Для охлаждения компьютерных компонентов применяются самые разные методы — от воздушных систем до жидкостных контуров. Способы подачи охлаждающей среды также сильно различаются: в ход идёт всё — от классических радиаторов до погружения компонентов в масло или двухфазную жидкость.
Известный оверклокер Роман Хартунг (der8auer) решил вдохновиться системой охлаждения суперкомпьютера Cray X1, где ещё в 2003 году использовалась технология распылительного охлаждения (spray cooling). В ней жидкость подавалась через крышку распределителя тепла (IHS) и распылялась прямо на поверхность кристалла. Испаряясь, она отводила тепло, а затем в виде газа возвращалась в контур, где снова конденсировалась и использовалась повторно. В качестве хладагента применялся Fluorinert FC-72 от 3M — перфторированный, электрически непроводящий фторуглерод с температурой кипения 56 °C.
Современная проверка идеи
Хартунг решил проверить, можно ли использовать подобный подход сегодня. Для эксперимента он взял Novec 7000 — жидкость, применяемую в погружных системах охлаждения, — и с помощью сопла и сжатого воздуха распылял её на теплораспределитель Ryzen 7 9800X3D. При испарении жидкость забирала тепло, охлаждая кристалл.
Novec 7000 была выбрана потому, что она не проводит электричество, имеет низкую температуру кипения (34 °C) и высокую теплоту парообразования — 142 кДж/кг.
Результаты теста
В режиме простоя система работала стабильно: температуры колебались в пределах 60–70 °C, в зависимости от показаний датчиков Ryzen 7 9800X3D. Однако в многопоточном тесте Cinebench R23 процессор быстро достигал порога термального троттлинга.
Der8auer отмечает, что при распылении непосредственно на кристаллы (чиплеты) эффективность могла бы быть выше. Теоретически такая система может быть реализована как замкнутый контур, способный работать автономно.
Проблема PFAS
Однако у использования Novec 7000 и подобных двухфазных жидкостей есть экологическая сторона. Novec 7000 — это 1-метокси-гептафторпропан (C₃F₇OCH₃), относящийся к классу гидрофторэфиров (HFE). При его производстве образуются PFAS — пер- и полифторалкильные вещества, которые считаются экологически опасными и слабо разлагаемыми в природе. Компания 3M уже заявила, что до конца 2025 года полностью прекратит выпуск продукции на основе PFAS.
Подписывайтесь на группу Hardwareluxx ВКонтакте и на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).
Комментарий der8auer
В принципе, к PFAS относятся все органические фторированные соединения. Наибольшая проблема — их производство, а не применение. Это касается всего: от антипригарных покрытий до противопожарных пен. Многие вещества уже регулируются или заменяются безопасными аналогами.
Что касается Novec 7000 — это короткоцепочечный гидрофторэфир, который, в отличие от длинноцепочечных соединений, не накапливается в организме и, согласно исследованиям, быстро выводится.
Я использовал Novec 7000 и 7100 для разных проектов ещё несколько лет назад. По доступным данным, у этих веществ не выявлено острой токсичности или канцерогенности. Поэтому я не вижу рисков при их практическом применении.
Хотя распылительное охлаждение остаётся интересным инженерным экспериментом, технология так и не получила широкого распространения — в основном из-за сложности реализации, высокой стоимости и экологических ограничений.