Refrigeración

Core i7-8700K refrigerado con microfluídico: 44% más fresco que una AIO

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Cuando realizamos overclock a un procesador, más nos vale tener un sistema de refrigeración a la altura si no queremos sustos. Y es que hasta procesadores de hace unos años como el Intel Core i7-8700K de 6 núcleos, ven la necesidad de usar potentes sistemas de refrigeración tras el overclocking. Por ello, han probado un método de refrigeración por microfluidos, el cual supera a la refrigeración líquida tradicional.

Hace muchos años conocimos la refrigeración por microfluidos gracias a un grupo de investigadores de Georgia. Este nuevo sistema permitía disipar el chip de forma directa sin necesitar de un disipador de CPU. Así se lograba una refrigeración muy efectiva sin apenas ocupar espacio. Ahora, un equipo de investigadores de Microsoft y de la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática de Georgia han hecho lo mismo, pero sobre un Intel Core i7-8700K.

La refrigeración por microfluidos reduce las temperaturas en un 44% respecto a la líquida

Los investigadores realizaron la prueba implementando un disipador microfluídico a un procesador Intel Core i7-8700K con overclock. Este consumía 215W, mucho más que su TDP de 95W, en una pequeña superficie de únicamente 149 mm². Como comparación, el Intel Core i9-12900K de actual generación, tiene un TDP de 125W y alcanza los 241W en PL2, pero tiene un área de 215 mm². Esto significa que el i7-8700K con OC requiere de una mayor refrigeración al ser un chip más pequeño.

Dicho esto, el i7-8700K consumiendo más de 200W y refrigerado por microfluidos, pudo subir sus frecuencias hasta 5,20 GHz en Cinebench R20 de forma estable y hasta 4,50 GHz en Prime95. Esto supone un increíble incremento de frecuencias del 40% y 21% respectivamente, frente a los 3,70 GHz de su frecuencia base. Si bien esto no supone un gran incremento frente a los 5.00 GHz que pueden alcanzarse bajo refrigeración líquida, los que hicieron la prueba no son overclockers profesionales. Pero vamos a lo que importa, y es que en comparación a la refrigeración líquida, la refrigeración por microfluidos reduce la temperatura en un 44%.

Además, los investigadores también probaron la capacidad de este sistema de refrigeración empleando diferentes temperaturas de entrada del líquido refrigerante. Así, hicieron la prueba utilizando el líquido a temperaturas de 6, 21, 34 y 42ºC. Los resultados podemos verlos en la imagen de arriba, pero los resumiremos como fantásticos, y es que incluso a 34 y 42 ºC, se han podido mantener las frecuencias altas del procesador.

¿Por qué es tan efectiva la refrigeración por microfluidos?

La refrigeración por microfluidos obtiene su nombre debido a los microcanales que se integran en el chip o se añaden (como es en este caso). El agua pasará por estos diminutos canales, los cuales están aislados de los transistores del chip

para evitar problemas. Con esto, se logra enfriar de forma mucho más eficaz el chip, ya que la distancia es mucho menor que usando los disipadores convencionales. Así, se ahorran usar pesados disipadores de aire o bloques de refrigeración para la refrigeración líquida, además de no requerir pasta térmica o metal líquido.

Además, este método de refrigeración por microfluidos tiene la ventaja de que ha sido adaptado para su uso en CPUs comerciales, como el i7-8700K de las pruebas. Para ello, primero deben retirar el disipador (encapsulado; IHS) y el material de interfaz térmica (TIM) de la CPU para así poder trasladarla a una oblea de transporte. Aquí, implementan los microcanales encima del die del procesador y transportan la CPU y la oblea a la placa base. Posteriormente, añaden otra capa de silicio sobre la CPU con microcanales, esta vez con entrada y salida de agua. Finalmente, imprimen en 3D los conductos de refrigeración por agua en la parte superior de la última capa de silicio.

Pronto necesitaremos sistemas de refrigeración alternativos para enfriar nuestras CPU y GPU

Cada año que pasa los componentes de PC como los procesadores y tarjetas gráficas ven su potencia aumentar y, con ella, su consumo. Según los propios investigadores, el consumo energético de las CPU y GPU de servidor se incrementará en un 7% anual hasta 2030. Esperan que el TDP llegue a los 400W en 2030, algo que parece demasiado optimista, puesto que la NVIDIA H100 ya consume 700W.

Dicho esto, la refrigeración por microfluidos se torna una opción superior a la refrigeración líquida, sobre todo si aparecen más CPU con la caché L3 apilada, como sucede en los AMD Ryzen 7 5800X3D. Ese viene con la capacidad de hacer overclock bloqueada debido a que sus temperaturas se dispararían. Además, se cree que nunca llegó una versión de 12 núcleos o más debido a esa misma razón. Pero mientras tanto, todo se queda en un experimento realizado por los investigadores de Microsoft y la escuela de Georgia.

Aunque no se descarta que en un futuro se puedan implementar, ya que si tenemos en cuenta el aumento de potencia y calor generado, habrá un momento donde la refrigeración líquida actual apenas podrá enfriar adecuadamente un chip. Además, si pensamos en el poco espacio que ocupa desechando los disipadores tradicionales, este sistema de refrigeración por microfluidos se torna una opción muy interesante. Por ejemplo, en servidores y centros de datos, donde es importante controlar la temperatura en un reducidas dimensiones.

Borja Colomer

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