ARCHIV 1999-2006

ARCHIV :: # 2823

2004 - Das Jahr der Kühlungs-Technologien?

Von Nanotubes und Flüssigkühlungen

Autor: flo - Datum: 27.02.2004

Ein aktueller c|net-Artikel greift eine Thematik auf, die bereits im letzten Herbst kurz die Runde machte: Neuartige Kühlmechanismen für CPUs. Sowohl AMD, Intel und Apple als auch die US-Regierungsbehörde DARPA seien damals involviert gewesen in die Forschungen von Cooligy, die eine quasi in die CPU integrierte Flüssigkeitskühlung entwickeln. Bei der entsprechenden Meldung bei Cooligy ist mittlerweile jedoch nur noch die DARPA als Beteiligter genannt. Nebst dieser Methode investiert zumindest Intel derzeit vor allem in die Technik der "nanotubes". Dabei handelt es sich um eine hauchdünne Carbon-Schicht, in der die Atome speziell angeordnet sind. Dadurch sollen die elektrische Konduktivität, aber auch die Hitzeleitfähigkeit enorm hoch sein. Dass die Kühlung von Prozessoren oder Chips im Allgemeinen ein stets aktuelles und stetig wachsendes Problem darstellt, ist keine Neuigkeit. Die Zeiten, in denen Chips mit einer rein passiven Kühlung auskamen, ihre Abwärme also an einen Kühlkörper aus Aluminium oder Kupfer abgaben (von den Zeiten ohne Kühlkörper will man ja gar nicht erst anfangen), sind größtenteils vorbei. Die Kühlkörper wurden größer, ihre Oberfläche immer filigraner (bis hin zu den "heat pipes" bei Intel) und die Lüfter auf den Kühlkörpern größer und meist auch lauter. Das Problem ist jedoch nicht nur, dass die durchschnittliche Abwärme einer CPU (oder eines Chips) immer weiter zunimmt, sondern dass die Hitzeentwicklung auf der Chipoberfläche ja mitnichten gleichmäßig ist. Es entstehen so genannte Hotspots, punktuelle Überhitzungen, die, falls nicht schnell genug abtransportiert, die CPU beschädigen können.

Derzeit verbessern noch spezielle Wärmeleitpasten die Wärmeleitfähigkeit zwischen Die-Oberfläche und dem Kühlkörper, doch auch hier sind Grenzen gesetzt. So reagieren Hochleistungssysteme (manchmal aber auch schon herkömliche "Aldi-Kisten" unter dem Schreibtisch) empfindlich auf eine recht geringe Erhöhung der Umgebungstemperatur. Letzten Sommer konnte man das gut beobachten. Aber auch immer mehr (immer heißere) Komponenten in immer kleineren Gehäusen erhöhen natürlich die Temperatur.

Mit den nanotubes würde direkt auf die CPU eine Schicht aufgetragen, die die Hitze sehr viel schneller ableiten würde als dies bis heute möglich ist - besonders für die Entschärfung der erwähnten Hotspots wäre das wichtig. Noch im Herbst letzten Jahres waren nanotubes allerdings Zukunftsmusik, Carbon Nanotechnologies ging damals davon aus, die Produktion binnen der nächsten zwei Jahre dergestalt auszubauen, dass ein realer Einsatz überhaupt denkbar wäre. Denn bis dato kosten nanotubes enorm viel (500 Dollar pro Gramm Materialkosten) und die Produktion beschränkte sich auf rund 2 Pfund pro Woche (angestrebt werden 1000 Pfund pro Tag!).

Intel kooperiert derzeit mit einer anderen Firma namens Zyvex, doch auch hier betont Intel, dass es sich um ein experimentelles Forschungsprojekt handle und daraus nicht zwangsläufig ein tatsächliches Produkt entstehen müsse. Auch das deutet nicht gerade darauf hin, dass man in naher Zukunft auf neuartig gekühlte Rechner hoffen kann.

Cooligy geht einen anderen Weg, wenn auch dasselbe Ziel dahinter steckt, nämlich die Hitze von der Chip-Oberfläche effizienter und schneller an den Kühlkörper weiterzugeben. Dabei setzen sie auf eine Flüssigkühlung, die jedoch nur das Prinzip mit den bereits jetzt verfügbaren Wasserkühlungen gemein hat. Während hier mehr oder minder der komplette Chip in Wasser getaucht wird, will Cooligy eine Kühlflüssigkeit (zum größten Teil Wasser) durch mikroskopisch kleine Leitungen direkt auf der Chipoberfläche leiten. Wie weit der Ansatz wirklich gediehen ist, lässt sich nur an der Ankündigung ablesen, dass Cooligy noch dieses Jahr damit rechne, die Technik in einer Workstation zu sehen. Die Aussage stammt natürlich aus der Marketing-Abteilung und sollte demnach bewertet werden. Auch ob die Entfernung der Namen von AMD, Intel und Apple aus der Unternehmensmitteilung zu diesem Projekt nun bedeutet, dass sich die Firmen von dem Projekt zurückgezogen haben, lässt sich nur vermuten.

Hartknäckige Verfechter eines PowerBook G5 brauchen also schon viel Überzeugungskraft, um eine neuartige Kühltechnik als ernsthaftes Argument für eine baldige Vorstellung ins Feld zu führen. Letztendlich verbannen ja auch weder Nanotubes noch kleine Flüssigkeitsleitungen die Lüfter und Kühlkörper aus den Computern - sie erleichtern nur deren Arbeit. Die neuen Kühltechniken bleiben somit eher noch interessanter Ausblick statt akuter Wegbereiter für tatsächliche Produkte.

Kommentare

gähn

Von: ionas | Datum: 27.02.2004 | #1
wo sind die pm updates :>

Lass ssie doch erst mal produzieren

Von: flo (MacGuardians) | Datum: 27.02.2004 | #2
Jader schreit nach neuen PowerMacs, würden sie aber angekündigt, dafür aber mit ewigen Wartezeiten versehen, wär's auch wieder nicht recht.

Da müsst ihr euch schon entscheiden. IBM hat ja gerade eben erst mit der Massenproduktion begonnen.

richtige computer...

Von: alex | Datum: 27.02.2004 | #3
werden immer noch mit luft gekühlt. alles andere ist nur ein beweis, dass die Prozessorhersteller die leistung nicht im griff haben.

es ist und bleibt halt symptombekämpfung!

@alex

Von: LoCal | Datum: 27.02.2004 | #4
Das kannste jetzt net so sagen.
Also ich nehm mal an, dass dein Kommentar ein seitenhieb auf x86 sein sollte. Da passt das auch in dem sinne, dass die dinger rein richtung marketing entwickelt werden. (Mehr Hertz, mehr Hertz, mehr Hertz).
Aber über kurz oder lang ist luft eben nicht mehr das beste kühlmittel.
Das muss ich auch bei meinem auto feststellen. Was gibt es schöneres als einen luftgekühlten boxermotor.. nur je leistungsstärker die motoren werden desto schwieriger wird die kühlung.
und da ist das beispiel beim motor besser verständlich als bei einer CPU.
Weil dort gibt es auch HotSpots (Zylinderköpfe da besonders der auslass). Um nun da die luft richtig hinzuleiten müsste ein irrsinniger aufwand betrieben werden... also nimmt mensch wasser. damit is ein gezieltes und stabiles anströmen mit kühlmittel besser möglich.
Tja.. und bei ner CPU ists ähnlich.. mit Wasser kann die wärme wesentlich schneller abtransportiert werden und mit diesen nano-dingern kann dann (sichernlich nicht mit wasser!) gezielt gekühlt werden.

...richtige computer

Von: Thomas | Datum: 27.02.2004 | #5
ich dachte immer, die werden mit Helium gekühlt, aber das sind wahrscheinlich die Computer der Golf TDI Fraktion :-)
Thomas

@local

Von: mathias | Datum: 27.02.2004 | #6
sehe das so wie du. wäre doch toll, wenn mann durch die neue kühltechnik z.b. bei den g5 mit weniger lüfter auskäme, oder?

mathias

Architekturabhängig !?

Von: chani7 | Datum: 27.02.2004 | #7
Hach, war das noch schön in meinem RiscPC von Acorn steckte damals ein 200 MHz StrongARM, briefmarkengroß (fast ebenso flach) und völlig ohne Kühlkörper. Man konnte sogar im laufenden Betrieb den Finger drauf legen und spürte keine Wärme. Das waren noch Zeiten...damals...1997 war das glaube ich....jaja, die guten alten Zeiten....*schwelg*

@alex

Von: Stefan | Datum: 27.02.2004 | #8
>>richtige Computer werden immer noch mit luft gekühlt. alles andere ist nur ein beweis, dass die Prozessorhersteller die leistung nicht im griff haben.<<

So wie richtige Autos? ;-)

@stefan

Von: Fehler 11 | Datum: 27.02.2004 | #9
Ja, so wie richtige Autos!

Gibt's eigentlich noch richtige Autos?

richtige Computer werden mit Flüssigkeit gekühlt

Von: Macneo | Datum: 27.02.2004 | #10
Wenn man jetzt richtige Computer mit Großrechnersystemen gleich setzt, denn da kommt der ganze Flüssigkeitskühlgedöns nämlich her.

Außerdem sind geräuschlose Kühlsysteme für jeden interessant. Seit ich meinen G4 in einer Wakü habe ist der absolut geräuschlos, mal von den Festplatten abgesehen.

Wenn ich da an das Staubsauger Flair meines MDD denke ... schrecklich. Mittlerweile ist mir auch mein G5 absolut zu laut.

Hier zum "Beweis" : [Link]

Mit Luft?

Von: neo | Datum: 28.02.2004 | #11
hmm ich glaube seid dem G4 1.25Ghz oder etwas kleiner, werden die CPUS bei Apple mit einer Heatpipe gekühlt. Also der G5 hat eine

Neo

Je mehr......

Von: Locutus.v.Borg | Datum: 28.02.2004 | #12
fraglich das alles.
ich glaube, jeh mehr elemente, jeh mehr fehlerquellen. wenn ich mir vorstelle, meine cpu verkockelt weil die pumpe ausfällt.......bekomm ich dann von eheim nen neuen rechner?
oder wenn eine pipe verendet, wer will das noch nachweisen!?
das gute am lüfter ist doch, wenn er nicht zulaut ist, das ich höre ob alles ok ist.

Wird die CPU zu heiß

Von: Karl Schimanek | Datum: 28.02.2004 | #13
schaltet der Rechner aus ;)

Könnte man ja auch softwaretechnisch lösen... fällt die Pumpe aus gibt das OS ne Meldung das der Rechner sich ausschaltet :)

Alles kein Problem, man muss nur wollen :D

so siehts aus

Von: Macneo | Datum: 28.02.2004 | #14
Wenn die CPU zu heiß werden sollte, dann schaltet der Rechner runter. Und fällt die Pumpe aus oder der Druck ab, dann ertönt ein Ohrenbetäubender Sirenenton, den die Durchflusskontrolle misst.

Wenn Dein CPU Kühler ausfällt was ist dann? Wieviel AMD sind schon abgeraucht, weil es niemand bemerkt hat oder gerade auch NVIDIA Chips, deren Lüfter sind sowieso super schlecht.

Kühlungssicherheit und Heatpipes

Von: Marcel Bresink | Datum: 28.02.2004 | #15
Alle PowerBook-Computer (Titan und Alu) haben bereits seit vielen Jahren Heatpipes. Wie neo schon schreibt, werden auch alle G5 mit Heatpipes gekühlt.

Seit dem G4-MDD (bei ein paar PowerBook-Modellen auch schon früher) besitzen alle größeren Apple-Rechner auch Temperatursensoren mit Übertemperatur-Abschaltung. Da kann also nichts passieren, auch wenn etwas kaputtgeht.

Den größten Aufwand betreibt Apple beim neuen Xserve G5, der 38 (!) Sensoren eingebaut hat und damit verschiedene Temperaturen, Spannungsversorung, Lüfterdrehzahl, Stromentnahme der Slots und Leistungsaufnahme der CPUs misst.