Vysoká spotřeba a monstrózní chladiče: Vyřeší výrobci trable s chlazením?
Seznam kapitol
Žijeme ve vesmíru, který se řídí druhým termodynamickým zákonem, jenž v zásadě fandí chlazení a říká, že nakonec bude vše ochlazeno tak moc, jak to jenom bude možné. V podstatě stačí jenom dostatečně dlouho počkat – ale v tom je problém, protože počítače potřebujeme chladit velmi efektivně a rychle. A to často nezvládáme.
Problémy s teplem pokračují. Po obludných chladičích, které mají dostat pod kontrolu nové čipy od Nvidie a hlavně jejich přímotop s označením 4090, přichází nová kauza týkající se nedostatečného chlazení grafik od AMD, konkrétně některých kusů AMD 7900 XTX, které se velmi rychle dostanou s teplotou do bodu, kde se musí podtaktovávat a jedou pomaleji, než by měly.
Tento jev se objevil jako benchmarková anomálie, kdy se stávalo, že první benchmark dával výrazně lepší výsledky než ty další, což souviselo s thermal throttlingem, tedy řízením snižováním teploty GPU při dosažení kritické teploty Tjunction. Kritická teplota se nejmenuje jen tak, ono i jen provozovat čip na jeho kritické teplotě není žádný zázrak a významně to zkracuje životnost čipu.
Zpočátku nebylo jasné, kdy se problém objevuje a proč se objevuje – až došlo k závěru, že jde o nedostatečně fungující výparníkovou komoru (vapor chamber) v chladiči GPU. Youtuber Der8auer, který se zabývá mnoha otázkami kolem chlazení, na video otevřel výparníkovou komoru u 7900 XTX, takže se můžete podívat, jak to vlastně vypadá uvnitř. Je to podstatně jemnější a sofistikovanější struktura, než bychom asi čekali.
Jak vlastně výparníková komora funguje? Jde o plochou strukturu, která uvnitř obsahuje dutinu, ta je zpevněna sloupky, aby komora držela tvar a nezhroutila se. Jako konstrukční materiály se typicky používají měď (vzhledem k tepelné vodivosti), titan (vzhledem k pevnosti) anebo hliník (který je levný). Vnitřní plocha je pokrytá jemnou strukturou, která slouží ke kapilárnímu šíření kondenzované kapaliny, čili komora může fungovat i když je zdroj tepla nahoře. Ne zrovna ideálně, ale při malém množství provozní kapaliny to není tak podstatné.
Teplo se v horkém bodu předává chladicímu médiu, což je typicky destilovaná voda, aby nedocházelo k reakci mezi příměsemi a kovovými stěnami komory. Uvnitř komory bývá snížený tlak, což vede k tomu, že se snižuje bod varu chladicího média – řízením tlaku můžete komoru přesně nastavit na bod, ve kterém chcete, aby fungovala. Při vypařování odebírá kapalina velké teplo, které se nazývá výparné skupenské teplo – a to je překvapivě velká hodnota.
Pára se šíří komorou, na chladnějších částech komory kondenzuje a tam předává teplo stěně chladiče a mění se přitom zpět v kapalinu. Ta potom stéká anebo vzlíná zpět po struktuře výparníkové komory do horkého bodu, kde se cyklus opakuje. V podstatě jde o tepelný stroj, jehož úkolem je rychle odvádět teplo z hotspotu a rozvádět ho po celém objemu komory – čím je stěna komory chladnější, tím lépe se na ni pára kondenzuje. Dochází tak k efektivní distribuci tepla z hotspotu po celé komoře.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
