Microsoft ve Georgia’nın Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Okulu’ndan bir araştırma ekibi, Intel’in Core i7-8700K işlemcisine (6 çekirdekli, 12 iş parçacıklı Coffee Lake) mikroakışkan bir soğutma çözümü uygulayarak çok farklı bir yöntem denedi. Sonrasında ise tahmin edebileceğiniz gibi CPU’yu overclock ettiler.
Sonuçları merak ediyor olmalısınız. Yalnızca oda sıcaklığında olan su kullanıldı ve stokta 95W TDP’ye sahip olan CPU’yu 215W’a kadar güç çekerken başarılı bir şekilde soğutmayı başardılar. Nitekim standart sıvı soğutma tasarımına kıyasla çalışma sıcaklıkları %44.5 gibi şaşırtıcı bir oranda düşüş gösterdi.
Mikroakışkan soğutma çözümünde çip tasarımına entegre edilmiş su kanalları kullanılıyor. Dolaşan su, çipin transistörlerine karşı izole edilmiş (genellikle aktif devrenin arkasında) bu kanallardan geçerken geleneksel ısı yayıcı yaklaşımına göre daha etkin 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 ardından mikro kanatları doğrudan üst silikon katmanına eklediler. Yani işlemcinin içindeki transistörler ile olan son sınıra 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 başka bir silikon katman eklediler.
Sonrasında Cinebench R20 ve Prime95 gibi iş yükleri altında hem stok hem hız 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 göre %40 ve %21’lik bir artış yaşandı. 8700K normalde tüm çekirdeklerde 4.3 GHz’e kadar çıkabiliyor. Bu noktada araştırmacıların profesyonel hız aşırtmacılar olmadığını hatırlatalım.
Ekip ayrıca soğutma çözümünü 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. Nitekim bu çözüm, yüksek ortam sıcaklıklarına sahip yerlerde bile çalışma sıcaklıklarında önemli geliştirmeler sağlayabileceğini gösteriyor.