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超频英特尔 i7-8700K 上的微流体冷却将温度降低 44%

杨娣琴
导读 您是否曾经希望有一种更好的方法来冷却您的超频 CPU?微软和乔治亚州电气与计算机工程学院的一组研究人员通过在英特尔备受喜爱的 Core i7...

您是否曾经希望有一种更好的方法来冷却您的超频 CPU?微软和乔治亚州电气与计算机工程学院的一组研究人员通过在英特尔备受喜爱的 Core i7-8700K CPU(6 核、12 线程 Coffee Lake)上应用微流体散热器来解决这个问题。 . 然后他们对其进行了超频以取得好成绩!结果?他们能够仅使用室温水从库存的 95W TDP CPU冷却高达 215W 的功率,与原来的散热器冷却设计(使用液体冷却)相比,运行温度降低了惊人的 44.5%。

Core i7-8700K 并不是我们最好的游戏 CPU在相当长的一段时间内上榜,但这标志着英特尔从需要四个以上 CPU 内核的 HEDT 过渡到更具竞争力的主流平台。更关键的是,在 149mm^2 的小芯片面积中消耗的 215W 功率代表了很大的热密度。相比之下,Core i9-12900K 的裸片尺寸为 215mm^2,TDP 为 125W,PL1/PL2 等级为 241W。因此,在推动类似功率的同时追求更小的芯片代表了更苛刻的冷却方案。

微流体冷却的名字来源于集成到芯片设计中的微通道,或者在这种情况下,添加到芯片设计中。水通过这些通道,这些通道与芯片的晶体管(通常在有源电路的背面)隔离,并以比传统散热器方法更有效的方式冷却它们。热量从晶体管向上通过热界面材料(TIM,有时可以是金属基的)和 CPU 的散热器向上流动。只有这样,才能通过加热您选择的空气或液体冷却器上的接触板来带走 CPU 的热量。

研究人员的微流体冷却设计因适用于现成的 CPU 而闻名。为此,他们移除了 CPU 的散热器和 TIM,移植到专门设计的硅载体晶圆中,然后将微鳍直接蚀刻到顶部硅层——世界与下方有源晶体管之间的最后一道防线。然后,他们将芯片和载体晶圆插入主板,并在微鳍 CPU 顶部添加了另一个硅层,蚀刻了水本身的入口和出口。最后,他们将水冷输送歧管 3D 打印到最后一层的顶部。

用于单片微流体冷却的制造和组装工艺流程。 第 0 步: 现成的处理器包。 第 1 步:卸下散热器和 TIM。 第 2 步: 具有对应于 SMD 电容器轮廓的空腔的载体晶片,通过博世蚀刻硅晶片制备。 第 3 步: 安装到载体晶圆上并旋涂光刻胶。 第 4 步: 蚀刻微针鳍并从载体晶圆上移除。 步骤 5: 将蚀刻的设备安装到主板插槽中。 步骤 6(a): 3D 打印流体歧管。 步骤 6(b): 将端口蚀刻到硅晶片中以创建覆盖层。 第 7 步: 使用环氧树脂连接硅帽和 3D 打印歧管。(图片来源:电子电气工程师学会)

然后,研究人员必须测试他们的 CPU——但不仅仅是在其库存频率上。对于他们的微流体实施的令人印象深刻的冷却能力来说,这将是一个太低的负担。他们的其余测试设置看起来非常典型,利用 HWInfo 进行温度和负载分析,同时在流行的 Cinebench R20 和 Prime95 工作负载下以库存和超频状态运行 CPU。