Komplett passiv: 4,4 kg Kupfer kühlen einen Ryzen 9 7950X

[HWL News Bot]

Schon häufiger haben wir Projekte oder zumindest Experimente gesehen, bei denen ein Block aus Kupfer verwendet wurde, um eine CPU oder eine GPU zu kühlen. Reddit-Nutzer "ArtdesignImagination" hat eine solche Kuriosität präsentiert, die er allerdings im Alltagseinsatz hat.
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[pumuckel]

... Thermal Grizzly announcement

Solid metal paste - im 5kg Barren mit S1700 Halterung 😁🤣😂

 

[Seratio]

... Thermal Grizzly announcement

Solid metal paste - im 5kg Barren mit S1700 Halterung 😁🤣😂

Ich seh schon Angebote von dauerhaft S-Förmig verbogenen Mainboards und/oder separierte Layer im PCB hier im Marktplatz

 

[pumuckel]

Ich seh schon Angebote von dauerhaft S-Förmig verbogenen Mainboards und/oder separierte Layer im PCB hier im Marktplatz

Oder Gigabyte ändert seine 2oz copper layer in 10 pound copper layer 🤔😁

 

[Richard88]

Dann klapt es auch mit dem anpressdruck.

 

[Don]

Er setzt ja scheinbar Flüssigmetall zwischen den Kupferblöcken ein, aber ist das eine gute Idee? Greift Flüssigmetall nicht die Kupferoberfläche an? Die Kühler sollten doch vernickelt sein im Falle des Einsatzes von Flüssigmetall.

 

[Morrich]

Greift Flüssigmetall nicht die Kupferoberfläche an?

Kupfer hat mit Flüssgimetall überhaupt kein Problem. Aluminium hingegen löst sich auf.

 

[Don]

Kupfer hat mit Flüssgimetall überhaupt kein Problem. Aluminium hingegen löst sich auf.

Sicher? Auf der Produktseite schreibt Thermal Grizzly:

Wir empfehlen Conductonaut auf vernickeltem Kupfer aufzutragen (...)

 

[Morrich]

Hersteller empfehlen gern und viel. Das heißt aber nicht, dass es zwingend notwendig ist.

 

[~HazZarD~]

Sowohl Kupfer als auch Aluminium bilden mit Gallium ne Legierung, das Problem ist nur, dass die Legierung aus Aluminium und Gallium extrem spröde ist. Kupfer wird auch angegriffen, da das Gallium ins Kupfer diffundiert, weshalb im üblichen Nickel Schicht (auf der Kühlerbodenplatte) als Diffusionsbarriere empfohlen wird.

Das Konzept finde ich merklich seltsam, die gigantische Kupfermasse verzögert nur das Aufheizen des Systems um ne bestimmte Zeit, hilft der gesamten Kühlleistung aber nur sehr eingeschränkt bis garnicht. Warum der Bastler da nicht ne Kombination aus Heatpipes und Kupfer als Puffermasse verwendet habe verstehe ich nicht ganz. So hätte er das beste aus beiden Welten bekommen.

 

[Sinush]

Hersteller empfehlen gern und viel. Das heißt aber nicht, dass es zwingend notwendig ist.

Famous last words:

Klick

 

[Zyxx]

Gefällt mir sehr, Daumen hoch für die Lösung!

 

[Rudi Ratlos]

Kurios, in der Tat! Aber die eigentliche Frage ist doch die nach dem "Warum"?

Massives Kupfer in Form von Barren ist so ziemlich das Letzte, was einem als "Kühler" einfallen sollte. Um die Hitze vom Spot wegzuleiten, ok! Aber dann braucht es vor allem eines, um die Hitze an die Luft abzugeben: Oberfläche! Und die ist hier minimal!

 

[Botcruscher]

Kupfer und LM sind ok. Die Behandlung mit Nickel wird einfach wegen der Haftung empfohlen. Teile des LM können mit der Kupferoberfläche reagieren und diese leicht einfärben. Mit der Aussage geht die Firma in dem Fall jedem mimimimi aus dem Weg.

Die Idee mit dem Kupferbarren ist einfach nur bescheu**t. Heatpipe, Konvektionswasserkühlung etc. wäre alles besser gewesen. Ja man bekommt die Menge Energie durch einen Block von X bei delta T aber sinnvoll geht anders.

 

[bimini]

Kurios, in der Tat! Aber die eigentliche Frage ist doch die nach dem "Warum"?

Massives Kupfer in Form von Barren ist so ziemlich das Letzte, was einem als "Kühler" einfallen sollte. Um die Hitze vom Spot wegzuleiten, ok! Aber dann braucht es vor allem eines, um die Hitze an die Luft abzugeben: Oberfläche! Und die ist hier minimal!

Solange die thermische Last im Durchschnitt vom Gehäuse abgeführt werden kann ist es kein Problem. Da das Konzept ja explizit für kurze Belastungspeaks (1min pro 10 min) entwickelt wurde, wird das schon passen. Geht ja nur darum die Peaks wegzupuffern das die CPU nicht innerhalb des Peaks überhitzt und runtertaktet.

Wenn die CPU in der Grundlast zwischen den Peaks 30 Watt und in der Spitze 170 Watt verbraucht sind das im Schnitt 44 Watt (ja ich weiß, ist physikalisch nicht ganz korrekt aber die Thermodynamik VL ist zu lange her um die Formeln noch im Kopf zu haben und in der Näherung passt das).
Damit kommt der Kühler dank dem Kuperblock dann klar.

Was man bei solchen Gehäusen aber auch nie vergessen darf, die Kühlleistung von passiven Kühlkörpern die auf Konvektion angewiesen sind, steigt mit der Themperaturdifferenz. Deswegen steigt da die Temperatur selbst im Idle gerne mal auf 40+ bleibt aber unter Last bei vielfacher Leistungsaufnahme trotzdem nachnimmst Rahmen.

 

[s.nase]

Die Kühlrippen auf dem Gehäuse sind halt nicht besonders gut für passive Luftkühlung geeignet, sonder eher auf optisch ansprechend getrimmt. Wenn die Gehäusefinnen länger und weiter auseinander lägen, würde das Gehäuse auch deutlich mehr Wärme passiv an die Raumluft abgeben können. Siehe passiv gekühlte AudioPAs.

 

[Viper63]

Illustriert relativ eindrucksvoll warum solche Konzepte ziemlich sinnfrei sind und warum Heatpipes existieren. Massives Kupfer ist mit 0,4 kW/(m*K) gegenüber ~100 kW/(m*K) halt ein vergleichbar beschissener Wärmeleiter. Da hilft dann auch die Sauerei mit Flüssigmetall nicht wirklich viel. Die Kupferbarren sind da sprichwörtlich "Heatsinks" ohne die Möglichkeit die Wärme wirklich effizient abzuleiten.

 

[EchteThüringerBratwurst]

Genau deshalb haben moderne Kühler viel Oberfläche. Das ist hier sinnlos.

 

[Infin1tum]

viel hilft viel oder so ähnlich?

 

[Liesel Weppen]

Imho kein sonderlich guter Aufbau. Meine Kühlerexperimente sprechen da auch eine ganz andere Sprache.

Egal ob 0,5, 2 oder 6kg Kufper... die schiere Masse des Kupfers puffert überwiegend erstmal nur. Für einen Workload von nur alle 10 Minuten eine Minute Volllast mag das ausreichen, bzw ist sogar mit 4,4kg reiner Kupfermasse noch überdimensioniert. Sprich: man bringt in der einen Minute Volllast das Kupfer erstmal auf Temperatur, und dann kann es sich über 10 Minuten langsam wieder abkühlen. Die eigentliche Kühlleistung (im Gegensatz zur Wärmekapazität) von Kupfer kommt durch große Oberfläche und die fehlt hier. Sobald das Kupfer "voll" geladen ist, wirds allgemein warm.

Es hieß ja auch, nach 2 Stunden Volllast ist er bei 95/90°.
Zusätzlich supoptimal ist: die 4,4kg Kühlermasse liegen vollständig im Inneren eines anscheinend passiv gekühlten Gehäuses. Viel Abwärme wird also im Gehäuseinneren landen, wo man sie gerade bei so einem Gehäuseaufbau eigentlich nicht haben will.
Was für eine Gehäuseinnentemperatur liegt nach 2h an?

So wie ich die Konstruktion einschätze war der Gedanke wohl, den "Leitungsquerschnitt" an der Verbindung zu den passiven Aussenwänden möglichst hoch zu kriegen. Das ist zwar korrekt, das durch eine dickere Verbindung mehr Wärme abtransportiert wird, aber halt auch mit den oben genannten Nachteilen. Abgesehen vom Materialaufwand. "Viel hilft viel" ist halt auch nicht immer richtig.

Wesentlich effizienter, und wahrscheinlich eher mit 0,4kg Kupfer statt 4,4kg, wäre gewesen, die Aussenwände mit Heatpipes an die CPU anzubinden. Noch schnellerer Wärmeabtransport und wesentlich weniger Wärmekapazität im Inneren. Damit sich die Abwärme der Heatpipes noch besser auf die Alu-Aussenwand verteilt, dann vielleicht noch eine dünne Kupferplatte an die Innenseite der Aussenwand auf der die Heatpipes anliegen.