Mikroakışkan Soğutma Deneyi: İşlemci Sıcaklığı %44 Düşüş Gösterdi

Microsoft ve Georgia’nın Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Okulu’ndan bir araştırma grubu, Intel’in Core i7-8700K işlemcisine (6 çekirdekli, 12 iş parçacıklı Coffee Lake) mikroakışkan bir soğutma tahlili uygulayarak çok farklı bir sistem denedi. Sonrasında ise varsayım edebileceğiniz üzere CPU’yu overclock ettiler.

Sonuçları merak ediyor olmalısınız. Sırf oda sıcaklığında olan su kullanıldı ve stokta 95W TDP’ye sahip olan CPU’yu 215W’a kadar güç çekerken başarılı bir formda soğutmayı başardılar. Hakikaten standart sıvı soğutma dizaynına kıyasla çalışma sıcaklıkları %44.5 üzere şaşırtan bir oranda düşüş gösterdi.

Mikroakışkan soğutma tahlilinde çip dizaynına entegre edilmiş su kanalları kullanılıyor. Dolaşan su, çipin transistörlerine karşı izole edilmiş (genellikle faal devrenin arkasında) bu kanallardan geçerken klasik ısı yayıcı yaklaşımına nazaran daha faal bir soğutma sağlıyor. CPU çalışırken ortaya çıkan ısı ise Thermal Interface Material (bazen metal tabanlı olabilen Termal Arayüz Malzemesi) ve soğutucu aracılığıyla dışarı atılıyor.



Araştırmacıların mikroakışkan soğutma tasarımı, nihayetinde halihazırda kullanımda olan bir CPU için uyarlandı. Bunu yapmak için CPU’nun ısı yayıcısını ve TIM’i çıkardılar, özel olarak tasarlanmış bir silikon taşıyıcı levhaya naklettiler ve akabinde mikro kanatları direkt üst silikon katmanına eklediler. Yani işlemcinin içindeki transistörler ile olan son sona geldiler. Daha sonra çipi ve taşıyıcı levhayı anakarta yerleştirdiler ve mikro kanatlı CPU’nun üzerine suyun kendisi için bir giriş ve bir çıkış portu ile kazınmış öbür bir silikon katman eklediler.



Sonrasında Cinebench R20 ve Prime95 üzere iş yükleri altında hem stok hem sürat aşırtmalı olarak testler yapıldı. Araştırmacılar, Cinebench R20’de 5,2 GHz ve Prime95 için 4.5 GHz’e kadar kararlı çalışma frekansları elde ettiler; yani temel frekansa nazaran %40 ve %21’lik bir artış yaşandı. 8700K olağanda tüm çekirdeklerde 4.3 GHz’e kadar çıkabiliyor. Bu noktada araştırmacıların profesyonel sürat aşırtmacılar olmadığını hatırlatalım.

Ekip ayrıyeten soğutma tahlilini suyun mikroakışkan bölmeye girerkenki sıcaklığını test etti. Sonuçlar test edilen tüm senaryolar için etkileyici soğutma yetenekleri gösteriyor: 6 ºC, 21 ºC, 34 ºC ve 42 ºC. Gerçekten bu tahlil, yüksek ortam sıcaklıklarına sahip yerlerde bile çalışma sıcaklıklarında kıymetli geliştirmeler sağlayabileceğini gösteriyor.