blöd nur, dass genau in der Mitte wo die heißeste Stelle der CPU ist ein Motor sitzt, welcher keine Wärme abführen kann sondern ehr noch welche abgibt. Also ich glaub nicht dran. Test sollen es zeigen.

 

[Godspeed0]

Das Geheimnis ist der im Bild gezeigte Air Gab.
Eine sehr sehr dünne Luftschicht die die Wärme zur drehenden Aluminiumscheibe überträgt.
Also kein Lager oder Wärmeleitpaste.
Und das ist besser als jede Wärmeleitpaste oder Materialien,Luft in einer sehr sehr geringen höhe kann sehr gut Wärme weiterleiten(das habe ich schon mal irgend wo gehört).
Aber wie man dafür sorgt das der Abstand so bleibt kann ich mir nur mit einer Auflage irgend wo erklären,vielleicht eine kleine kante an der aussenseite also wie ein Ring.

 

[Hiddencontrol]

Na dann bin ich mal gespannt auf abgerissene Finger von unvorsichtigen PC-Schraubern oder hübsche Bilder von defekten PCs, in welchen sich der rotierende Kühler gelöst hat.

 

[bladerkolibri]

top idee, aber wie bekommen die die wärmeenergie vom still stehenden kühlerboden auf die rotierenden lamellen?

Ganz genau das, hab ich mich ersten moment auch gefragt.