В Intel разработали систему жидкостного охлаждения

Благодаря новинке удалось с лёгкостью "разогнать" процессор Pentium 4 XE 3,8 ГГц до 5 ГГц, сохранив нормальный температурный режим.

На весеннем Форуме Intel для разработчиков, проходившем с 8 по 10 в Сан-Франциско, основное внимание уделялось новой архитектуре Core, на основе которой будут выпускаться все процессоры нового поколения этой корпорации. Эта тема была вполне ожидаемой, однако представители Intel сумели и удивить участников конференции, неожиданно заведя речь о жидкостном охлаждении микропроцессоров. Более того, посетителям были продемонстрированы полностью работоспособные системные блоки с водяным охлаждением, разработанным специалистами Intel.

Больше всего удивляет тот факт, что в Intel официально представили типично оверклокерскую систему охлаждения, хотя ранее эта корпорация ни разу не была замечена в симпатиях к любителям "разгона". Более того, в течение длительного времени в BIOS материнских плат под брендом Intel вообще отсутствовали какие-либо пункты, позволяющие повышать напряжение или тактовые частоты тех или иных компонентов, что преподносилось, прежде всего, как забота о надёжности и стабильности работы системы. Тем не менее, времена меняются, с ними меняется и Intel. Уже около двух лет в "материнках" Intel предусмотрены пусть скромные, но всё-таки возможности "разгона", а теперь в арсенале оверклокеров может появиться и фирменная система жидкостного охлаждения процессоров.

Что же побудило инженеров Intel разработать столь не типичное для компании изделие? Вряд ли исключительно желание добиться расположения любителей "разгона" процессоров. Об отказе от традиционных систем воздушного охлаждения речь тоже не идёт, тем более что в планах корпорации неуклонно снижать энергопотребление и тепловыделение чипов, и, тем самым, сводить к минимуму потребность в активном охлаждении. Более того, конструкторы Intel весьма преуспели в разработке так называемых "боксовых" радиаторов и кулеров, которые превосходно справляются со своими обязанностями, пусть и ценой повышенного шума. Ситуация на рынке свидетельствует о том, что создать качественный процессорный кулер под силу очень немногим производителям: в подавляющем большинстве тестов "интеловские" системы неизменно оказываются впереди конкурентов, за исключением лишь куда более дорогих и громоздких кулеров. Так что вопрос о мотивах пока остаётся открытым.

Официальное название новинки - Intel Advanced Liquid Cooling Technology, то есть "улучшенная система жидкостного охлаждения от Intel". Представил эту систему инженер Intel по тепловым и механическим системам Гевин Стэнли.

По словам Стэнли, перед разработчиками были поставлены три основные задачи: во-первых, сконструировать систему, которую можно было бы использовать с мощными процессорами серии Extreme Edition; во-вторых, обеспечить надёжность работы такой системы, и, в-третьих, сделать эту систему недорогой. В результате появилась на свет компактная интегрированная система, включающая в себя модуль, объединяющий в себе насос и радиатор, соединённый трубками с теплообменником, на котором установлен 12-мм кулер.

Многие современные системы жидкостного охлаждения микропроцессоров состоят из четырёх отдельных блоков: радиатора (точнее, медной теплоотводящей пластины), насоса, ёмкости с жидкостью и теплообменника с вентилятором. Такая конструкция не только чересчур громоздка, но и обладает не слишком высокими эффективностью и надёжностью из-за большого количества соединяющих трубок. В Intel решили за счет максимальной интеграции сделать более компактную, эффективную и надёжную систему. В результате, как рассказывается на слайде, удалось снизить давление в системе и одновременно ускорить поток жидкости, а также повысить эффективность отвода тепла.

В Intel приняли решение применить металлические трубки, в то время как во многих наборах для самостоятельной установки используются резиновые или пластиковые трубки. Стэнли объяснил это двумя причинами. Во-первых, оба типа гибких трубок со временем начинают пропускать жидкость - поэтому для восполнения потерь в таких систем применяется дополнительная ёмкость с жидкостью. Во-вторых, большие изгибы, которым подвержены гибкие трубки, требуют повышения давления в системе для обеспечения нормального тока жидкости, что отрицательно сказывается на производительности. Благодаря применению металлических трубок пропадает необходимость в дополнительной ёмкости, уменьшается число соединений, появляется возможность снизить давление, что выливается в отличную производительность при снижении затрат на изготовление.

Впрочем, жёсткая конструкция системы с металлическими трубками оборачивается ограничениями в монтаже: в корпусе системного блока вентиляционное отверстие должно находиться точно на том месте, на которое должен устанавливаться теплообменник с вентилятором. Это может осложнить самостоятельный монтаж системы, однако серьёзно упрощает установку в серийно выпускаемые компьютеры сходной конструкции - по-видимому, именно на производителей ПК и ориентировались в Intel. Кстати, в Intel заявляют, что в розничной торговле комплект Advanced Liquid Cooling Technology при серийном производстве будет стоить не более 50 долларов США - дешевле, чем сегодня стоят топовые модели процессорных кулеров.

Насос приводится в действие бесщёточным двигателем постоянного тока с недорогими гидродинамическими подшипниками. Корпус блока насоса-радиатора изготовлен из пластика PPS (сульфида полифенилена) - этот материал отличается устойчивостью к высоким температурам и его можно припаивать к другим комплектующим при помощи ультразвука. К центру медной пластины подводится охлаждённая жидкость, а сбоку отводится нагретая, что обеспечивает максимальную эффективность системы.

В качестве хладагента применяется 35-процентный водный раствор пропиленгликоля. По словам Стэнли, хотя чистая вода и обладает большей теплопроводностью, пропиленгликоль необходим для транспортировки системы охлаждения, при которой она во избежание случайных утечек замораживается (!) до -40°C. Пропиленгликоль отличается повышенной устойчивостью к холоду, благодаря чему после размораживания хладагент полностью восстанавливает свои свойства.

К сожалению, даже максимально интегрированный вариант жидкостной системы охлаждения, предложенный Intel, весьма недёшев в производстве. Дело в том, что для обеспечения надёжности работы необходимы тщательные испытания. Как заявил Стэнли, тестированию подвергается каждый собранный экземпляр и комплектующие, не прошедшие испытания просто выбраковываются, поскольку использовать их по назначению уже никак нельзя. Для организации тестирования были привлечены специалисты компании Sterling PCU, которая, в частности, занимается разработкой автоматизированных систем заправки тормозной системы автомобилей с антиблокировочной системой (ABS). Подход к тестированию прекрасно характеризует методика проверки герметичности системы, которая осуществляется с помощью спектрометра и газа гелия, известного свойством просачиваться даже через микроскопические щели. Полная схема испытаний приводится на слайде. В процессе эксплуатации система охлаждения не требует никакого обслуживания.

Для улучшения вентиляции в системном блоке применяется труба между теплообменником и вентилятором (см. слайд). Такая схема обеспечивает воздушный поток порядка трёх кубометров в секунду (на слайде - 10 кубических футов в секунду) в районе набора системной логики и стабилизатора напряжения. Из-за трубы поток, проходящий через теплообменник, уменьшается всего примерно на один кубометр в секунду (3 кубических фута в секунду), что несоизмеримо с получаемыми преимуществами.

В Intel предусмотрели установку своей новой системы охлаждения как в традиционные корпуса ATX, так и в корпуса нового стандарта BTX, однако в этом случае система заменяет собой термомодуль (TMA) и устанавливается на передней панели, а не на задней, как предусматривается в стандартной спецификации BTX. Кроме того, для улучшения охлаждения чипсета и оперативной памяти в корпусах BTX применяется пластиковый кожух.

Конечно, презентация Intel Advanced Liquid Cooling Technology была неожиданностью для многих специалистов - ещё никогда производитель центральных процессоров не выпускал жидкостных систем для охлаждения собственных чипов. Тем более, если этот производитель - корпорация Intel, которая всегда отличалась скептическим отношением ко всяческого рода экзотическим технологиям из арсенала оверклокеров. Тем не менее, нельзя не отметить оригинальную и при этом чрезвычайно технологичную компактную конструкцию, отлично подходящую для массового производства. Разумеется, эффективность такой системы заметно выше, чем у обычных систем воздушного охлаждения, причём в Intel обещают практически полную её бесшумность.

Впрочем, вопрос "а зачем всё-таки это надо Intel" остаётся пока без ответа. Некоторые наблюдатели предполагают, что такая система охлаждения позволит производителям ПК строить на базе существующих процессоров модификации компьютеров с повышенной производительностью. Это действительно так: в ходе презентации демонстрировалась машина с процессором Pentium Extreme Edition 3,8 ГГц, работающим на тактовой частоте 5,01 ГГц, при этом температура на чипе составляла всего порядка 62°C - заметно ниже максимального значения около 70°C. Напрашивается оригинальный ход: вместо выпуска новых процессоров производить всё более эффективные системы охлаждения, допускающие сильнейших "разгон" известных моделей чипов. Звучит, конечно, абсурдно, но для чего-то в Intel всё-таки разработали свою систему жидкостного охлаждения...