Spontan kommt mir da vor allem der 8auer in den Sinn, der auf seinem Youtubekanal immer wieder Projekte in der Richtung zeigt (Peltierelement, Flüssigstickstoff, Chiller, 3D-Druck-Wasserkühler für Laptop). Vielleicht ergibt sich da ja mal ein gemeinsames Projekt oder zumindest ein interessanter Austausch.
Wegen des hohen zusätzlichen Stromverbrauchs sehe ich Lösungen mit einem Kühlkreislauf nur für Experimente und nicht für den Alltagsbetrieb. An guten Kühlern für eine Custom-Wasserkühlung werden mehr Leute interessiert sein. Beim hohen Strombedarf der neuen Grafikkarten bauen momentan einige eine neue Wasserkühlung. Grafikkartenkühler sind aber aufwändiger, weil sie neben der GPU auch weitere Bauteile kühlen müssen und die Anordnung der Bauteile je nach Karte unterschiedlich ist.
Bei den Grafikkarten ist der Stromverbrauch relativ gleichmässig auf die ganze Fläche verteilt. Mit einem Wasserkühler der direkt auf den Chip gesetzt wird, lässt sich das recht gut kühlen.
Bei den CPUs entsteht die Wärme aber in einem viel kleineren Bereich.
Bei diesem Bild eines Intel i5/i7 der 4. Generation sieht man, dass der heisse Bereich der Kerne nur ein kleiner Teil des ganzen Chips ausmacht. Auch wenn dieser Chip 22 x 8 mm gross ist, entsteht der grosse Teil der Wärme auf einer Fläche von 14 x 2.5 mm. Bei den neueren Prozessoren ist die Fläche teilweise noch kleiner. Die Wärme muss dann zuerst durch das mittelmässig leitende Silizium, durch das Lot oder die Wärmeleitpaste, durch den Heatspreader und duch die Wärmeleitpaste darauf. Erst dort kann der Kühler die Wärme aufnehmen. Schon ohne Übertakten hat man so schnell Temperaturdifferenzen von 40 bis 50 Grad in der CPU selbst. Beim Übertakten wird das schnell zum limitierenden Faktor, denn die beste Kühlung auf dem Prozessor kann diese Temperaturdifferenz nicht senken.
Wichtig wäre hier den Prozessor zu köpfen und einen Kühler zu bauen, der diese Wärmemenge möglichst nahe von der kleinen Chipfläche abnimmt. Je weiter die Wärme bis zum Kühlwasser wandern muss, um so grösser ist die Temperaturdifferenz und um so schwieriger die Kühlung.
Bei den herkömmlichen Towerkühlern wird die Wärme mit Heatpipes zu den Lamellen geführt. Das geht sehr gut, aber die maximale Leistung die auf einer kleinen Fläche abgeführt werden muss, ist je nach Heatpipe-Baurt beschränkt. Wenn die leistungsfähigkeit der Heatpipes direkt über dem Chip nicht ausreicht, muss die Wärme im Kühlerboden zu den nächsten Heatpipes wandern. Das geht, aber die Wärmedifferenz ist natürlich grösser.
Bei einem Wasserkühler weiss ich nicht genau, wo man den optimalen Bereich findet. Dass die Wärme gut an das Wasser abgegeben wird, braucht es ja eine genügend grosse Lamellenfläche die vom Wasser durchströmt wird. Wenn man den Heatspreader weg lässt und den Kühler direkt auf den Chip setzt, ist der Weg durch das Kupfer kürzer. Aber die erreichbare Lamellenfläche wird auch kleiner. So kann man die Temperaturdifferenz im Metall senken, aber dafür steigt die Temperaturdifferenz vom Metall zum Wasser. Wenn man die Lamellen enger macht, geht das Wasser schlechter durch. Irgendwo wird man da einen optimalen Kompromiss suchen müssen.
Bei den AMD-Prozessoren verteilt sich die Leistung auf 2 - 3 Chips. Dadurch ist das abführen der Wärme etwas einfacher. Wichtig ist da aber, dass die gesammte Fläche all dieser Chips abgedeckt wird.
