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CoolLaboratory Liquid Pro: la rivoluzione dello scambio termico

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CoolLaboratory Liquid Pro: la rivoluzione dello scambio termico

Messaggio da leggereda eXoddus » lunedì 23 dicembre 2013, 5:40

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Da quando i processori rappresentano il perno sul quale ruota tutta la tecnologia del secondo millennio, il problema principale, accolto come una "sfida" per moli brand di componenti hardware e modding, è rappresentato dalle alte temperature. Al giorno d'oggi ci sono quattro principali tecniche per raffreddare un processore:

-Dissipazione ad aria
-Dissipazione a Liquido
-Dissipazione ad immersione
-Dissipazione ad azoto liquido

La dissipazione ad aria è la più comune, perché è il metodo standard per il raffreddamento. E' creata appositamente per processori fino a fasce alte, ma difficilmente, anche i dissipatori più grandi, riescono a smaltire l'enorme calore sviluppato da un processore in full load, soprattutto se in overclock. Il componente principale di un dissipatore sono gli Heat Pipe, ovvero dei tubi in rame o nickel che si occupano di trasferire il calore dalla testa del dissipatore (la zona a contatto con l'IHS del processore) alle alette in alluminio che a loro volta saranno raffreddate da una o più ventole. Quando un dissipatore ad aria non è più in grado di eclissare l'energia termica generata dal processore, subentra il raffreddamento a liquido. In questo caso non ci sono più degli Heat Pipe che trasferiscono il calore tra le due zone, ma del liquido apposito; e si sa che i fluidi in movimento favoriscono lo scambio termico in maniera molto più efficiente di un componente metallico solido. Quindi, quando il liquido raggiunge la camera della testa (la superficie a contatto con l'IHS) si scalda, e, spinto da una pompa, trasporta il calore ad un radiatore, dotato di ventole. Il radiatore raffredderà il liquido, che raggiungerà nuovamente la testa per un nuovo ciclo di dissipazione. Il problema sorge agli overclocker professionisti. Coloro che non conoscono la parola "limite" e che hanno un bisogno cronico di portare le frequenze della CPU oltre i 5 GHz. In questo caso anche il raffreddamento a liquido sarà insufficiente, pertanto, subentra l'azoto liquido. Un alto tubo metallico si innalza verticalmente al di sopra del processore e, all'interno di esso, verrà versato l'azoto liquido che raggiungerà il fondo del contenitore quando toccherà direttamente l'IHS. Le temperature, ovviamente, sono esageratamente basse, ovvero al di sotto dei -100° centigradi. Esiste un altro metodo alternativo per raffreddare tutti i componenti; esso consiste nell'immergere l'intero sistema in un olio dielettrico. Questo metodo è molto efficiente perché ogni componente è immerso in un'enorme tanica di olio che dissipa costantemente il calore generato. Anche se non sembra molto salutare per dei componenti elettronici essere immersi completamente in un fluido, l'olio dielettrico ha una conduttività elettrica inferiore di quella dell'aria, garantendo quindi un isolamento migliore, con tutti i vantaggi che ne conseguono.

Rimanendo, però nel raffreddamento ad aria e a liquido, dove una "testa" di rame e nickel (o addirittura argento) deve poggiare sopra l'IHS del processore, sorge un altro grande problema; un problema immenso direi.
In un mondo perfetto, sarebbe possibile creare delle superfici lisce e specchiate senza nessun difetto, talmente impeccabili che a contatto tutti i punti di una toccherebbero i punti dell'altra, rendendole di fatto una superficie unica. Purtroppo viviamo in un mondo dove la perfezione è un'utopia, di conseguenza, per quanto la superficie della testa di un dissipatore sia specchiata, lucida e liscia, ci saranno sempre delle imperfezioni (soprattutto nell'IHS del processore) e per quanto infinitesimali, sono comunque rilevanti per impedire un sufficiente scambio termico tra le due superfici. Gli ingegneri che si occupano di dissipazione del calore, hanno così studiato un modo per risolvere questo problema, creando un composto della densità del dentifricio, ma con un'elevata conduttività termica: la pasta termica. Senza di essa, senza pochissimi decimi di grammo di composto, anche il più grande dei dissipatori sarebbe inutile. La Pasta termica si infiltra nelle imperfezioni, nelle cavità non visibili all'occhio di entrambe le superfici, rendendole, così, completamente a contatto.
Sembrerebbe tutto risolto, con un lieto fine, ma ahimè, non è così. Anche le migliori paste termiche di oggi, siano esse siliconate, a baste di argento, a base di nanoparticelle di diamante, o chissà quale altra tecnologia, hanno un grande difetto: trattengono una gran parte del calore generato.
Tanto per fare un confronto, una saldatura ha una conduttività termica di ben 85 W/mk. (Watt per metro kelvin).
La miglior pasta termica di oggi, arriva ad avere una conduttività termica di 11,5 W/mk.
Per quanto, quindi, le paste termiche siano studiate appositamente per il lavoro che devono svolgere, ci rendiamo conto che diventa quasi imbarazzante confrontare una pasta termica con una saldatura. Ci rendiamo conto anche di quanto calore trattengono le paste termiche, calore che invece potrebbe essere trasferito al dissipatore.

Non solo, ma come se questo non bastasse, dagli Ivy Bridge in poi, la Intel ha deciso di sostituire una buona e sana saldatura tra il DIE (il circuito integrato dove sono presenti tutti i componenti del processore, quindi la CPU suddivisa in core, l'APU, FPU, le Cache, ecc..) e l'IHS con una misera pasta termica da circa 5 W/mk. Con l'avvento degli Haswell, tanto perchè gli Ivy Bridge erano troppo freddi, hanno deciso di spostare i VRM (regolatori di tensione, che solitamente si trovano interamente nella scheda madre, attorno al socket) nel processore e le tensioni di lavoro sono più alte (almeno quando i nuovi stati di risparmio energetico non sono attivi). Questo li porta ad avere temperature ancora più elevate.

E proprio quando le temperature raggiungono livelli critici, ci viene in aiuto una azienda tedesca specializzata in dissipazione, la CoolLaboratory. E in particolare, di un loro prodotto, il Liquid Pro. Si tratta di una particolare pasta termo-conduttiva, anzi, non è per niente una pasta termo-conduttiva, bensì metallo liquido. Si può leggere che il Liquid Pro ha una conduttività termica di addirittura 82 W/mk.

Ma ora a noi. Come funziona? Come si usa? Si ottengono davvero temperature più basse? Vale la pena comprarlo?

Beh, lasciamo parlare i test.
Innanzitutto, vediamo come utilizzarla.

Premetto che nel caso foste in possesso di Ivy Bridge o Haswll, se applicate il Liquid Pro solamente tra l'IHS e il dissipatore non otterrete cali di temperature sostanziali dal momento che il problema principale risiede tra il DIE e l'IHS, perciò vi consiglio di togliere l'IHS del vostro processore seguendo questa guida:
Guida alla rimozione dell'IHS per Ivy Bridge e Haswell

Una vola rimosso l'IHS, si può procedere all'applicazione del Liquid pro. Vediamo come.

I componenti usati in questa guida sono:

-Intel Core i5 4670K
-Thermalright Silver Arrow SB-E Extreme
-CoolLaboratory liquid Pro

1) Analisi del prodotto

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La confezione del prodotto non è particolarmente lavorata; è uguale alla confezione di tutte le altre paste termiche.
All'interno di essa troviamo:
-Una siringa di Liquid Pro da 0,15 ml
-Un panno imbevuto di solvente apposito per la rimozione del Liquid Pro dalle superfici
-Una spugna rigida per grattare l'IHS da entrambi i lati prima dell'applicazione
-Due cotton fioc per la stesura del metallo liquido
-Un foglio con la descrizione del prodotto nelle varie lingue

2) Rimozione del dissipatore

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Prima di tutto dobbiamo rimuovere il dissipatore posto sopra al processore e posizionarlo sopra la scrivania con la testa rivolta verso l'alto. La testa non deve strisciarsi, più lucida e specchiata è, meglio è. Rimuovete il processore dal socket e appoggiatelo su un panno di carta con i pin rivolti verso il basso (devono toccare il panno di carta). Mi raccomando, NON TOCCATE I PIN DEL PROCESSORE CON LE VOSTRE DITA!

3) Rimozione dell'IHS e pulizia dalla pasta termica

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Rimuovete l'IHS dal processore, semplicemente usando un taglierino o un oggetto molto molto fino, come una lametta da barba. Infilate la lama in uno dei lati e fate leva con cautela, finché l'IHS non si "scollerà" dal DIE (la pasta termica ha un effetto leggermente collante). Questo ovviamente se avete già rimosso una volta l'IHS seguendo la mia guida citata in precedenza. Se non l'avete ancora fatto, allora il procedimento è diverso, più complicato e molto più pericoloso. A questo punto avete quattro superfici sporche di pasta termica da pulire: il DIE, il lato inferiore dell'IHS, il lato superiore e la testa del dissipatore. Cominciate dal DIE. Usate un solvente apposito, oppure, nel caso non lo aveste, dell'alcool denaturato. Versatelo in un fazzoletto e cominciate a strofinare nel DIE; per favore, siate delicati! La pasta termica sborderà dal DIE, quindi procuratevi dei cotton fioc (non usate quelli forniti dalla CoolLaboratory), imbevete anche quelli di alcool e strofinate attorno al DIE. Pulite, poi, sempre con dei cotton fioc imbevuti, tutta la scheda superiore del processore (NON I PIN SOTTO DI ESSO). strofinate delicatamente finché non è più puro e pulito di una superficie in una camera bianca. Siate pazienti, non abbiate fretta e assicuratevi che sia pulito fino all'ultimo, non deve restare un nanogrammo di pasta termica. Usate anche una lente di ingrandimento se necessario, ma scrutate bene ogni punto. Al termine, mettete da parte il processore e occupatevi dell'IHS. Qua non c'è bisogno di essere gentili, quindi imbevete un panno di alcool e pulitelo senza farvi tanti problemi. Non dovete per forza essere gentili, ma anche questo alla fine deve brillare. Infine, mettete da parte anche questo e occupatevi della testa del dissipatore. Potrebbe essere specchiata. In caso positivo, siate attenti e gentili anche qui. Si potrebbe strisciare facilmente quindi andateci piano. Stesso procedimento dei due precedenti. Alla fine dovrete ottenere uno Specchio. Se la superficie è satinata, dovrete ottenere una superficie pulita come l'IHS.

Come vedete nelle ultime due immagini, se nel processore è ancora presente la colla nera che teneva saldato l'IHS alla scheda, rimuovetela. NON USATE OGGETTI METALLICI O, COMUNQUE, IN GRADO DI STRISCIARE LA SCHEDA. Se strisciate la scheda, soprattutto in un collegamento del circuito, dovete buttare tutto. Perciò siate delicatissimi. Usate le vostre unghie o, comunque, un oggetto di plastica al massimo, come una scheda telefonica. La colla dovete rimuoverla per permettere all'IHS di fare completamente contatto con il DIE, e di non rimanere rialzato.

4) Utilizzo del panno ruvido

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Utilizzate il panno ruvido solamente sull'IHS, da entrambi i lati. Strofinate con forza finchè non otterrete delle superfici satinate nelle figure. Lo scopo è quello di rimuovere tutte le irregolarità, di pulire in maniera più approfondita le superfici e di rendere i due lati più uniformi.

IMPORTANTE: Una volta che tutte le superfici sono pronte per la stesura del metallo liquido, non vanno più toccate, soprattutto con le vostre dita. Quindi se sapete di aver toccato il DIE con un dito, L'IHS o la testa del dissipatore, puliteli ancora. Le vostre impronte digitali sono formate per lo più di grasso. Hanno uno spessore di 0,005mm e impediscono al metallo liquido di invadere quella zona, diminuendo di conseguenza la superficie di contatto.

5) Stesura del Liquid Pro

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Togliete il cappuccio arancione dalla siringa. Fate attenzione, all'estremità c'è un vero e proprio ago. Con cautela e ripeto, CON CAUTELA, versate una goccia piccolissima al centro del DIE. Se sbagliate, o se ne mettete troppa, il metallo liquido gocciolerà nella scheda e, se cade tra due contatti, farà da collegamento creando un corto circuito. Non abbiate pura di versarne troppo poco, dovete creare uno strato sottilissimo. Quindi prendete un cotton fioc fornito dalla CoolLaboratory e cominciate a spalmarlo. Usate il cotton fioc come se fosse una spugnetta. Eseguite pennellate brevissime. fate attenzione quando arrivate ai bordi del DIE. Se vedete che è troppo poco, aggiungetene un'altra goccia; poi vi regolate in base alla superficie che siete riusciti a coprire con la prima goccia. Non deve rimanere nessun spazio vuoto. A questo punto, prendete L'IHS e applicatelo delicatamente sopra il DIE. Centratelo immediatamente senza spostarlo una volta posizionato, altrimenti spalmerete il metallo liquido in zone dell'IHS non utilizzate o, peggio ancora, rischiate di far sbordare il metallo liquido dal DIE. Fate attenzione al verso, ricordate che il socket deve fare pressione sui due lati sporgenti dell'IHS. Ora, versate una goccia un po più sostanziosa sopra all'IHS e, anche qui, coprite tutta la superficie con uno strato molto fino e uniforme. Alla fine, le superfici dovranno essere ricoperte come nelle figure.

6) Montaggio di processore e dissipatore

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ora prendete delicatamente il processore e posizionatelo nel socket. Prima di chiudere quest'ultimo, spostate leggermente verso l'alto l'IHS, circa di 0,3 mm, perché quando andrete a chiudere il socket l'IHS tenderà a spostarsi in avanti, cioè nella stessa direzione in cui si sta spostando il socket, dal momento che l'iHS non è più incollato alla scheda. Chiudete il socket e fissatelo al gancio. ora, prendete il dissipatore, assicuratevi ancora una volta che la superficie sia perfettamente pulita, e appoggiatelo sopra al processore. Anche in questo caso lo dovete centrare subito, senza spostarlo tanto. Fissate anche quest'ultimo con le giuste pressioni (non abbiate paura di fargli male).


A questo punto, se avete eseguito egregiamente tutti gli step, dovreste ottenere degli incrementi nella diminuzione delle temperature a dir poco sorprendenti. Si parla di più di 20° di differenza. Questi sono i miei risultati:

IDLE
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FULL LOAD
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Il processore è stato overcloccato da me. Il valori di overclock sono i seguenti:

- Moliplicatore core: 44
- BCLK: 100 MHz
- VCore: 1.320V
- Cache Voltage: 1,2V
- VRin: 1,95V

- Frequenza Finale: 4,4 GHz
- Consumo con stress test Linpack: 126W FULL LOAD
- Temperatura di picco core #2: 65°FULL LOAD
- Temperatura processore: 51°FULL LOAD

- Consumo IDLE: 16W
- Temperatura di picco core #2: 30°IDLE
- Temperatura processore: 16°IDLE

Temperatura ambientale: 19 Gradi.


Considerazioni:

Questo prodotto rappresenta l'eccellenza dello scambio termico. A 4,4 GHz la temperatura massima è di 65°, il che fa capire che si può arrivare a 5 GHz con un dissipatore ad aria (che comunque sono 1,1 Kg di dissipatore, ventole comprese) rimanendo entro i limiti di temperatura consigliati.
Se consideriamo, che con la pasta termica (Artic cooling MX-4) stesa sia nel DIE sia nel dissipatore, con una frequenza di turbo di 3,8 GHz (quindi non in overlcock), con un consumo di 105W, il core #2 ha raggiunto una temperatura di 91 gradi, ho ottenuto un abbassamento delle temperature di oltre 30 gradi.
Se avessi portato il processore a 4,4 GHz con la pasta termica, seguendo la stessa configurazione di adesso, in FULL LOAD avrei probabilmente (e ipoteticamente) raggiunto i 110° centigradi (se non 120°).

Il lavoro è arduo, i rischi sono molti e molto elevati, ci vuole un'infinita pazienza e molto coraggio. Ma con la giusta esperienza e passione, eseguendo un lavoro prossimo alla perfezione, i risultati che si ottengono sono quasi difficili da credere. Non vi resta che provare!

Prezzo CoolLaboratory Liquid Pro: 9,98€
Store: Drako.it
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Re: CoolLaboratory Liquid Pro: la rivoluzione dello scambio termico

Messaggio da leggereda giova95 » lunedì 23 dicembre 2013, 9:01

:boss: Wow
Sei un mostro :clap: :good:
Non chiedete chiarimenti tecnici per via privata! I problemi vanno esposti direttamente sul forum, per il bene di tutti.
Vota il forum! :-)
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Re: CoolLaboratory Liquid Pro: la rivoluzione dello scambio termico

Messaggio da leggereda Scapuc » lunedì 23 dicembre 2013, 12:41

:wow: :wow: :wow:
Fede sei un grande! :ilike:
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Re: CoolLaboratory Liquid Pro: la rivoluzione dello scambio termico

Messaggio da leggereda eXoddus » lunedì 23 dicembre 2013, 17:45

Grazie mille ragazzi <3
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Re: CoolLaboratory Liquid Pro: la rivoluzione dello scambio termico

Messaggio da leggereda jacopodenardi » lunedì 23 dicembre 2013, 18:23

hai tempo per venire a montermelo a casa?
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Re: CoolLaboratory Liquid Pro: la rivoluzione dello scambio termico

Messaggio da leggereda eXoddus » martedì 24 dicembre 2013, 0:51

Dipende da molti fattori =)
tipo dive abiti, se hai la siringa di liquid pro e se hai già tolto l'IHS =)
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Re: CoolLaboratory Liquid Pro: la rivoluzione dello scambio termico

Messaggio da leggereda jacopodenardi » martedì 24 dicembre 2013, 9:59

be abito a vittorio veneto a circa un ora da treviso e non ho niente :)
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Re: CoolLaboratory Liquid Pro: la rivoluzione dello scambio termico

Messaggio da leggereda eXoddus » martedì 24 dicembre 2013, 10:49

Io sono a 150 Km di distanza =)
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Re: CoolLaboratory Liquid Pro: la rivoluzione dello scambio termico

Messaggio da leggereda jacopodenardi » martedì 24 dicembre 2013, 17:45

peccato :(
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Re: CoolLaboratory Liquid Pro: la rivoluzione dello scambio termico

Messaggio da leggereda Intel i7 » lunedì 3 febbraio 2014, 19:56

Scusate l'ignoranza ma si può solo con Haswell-ivy bridge o anche con AMD come ad esmpio la serie Fx??
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