اشکال مختلف و خاصی از خنک‌کننده تراشه وجود دارد، مانند خنک‌کننده غوطه‌وری و خنک‌کننده نیتروژن مایع. اما یکی از روش‌های خنک‌کننده که شاید نام آن را نشنیده باشید، خنک‌کننده اسپری است که توسط برخی سوپرکامپیوترها استفاده می‌شود. اورکلاکر معروف آلمانی، Der8auer، در ویدیوی اخیر خود قابلیت‌های خنک‌کننده اسپری را به نمایش گذاشت و یک پردازنده Ryzen 7 9800X3D را با پاشیدن مه غیررسانا مستقیماً روی IHS آن خنک کرد.

خنک‌کننده اسپری دقیقاً همانطور که از نامش پیداست عمل می‌کند؛ نازل‌ها بالای یک CPU یا GPU قرار می‌گیرند که مه را مستقیماً روی خود تراشه می‌پاشند. بسته به مایع خنک‌کننده مورد استفاده، مه پس از برخورد با تراشه (در حالی که تراشه فعال و گرم/داغ است) تبخیر شده و به حلقه خنک‌کننده بازمی‌گردد، جایی که بخار خنک شده، دوباره به مایع تبدیل می‌شود و به سمت CPU بازمی‌گردد. اگر این روش برایتان آشنا به نظر می‌رسد، خنک‌کننده‌های محفظه بخار نیز از همین اصل تغییر فاز استفاده می‌کنند.

برای نشان دادن اینکه یک CPU که به طور خاص برای خنک‌کننده اسپری ساخته شده است چگونه به نظر می‌رسد، Der8auer یک پردازنده سوپرکامپیوتر Cray X1 مدل 2003 را به نمایش گذاشت که از ابتدا برای خنک‌کننده اسپری طراحی شده بود. در مقایسه با یک CPU معمولی که دارای IHS است، Cray X1 در یک محفظه استیل ضد زنگ بسته‌بندی شده است که برخی از اجزای مورد نیاز برای خنک‌کننده اسپری در آن تعبیه شده‌اند.

در داخل این محفظه، تعداد زیادی نازل کوچک وجود دارد که هشت دای تراشه را هدف قرار می‌دهند. Der8auer اشاره می‌کند که جهت هر نازل و فشار جریان مایع، همگی عناصر حیاتی برای اطمینان از پوشش کامل هر دای با مایع هستند. اگر حتی بخش کوچکی از یکی از دای‌ها با مایع پوشانده نشود، می‌تواند منجر به گرم شدن بیش از حد در آن نقطه خاص شود.

علاوه بر این، Der8auer بیان می‌کند که خود مایع خنک‌کننده برای اطمینان از اینکه هر تراشه‌ای که با خنک‌کننده اسپری خنک می‌شود در دمای مناسب باقی بماند، حیاتی است. در درجه اول، مایع خنک‌کننده باید غیررسانا و دارای نقطه جوش پایین باشد تا مایع بتواند در دمای مناسب تغییر فاز دهد. اگر نقطه جوش بیش از حد بالا باشد، مایع به بخار تبدیل نمی‌شود و گرما را در داخل تراشه به دام می‌اندازد.

برای آزمایش خنک‌کننده اسپری، Der8auer یک سیستم خنک‌کننده را با استفاده از یک Ryzen 7 9800X3D و یک سیستم خنک‌کننده حلقه سفارشی که برای پشتیبانی از یک بخارساز تغییر یافته بود، سرهم‌بندی کرد. این سیستم از دو حلقه جداگانه تشکیل شده است؛ یکی مایع خنک‌کننده را به بخارساز می‌رساند و دیگری هوای پرفشار را به داخل می‌فرستد که با مایع خنک‌کننده مخلوط شده و مه را تشکیل می‌دهد.

با وجود عدم پوشش کامل IHS، سیستم خنک‌کننده اسپری سرهم‌بندی شده توانست 9800X3D را با موفقیت خنک کند. این سیستم نتوانست به خوبی یک خنک‌کننده CPU سنتی عمل کند، اما برای Der8auer کافی بود تا یک تست Cinebench R23 را بدون گرم شدن بیش از حد اجرا کند. این سیستم به امتیاز 18,164 در حدود 95 درجه سانتی‌گراد دست یافت. (در مقابل، 9800X3D معمولاً با یک خنک‌کننده مناسب در R23 حدود 23,000 امتیاز کسب می‌کند.)

آزمایش Der8auer ممکن است ناامیدکننده به نظر برسد، اما ارزش دارد دوباره اشاره کنیم که بخارساز تنها بخش کوچکی از IHS را خنک می‌کرد. اگر IHS به طور کامل پوشانده می‌شد، با یک تنظیمات خنک‌کننده بخار بهینه، ممکن بود نتایج متفاوت باشد.

خنک‌کننده بخار یکی از قوی‌ترین راه‌حل‌های خنک‌کننده برای تراشه‌های نیمه‌رسانا است. پتانسیل خنک‌کنندگی آن مستقیماً به نرخ جریان مایع خنک‌کننده متصل است و آن را در خنک کردن CPUها فوق‌العاده مؤثر می‌سازد.

با وجود قابلیت‌هایش، خنک‌کننده اسپری به طور گسترده استفاده نمی‌شود و تقریباً منحصر به فضای سوپرکامپیوترها است. اما حتی در آنجا نیز، تنها تعداد انگشت‌شماری از سوپرکامپیوترها از خنک‌کننده اسپری استفاده کرده‌اند (از جمله Cray-2).

برای دریافت آخرین اخبار، تحلیل‌ها و بررسی‌های ما در فیدهای خود، در Google News دنبال کنید، یا ما را به عنوان منبع ترجیحی خود اضافه کنید.