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Refroidissement "cinétique" chez Thermaltake
Le système de refroidissement de Sandia se précise
Nouveau concept de refroidissement
Refroidissement "cinétique" chez Thermaltake
Thermaltake a introduit il y a quelques jours de cela un nouveau système de refroidissement, l'Engine 27. Mesurant 27mm de hauteur, il peut ressembler de loin aux types de refroidissement que l'on trouve sur les cartes graphiques (type "blower"). En pratique son fonctionnement est différent, le "ventilateur" fait partie d'une base en aluminium.
Le concept peut faire penser au système de refroidissement radial de Sandia dont nous vous avions parlés en 2011. Le principe de Sandia était de placer les ailettes sur une base en aluminium, elle même en rotation par rapport à une base posée sur le processeur. Le transfert d'énergie s'effectuant entre les deux plaques de métal par le biais d'une fine couche d'air (0.03 mm).
Trois versions du système radial de Sandia
En pratique le modèle de Thermaltake est différent, il a d'ailleurs été développé par une société tierce, CoolChip Technologies qui lui donne le nom original de refroidissement cinétique (Kinetic Cooling).
Pour comprendre les différences, on peut jeter un oeil sur le dernier papier publié en 2013 par Sandia expliquant l'état du développement. On notera que plusieurs versions étaient testées et que les problèmes étaient multiples. La question du bruit, pointée dans cette vidéo de 2012 n'avait pas été encore résolue. Le niveau de bruit mesuré dépassant largement les objectifs :
A titre de comparaison, Sandia utilise un Noctua NH-D14 avec deux ventilateurs, produisant un niveau de bruit maximal de 30 dB(A) dans leurs propres mesures
La version de la vidéo était la version 4, la version 5 censée résoudre les problèmes de bruit du moteur aura produit au final encore plus de bruit, et ajoute même un sifflement perceptible à l'oreille. En pratique ces niveaux de bruits sont au delà des objectifs que Sandia s'était fixé et aucun document plus récent ne semble indiquer que le problème soit résolu. Un autre problème concerne les frictions au démarrage, au repos les deux disques qui composent le système de Sandia se touchent, et il faut un moteur assez puissant pour les "décoller", ce qui entraîne également des abrasions.
De son côté, CoolChip a publié un papier qui tente d'expliquer les différences de son système avec celui de Sandia. La première différence tient dans la manière dont les plaques coexistent :
Le transfert de chaleur entre les deux plaques se fait toujours au travers d'une fine couche d'air, mais l'on note que la surface d'échange est plus large avec l'ajout de cercles concentriques qui s'intercalent. Ce changement permet a CoolChip d'augmenter l'espace entre les deux plaques qui est pour le coup fixe (les plaques ne sont plus en contact à l'arrêt). L'écart réel n'est pas indiqué, mais il semble significativement plus important.
L'autre changement majeur vient du fait que l'on retrouve une deuxième rangée d'ailettes, fixes, à l'extérieur du radiateur. L'idée est de transférer une partie de la chaleur directement vers ces ailettes :
Sur ce schéma, CoolChip utilise des caloducs pour transférer la chaleur (dans le design utilisé par Thermaltake, la chaleur est simplement transférée par conduction dans l'aluminium). Le principe reste cependant le même et on le voit sur le schéma : ce que CoolChip appelle refroidissement cinétique est le mélange des deux systèmes de refroidissement (flèches noires pour les caloducs, flèches violettes pour le système central). CoolChip tourne assez fortement autour de la question de savoir quelle proportion de chaleur est réellement transférée dans la partie centrale (circuit violet) ce qui rend difficile la comparaison en pratique avec ce que proposait le système de Sandia. Sans plus de précision, on pourrait penser que cette proportion est limitée.
Quelques chiffres sont publiés comme ce graphique ou l'on retrouve à gauche la résistance thermique et en bas le niveau sonore (on souhaite donc être le plus en bas a gauche possible pour avoir le meilleur rapport dissipation/bruit). Le modèle de CoolChip est comparé à d'autres ventilateurs compacts et propose un rapport dissipation/bruit meilleur à volume de refroidissement égal.
En pratique la version présentée par Thermaltake est annoncée avec un niveau de bruit très bas, entre 13 (!) et 25 dB(A) pour une vitesse de rotation comprise entre 1500 et 2500 RPM (PWM). On notera que Thermaltake annonce cet Engine 27 comme compatible au maximum avec des processeurs dont le TDP est de 70 watts (le graphique au dessus est mesuré avec une charge de 95W).
Le modèle présenté n'est compatible qu'avec les sockets Intel LGA 115X, le prix et la disponibilités ne sont toujours pas connus.
Le système de refroidissement de Sandia se précise
Nous vous en parlions il y a un an. Sandia, un laboratoire semi-public américain planchait alors sur un système de dissipation-ventilation très novateur mêlant dissipateur et ventilateur. Pour des performances annoncées comme prometteuses. Depuis Sandia a continué le développement de son concept et a publié une vidéo très instructive grâce à laquelle on en apprend un peu plus sur son projet.
Plusieurs points intéressants ressortent de cette vidéo. Primo le bruit de turbine que l'on perçoit facilement est assumé par le laboratoire. Le coupable serait le moteur, et Sandia promet de résoudre le problème d'ici la commercialisation du produit. Une mise sur le marché qui avance puisque si l'on en croit la vidéo, Sandia aurait signé signé un accord de licence avec une société (non citée) pour le refroidissement de CPU. Wait & See !
Nouveau concept de refroidissement
Sandia, un laboratoire de recherche américain semi public (appartenant au gouvernement, mais géré par Lockheed Martin), vient de rendre public un papier intriguant (PDF) sur un nouveau modèle de refroidissement qui pourrait être appliqué aux processeurs. Sur le principe, l'idée est simple, contrairement à un système traditionnel où l'on a une base fixe posée sur la surface à refroidir (le radiateur) supplanté par un ventilateur, le système de Sandia fusionne ventilateur et radiateur : le radiateur est transformé en un ventilateur type blower. L'air est aspiré par le milieu et expulsé sur les côtés.
Ce concept permet de résoudre un certain nombre de problèmes comme l'accumulation de la poussière dans le radiateur et surtout l'air stagnant dans ou autour du radiateur. L'arrivée des tours et des caloducs a permis d'éloigner la chaleur rapidement de la zone à refroidir et d'étendre la surface d'échange avec l'air, mais l'air stagnant reste une problématique. Le challenge de la technologie réside dans le fait que ce radiateur n'est plus en contact direct avec la plaque de métal posée sur la surface a refroidir (dans notre cas le processeur), il y a donc une fine couche d'air entre la base et le radiateur mobile. Et l'air n'est pas un très bon conducteur thermique.
Cette couche d'air est cependant extrêmement mince, moins de 0.03 millimètres en fonctionnement et se régule automatiquement en reposant en partie sur la pression de cette couche d'air (si la turbine se soulève, la pression de la couche d'air diminue et fait redescendre la turbine).
Le papier publié annonce des résultats assez intéressants, leur prototype atteint une résistance thermique de conduction équivalente aux meilleures solutions de refroidissement tour (0.2°C/W) dans un volume beaucoup plus restreint. Des systèmes plus classiques de volume équivalent au prototype de Sandia n'atteignent une résistance thermique conductive que de 0.6 à 0.8°C/W. Le cout de fabrication serait également largement moindre (aluminium uniquement, pas de caloducs, etc).
Un second prototype était déjà en préparation en 2010 lors de la première publication limitée de ce papier avec au programme une augmentation de la hauteur des "ailettes" qui passeraient de 1 à 2.5 cm et une réduction de la hauteur de la plaque sur laquelle reposent ces ailettes d'un tiers. D'après leurs calculs les scientifiques de Sandia espèrent atteindre une résistance thermique de conduction inférieure à 0.1°C/W, ce qui serait largement au-delà des meilleures solutions actuelles. Aucune mesure de bruit n'est effectuée dans le papier mais il est annoncé comme plus faible que les solutions processeurs classiques malgré des vitesses de rotations de 5000 rpm (selon les tests la vitesse peut atteindre 10000 rpm avec le moteur sélectionné, l'épaisseur de la couche d'air variant avec la vitesse de rotation). Les applications directes de cette recherche pourraient arriver rapidement, Sandia proposant d'ores et déjà des licences de sa technologie à l'industrie.