散热那些事 篇四十三:Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

2024-02-07 15:51:09 14点赞 16收藏 37评论

时至今日,散热市场已然成熟,但千篇一律的塔体外观有些让人审美疲劳。遥想十余年前,在那个散热厂商还没有充分了解“风道”概念的年代,消费者们也乐意让自己的电脑“霸气侧漏”,彼时的风冷市场可谓百花齐放,奇葩辈出。

本文中所介绍的散热器,它们或外观独特,令人印象深刻;抑或原理创新,令人眼前一黑;更有甚者,能够兼具二者之长,让人哭笑不得。本系列文章里,我们就将盘点那些在造型结构上创新的奇葩散热器们。


技术的闹剧

2023年11月,官网中无人在意的角落里,英特尔正式宣布Cryo技术走向终结。所有更新都将在新年来临前彻底停止,新一代处理器也不会对这些产品适配兼容。

Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

谁能想到,Cryo曾是英特尔为之骄傲的“散热解决方案”呢?这项技术曾轰轰烈烈地兴起,却又如此草率地落幕。一切宛如一场闹剧,厂商们仿佛成了英特尔的演员。

Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

这项技术的意义何在?曾经号称“黑科技”的它,又有着怎样独特的原理?


“独特组合”

“Intel® Cryo冷却技术,是软件、固件与硬件的独特组合,为先进的低温散热器提供动力。”

2020年11月,酷冷至尊、EKWB等散热厂商一反往日的低调,竞相揭开Cryo计划的面纱:数款独特的散热装置蓄势待发,吸引了无数爱好者的目光。

Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

由N型、P型半导体所组成的热电偶两端,通电后将产生明显的温差,从而与外界环境进行能量交换。温度较高的一侧将持续吸收能量,而另一端则会源源不断地制冷。用这名为“帕尔贴效应”的独特原理,便能打造出“半导体热电制冷片(TEC)”——而这,正是英特尔Cryo计划的核心。

Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

与常见的风冷/水冷散热器不同,“半导体散热”并非传统的无源器件。由电源供电的它,能够迅速地创造出极大的温差。CPU温度低于室温,对TEC而言也不在话下!

Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

可千万不要因它与“一体式水冷”相似的外观,就轻视了眼前的原型产品。事实上,Cryo技术是将“水冷”与“半导体制冷”相结合的产物:“热电散热片”被装在冷头之中,其中的热端接入水路,冷端则朝向计算芯片。当我们为其通入电流,TEC便将源源不断地创造出温差。

搭载了Cryo技术的冷头结构搭载了Cryo技术的冷头结构

利用TEC“有源器件”的工作特性,温度降至冰点成为可能;再辅以“一体式水冷”改进散热效果,便能尽全力放大性能差距。看上去,英特尔Cryo技术似乎非常完美,没有任何破绽可寻。可在处理器发热愈演愈烈的今日,它又怎会叫好不叫座,默默无闻地走向终结?

Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

这就要从“半导体散热”的局限性说起了。


原理的局限

如前所述,“半导体散热片”是有源器件。这赋予了它“降至冰点”的卓越性能,但也会由此引入额外的能源消耗——没错,就像CPU、GPU芯片会有“功耗”概念那样,半导体热电片也有“功耗”一说。

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原理似乎完美的它,效率却低得吓人:受限于工作温度的差异,它的制冷效率通常仅约30—60%!在搭载了英特尔Cryo技术的产品上,制冷片的功率可达180W——而这,甚至已是一个相当克制的数值了,只是需要PCI-E 8pin供电而已。

冷头上的PCI-E 8pin供电接口冷头上的PCI-E 8pin供电接口

除了骇人听闻的超高功耗外,冷凝结露的情况更是令人头疼:半导体制冷能轻松将温度降至室温以下,空气中的水汽自然遇冷凝结。“冷凝水”是电脑硬件的头号天敌。为此,英特尔也引入了空前复杂的设计方案。

Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

冷头顶端的模块是Cryo的处理核心,它将密切监控环境与水冷温度;散热器上更有独立的USB接口,负责同CPU芯片传递信息;为了避免接触周遭的冷却气流,整个处理器插槽也被特制护套严密包裹。

EKWB搭载了Cryo技术的冷头。可见底座四周护套EKWB搭载了Cryo技术的冷头。可见底座四周护套

当散热器运作时,需要主板、CPU与专用的Cryo软件共同搭配,这便是英特尔所说的“软件、固件与硬件的独特结合”——当系统待机时,TEC制冷片可以停止工作,此时的Cryo系统接近于普通水冷;而在日常负载状态时,TEC将工作在智能模式下,散热器将实时调控热电片的输出功率。

Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

倘若对散热表现不甚满意,用户也可以根据自己的性能需求,开启“TEC无限制模式(Unregulated)”——此时,半导体散热片将会始终以180W全功率输出,后果将由玩家负责

然而,先进技术或许能降低冷凝结露的风险、避免硬件损坏的可能,但终究对TEC那高企的峰值功耗无能为力。它还带来了更多适配与兼容性问题:大量控制元件的引入,不仅让散热器的运作原理空前复杂,更令Cryo系统的成本水涨船高,世人望而却步。

雪上加霜的是,作为Cryo技术的初次亮相,它的表现实在令人尴尬:在i9-10900K平台上,搭载了TEC制冷片的酷冷至尊ML360 SUB-ZERO,却仅在功耗较低时方有优势。

数据来自超能网,下同数据来自超能网,下同

是的,待机时的处理器温度很是出色,Cryo技术成功地将其降至16.3℃——远远低于25℃的室温。然而,随着处理器功耗的不断攀升,Cryo技术的领先幅度也越来越小。

Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

当处理器功耗达到170W时,搭载了Cryo技术的冷排已与传统360水冷持平。这已达到TEC制冷片的极限,但还远非酷睿的极限——当CPU发热超过220W时,传统的360水冷将实现反超!

Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

这已不是“半导体散热”首次进入个人电脑领域了,但每一次努力都铩羽而归。早在十年以前,酷冷至尊便已尝试将TEC与风冷塔体结合,最终的成果“V10”却宛如一个怪胎。如今,英特尔再度向这一领域发起挑战,终究难以避免失败的结局。

酷冷至尊V10酷冷至尊V10

Cryo技术的复杂设计固然是“进步”,但其诞生的背景却令人哭笑不得——2020年,正是14nm制程的最后时刻。落后工艺所带来的巨大功耗,愈发成为困扰消费者们的问题根源。

“世界上性能最高的晶体管”“世界上性能最高的晶体管”

市场期待着英特尔研发出能效优异的制程,英特尔却用更为复杂、功耗更高的散热器来“解决问题”——如此方案治标不治本,显然与世人的初衷背道而驰。Cryo技术二世而亡,正是消费者对其的回应。


后记

“在巨人的蓝图中,CPU与散热器协同工作是未来的方向。”

Cryo技术的巨轮由此起航,并终于在3年后正式搁浅。

然而,英特尔似乎未能从中汲取教训。又或者,这家企业并不在意问题的根源。

在处理器的发热逐年攀升的当下、芯片的能耗动辄数百瓦的今天,下一代“散热解决方案”的设计,又将何去何从呢?

Intel的技术闹剧•Cryo散热解决方案

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37评论

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  • 原来我的车载冰箱使用的是高贵的intel® Cryo制冷技术 [傻笑] [吐血]

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    醒醒,你的饮料罐上都结露啦! [龇牙]

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    明白了,半导体制冷常见,不结霜的半导体制冷不常见,所以核心竞争力还是软件对吧

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  • 换了14700k,单烤fpu竟然能跑到350w…用酷冷t824搭配torrent机箱才堪堪能用

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    在处理器性能发展的同时,能耗也水涨船高。但是作为始作俑者,INTEL似乎并不在意这个问题 [哭泣]

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    intel为何不出少核心(仅4大核或6核)但高频的cpu供游戏用?

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  • 我不想说得太失礼,请为Intel准备一台压缩机

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    [傻笑] [傻笑] [傻笑]

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  • 个人觉得冷凝水才是死结,如果能解决好,换成小型的压缩机质量,制冷量和能耗比都上来了

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    将压缩机应用在PC散热领域的案例并非没有,OCZ Cryo-Z便是一个案例。“冷凝水”问题虽然存在,但现有技术已能妥善地解决——无非是诸多散热厂商难有英特尔这样强劲的实力与权限,很难做到“散热器与处理器同步工作”而已。 [高兴]

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    而英特尔,显然也不会疯狂到将压缩机制冷搬上桌面端,那会让产品变得更为小众。压缩机制冷的效率虽然更高,但其噪音也绝非常人所能忍受。
    对这些产品而言,真正的死结是“市场认可”,并不是绝对的技术限制——有着数百瓦功率、数千元价格的“散热器”,时至今日也是个骇人听闻的事情。 [观察]

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  • 我觉得比较好的方案就是单独弄个半导体散热片的迷你制冷器向机箱内吹冷气 效果怎样有待考证 原来逛太平洋的时候有这么弄的

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    某种意义上说,这与“空调管道接入机箱”的做法有异曲同工之妙 [傻笑] 它们繁琐且费用高昂,并不适合大多数用户,但确实是一种奇特的解决方案 [高兴]

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    事实上,大部分机箱很难做到密封。在“风道”概念流行的当下,厂商们习惯为机箱增设网孔。这很容易造成冷气流的泄露,导致严重的性能损失。其效率注定不及直触顶盖的Cryo方案。
    此外,外置制冷器似乎不能从根本上解决“冷凝”的问题。之所以通常不发生结露现象,也还是由于其制冷效果不够导致的——而这并不是好消息。 [观察] 与Cryo那感知环境、根据CPU负载调控输出功率的做法相比,还是相去甚远。

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  • 半导体片放在水冷散热端或者,水箱壁上可能更好些

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    半导体片的特性,是一端制冷、一端导热,且产热量极大。将其布置在冷排一侧,或许很难与水道和鳍片两大结构同时充分地接触。
    需要注意的是,冷排的散热方式依然是传统风冷。将冷端设置在鳍片上毫无意义。而若设置在水路中——冷液巨大的热容,也无疑将削弱“降至室温之下”的重要优势。

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  • 我前几天CPU水冷漏液显卡报废,难受的雅痞

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    节哀顺变 [喜极而泣]
    在处理器热量不断攀升的当下,“漏水风险”与“散热效果”也成了越来越难以取舍的问题。 [哭泣] 可以留下你的冷排型号,以为后来的值友们“避雷”

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    是一体水冷吗?用了几年?

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  • 农企好像有一项技术是在封装里堆叠一层半导体制冷单元,这样就可以把3D封装下层的热量快速转移到上层由散热器带走 [高兴]

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    半导体制冷的同时,也会产生巨大的热量。封装在处理器内,会让整体功耗变得更为惊人 [喜极而泣] 对AMD而言,这项技术终归只是“专利储备”,短期内可能不会化为现实了。

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