Autor Thema: Diesim  (Gelesen 25405 mal)

Offline halllo_fireball

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Diesim
« am: 04. Dezember 2007, 21:55:02 »
Nachdem sich unsere Elektronikfreunde bereits im anderen Thread austoben d├╝rfen, werde ich mich mal um das Diesim Design k├╝mmern.
Wichtig ist zum einen eine Diesim-Form die f├╝r eine gleichm├Ą├čige W├Ąrmeabgabe auf der gesamten Fl├Ąche sorgt. Ich w├╝rde dabei ├╝brigens einen Diesim mit aufgesetzten Heatspreader favorisieren. Ein Diesim der die Oberfl├Ąche eines Heatspreaders aufweist ist leider nicht ganz vergleichbar mit einer CPU - schafft eher eine wesentlich K├╝hlerfreundlichere Umgebung. Trotz Heatspreader ist der W├Ąrmestrom vom Heatspreader in den K├╝hler stark auf den Bereich ├╝ber dem Die konzentriert. Auf Grund der geringen Dicke des Heatspreaders von lediglich einigen Millimetern kommt es hier nicht zu einer "Ausbreitung" des W├Ąrmestroms, sodass der Heatspreader eigentlich haupts├Ąchlich eine Schutzfunktion erf├╝llt und seinem Namen als "Heatspreader" wenig Ehre macht.
Ein weiteres Problem ist, dass die W├Ąrmequelle sehr schwer zu isolieren ist. Man kann bestenfalls damit rechnen das 90% der produzierten W├Ąrme auch wirklich im K├╝hler landet. Da bei realen Systemen keine Isolation vorhanden ist kommen hier gerade mal zwischen 65 und 70% der Hitze im K├╝hler an - unter Umst├Ąnden auch weniger. Das mag jetzt nach sehr wenig klingen entspricht aber wohl der Realit├Ąt. Ein gro├čer Teil der W├Ąrme wird an das Mainboard abgegeben - was nat├╝rlich die K├╝hler freut ;) Das gleiche Problem hat man auch bei Testst├Ąnden, wobei es sich hier anbieten w├╝rde durch eine gescheite Isolation in Richtung der 90 % zu kommen. Nat├╝rlich wird der ein oder andere jetzt sagen, dass man sich das sparen kann, da es in der Realit├Ąt genauso wie bei einem schlecht bzw. gar nicht isolierten Teststand aussieht. Nur ist dann auch die Aussagekraft von Tests zweifelhaft bei denen man eine Heizleistung von 150 W angibt, wobei dann nicht mal 100 W durch den K├╝hler flie├čen...
Um den Aufwand f├╝r die Isolation in Grenzen zu halten sollte man das Diesim-Geh├Ąuse z.B. aus Delrin fertigen. L├Ąsst sich zum einen gut fr├Ąsen, hat zum anderen eine sehr geringe W├Ąrmeleitf├Ąhigkeit von 0,31 W/mK. Bei der Konzeption sollte beachtet werden, dass man Luftzirkulationen um den Diesim vermeidet - freie Konvektion kann unter Umst├Ąnden auch einiges an W├Ąrme abtransportieren.
Vielleicht hat ja noch jemand Vorschl├Ąge was den Werkstoff angeht oder Aufbau angeht.

Ich mach mich mal an eine erste Konstruktion...
So far
Jan :-)

Offline Iceberg

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Re: Diesim
« Antwort #1 am: 04. Dezember 2007, 22:14:53 »
Zitat
L├Ąsst sich zum einen gut fr├Ąsen
Ich korregiere:
L├Ąsst sich zum einen SEHR gut fr├Ąsen

Ich w├╝rde mich bei der Konstruktion des Diesimhalters sehr an das Isolieren einer Kompressork├╝hlung bzw deren "Grunds├Ątze" halten: Luft nicht an den K├╝hler lassen. In unserem Fall einfach so wenig Luft an den Diesim lassen. Wenn nur noch die Fl├Ąche oben auf die der K├╝hler kommt frei ist sollte sich der W├Ąrmeverlust ziemlich in Grenzen halten.
Dann f├Ąllt mir noch was ein. Ich w├╝rde evtl den Diesim 1. fest mit dem FET und 2. fest mit dem Delringeh├Ąuse verschrauben.
Die Kabel w├╝rde ich aber nicht mehr wie gehabt frei rum baumeln lassen, sondern entweder mit sauberen Steckern versehen oder mit Kabelverschraubungen.

schwebt dir was bez├╝glich halterung/anpressdruck vor?
Effe h├Ątte da nen neuen Vorschlag.
btw das w├Ąhr einen neuen Thread wert. Ich mach mal schnell einen auf.

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Als ich mit dem Zug nach Cham kahm war der f├╝r Fuhrt schon fuhrt. Auch den nach Erlangen kann ich jetzt nicht mehr erlangen...

Offline Zeh Emm

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Re: Diesim
« Antwort #2 am: 04. Dezember 2007, 22:15:24 »
[...] von lediglich einigen Millimetern [...]

Was sind bei dir wenige Millimeter? Allein ein 2-mm-Blech ist schon verdammt dick.
Aber ich finde du machst dir zu sehr einen Kopf, was eh - meiner Meinung nach -sinnbefreit ist. Lass doch ein wenig - oder ein wenig mehr - W├Ąrme verpuffen, wen juckt es? Wenn die eine CPU angenommen 150Watt verbr├Ąt, so wird dies auch - wie du beschreibst - ├╝ber das MoBo etc abgeleitet. Dann ist es in meinen Augen ralistischer bzw realit├Ątsnaher, wenn auch der Teststand Energie verpuffen l├Ąsst.

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Offline efferman

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Re: Diesim
« Antwort #3 am: 04. Dezember 2007, 22:21:49 »
in der Gallery die bilder zum derzeitigen Heatspreadersim
und folgende Zeichnung wie ich mir den sim vorstelle. ich pers├Ânlich w├╝rde gar net isolieren

2 Teile:oben kupfer, unten Pom/Delrin. In die lange nut im delrin kommt der fet, dieser ist minimal h├Âher als die nut und wird mit den 4 schrauben an das Kupfer gepresst. Der Tempf├╝hler kommt in eine Bohrung im Kupfer
« Letzte ─nderung: 04. Dezember 2007, 22:43:01 von efferman »

Offline halllo_fireball

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Re: Diesim
« Antwort #4 am: 04. Dezember 2007, 22:27:12 »
Wie gesagt - lieber man kann einigerma├čen genau sagen was man durch den K├╝hler geschickt halt als dass man sich mit dem normalen Wischiwaschitesten zufrieden gibt.
├ťbrigens Wattangaben bei Tests auf realen CPUs sind noch schwachsinniger. Man schafft mit den Tools die den Testern zur Verf├╝gung stehen vielleicht 70 Prozent der maximalen Abw├Ąrme zu generieren (nur mit Herstellertools die keiner kriegt lassen sich 100% und damit die TDP Werte erreichen). Nu hat man schon einmal da einen unbestimmten Wert von dem man noch einen unbestimmten Anteil abziehen muss - na wenn das mal nicht tolle Messungen sind...

Was die Dicke angeht so betrachte ich das thermisch - mechanisch sind 2mm schon einiges.

FET verschrauben bin ich dabei - gescheite Verkabelung auch

Jan :-)

Offline nemon

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Re: Diesim
« Antwort #5 am: 05. Dezember 2007, 00:56:57 »
zur w├Ąrmequelle: ich denke, es ist am sinnvollsten, eine cpu von der gr├Â├če eines core2 duos nachzubauen. der hat 143mm┬▓ die-fl├Ąche, das macht ca. 12mm kantenl├Ąnge, darauf ein heatspreader von vielleicht 1-2mm dicke (tippe mal auf 1mm). der bisher verwendete FET hat das TO220-geh├Ąuse, das hei├čt, dass die w├Ąre auf ca. 5x7mm┬▓ grundfl├Ąche entsteht. das ist imho zu wenig. ein TO247-geh├Ąuse ist deutlich gr├Â├čer und kommt einem die schon n├Ąher. dazu br├Ąuchte es noch eben eine kupferplatte mit den abma├čen eines heatspreaders, wobei sich durch dir geringe dicke das problem des verziehens ergib, wenn der k├╝hler aufgesetzt wird. abhilfe k├Ânnte man schaffen, indem der fet und der hs in einen massiven block aus z.b. kunststoff eingelassen wird, der quasi als gegenhalter genutzt wird. kunststoff deshalb, um m├Âglichst wenig w├Ąrme in die halterung abzuf├╝hren.

Offline halllo_fireball

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Re: Diesim
« Antwort #6 am: 05. Dezember 2007, 10:22:42 »
Frage ist halt ob wir nicht gleich auf die Quadcoregr├Â├če gehen sollten...

Das FET Geh├Ąuse ist relativ wurscht - imho muss man einfach durch einen langen, gut isolierten, Kupferstempel erreicht werden, dass sich die W├Ąrme auf Diebreite gleichm├Ą├čig ausbreitet.Verziehen wird sich der Heatspreader imho nicht - der ist schon ganz sch├Ân stabil, und da er sowieso auf einer quadratischen Fl├Ąche aufliegt sollte sich da nix verbiegen - au├čer der K├╝hlerboden hat ne W├Âlbung ^^

Jan :-)

Offline maxigs

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Re: Diesim
« Antwort #7 am: 05. Dezember 2007, 15:46:23 »
kurzer einwurf: wieso nicht einen orginal heatspreader benutzen? ;) das kommt dann dem orginal wohl noch immer am n├Ąchsten und w├Ąre sogar austauschbar f├╝r verschiedene cpus
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Offline efferman

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Re: Diesim
« Antwort #8 am: 05. Dezember 2007, 17:02:12 »
blos keinen heatspreader, das ist wieder ein W├Ąrme├╝bergang der nicht sein muss. und wie wollt ihr den spreader befestigen ?

Offline halllo_fireball

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Re: Diesim
« Antwort #9 am: 05. Dezember 2007, 18:29:08 »
Effe ich w├╝rde sagen auf jeden Fall einen Heatspreader, da man hier wirklich der Realit├Ąt am n├Ąhesten kommt - wie man ihn befestigt ist alles eine frage der Konstruktion des Diesims...

Jan :-)

Offline efferman

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Re: Diesim
« Antwort #10 am: 05. Dezember 2007, 18:49:19 »
Jan, einerseits willst du den fet in armaflex packen damit ja alle w├Ąrme an den k├╝hler geht, aber andererseits willste noch eine Lage WLP dazwischenklatsch und WLP muss es sein da ihr ja den spreader wechseln k├Ânnt. wenn ihr das machen wollt k├Ânnen wir uns die vergleichbarkeit in die haare schmieren. und darum geht es hier und nicht um realismus. Wenn ihr unbedingt eine heatspreader wollt m├╝ssen wir den anl├Âten und wenn ihr verschiedene Heatspreader wollt m├╝ssen wir zwei verschiedene Diesims bauen. Au├čerdem m├╝ssen wir vor dem diesim bauen die cpus mit der messuhr aufs hundertstel ausmessen und den Diesim aufs hundertstel genau anfertigen, damit der spreader auf dem sim exakt genauso sitzt und montiert ist wie auf der CPU. Sonst is euer realismus nicht vorhanden.

Offline halllo_fireball

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Re: Diesim
« Antwort #11 am: 05. Dezember 2007, 20:25:57 »
Also jetzt wirds langsam theoretisch ^^

Warum soll der Heatspreader drauf? - Nunja er ist sozusagen die "Schnittstelle" zum realen System, sprich damit wir wirklich die gleichen Bedingungen f├╝r einen K├╝hler schaffen, wie sie auf einer realen CPU herrschen m├╝ssen wir schlicht und ergreifend auf einen Heatspreader zur├╝ckgreifen. Andernfalls h├Ątten wir das ├äquivalent zu einer gek├Âpften CPU. WLP sollte man in dem Fall sowieso nicht verwenden sondern eher die liquid metal pro. Jetzt wirst du mir wieder an die Gurgel springen und sagen das w├Ąre unrealistisch - nun ist es nicht ganz. Ich glaube dass die bei den CPUs mittlerweile auch PCMs als Verbindung zwischen CPU und HS nehmen aber das ist an und f├╝r sich wurscht. Wichtig ist, dass die geringe aber vorhandene W├Ąrmeausbreitung beim Heatspreader ber├╝cksichtigt werden muss, sowie seine Oberfl├Ąchenbeschaffenheit (deswegen auch keine selbstgefr├Ąster Heatspreader sondern ein Original vom Hersteller). Dabei ist es vollkommen wurscht ├╝ber welches Material die W├Ąrme an die Unterseite des Heatspreaders kommt, nur die Fl├Ąche ist entscheidend.
Vergleichbarkeit sch├Ân und gut, aber ohne Heatspreader ist schonmal die Vergleichbarkeit zum realen System weg, da man ganz einfach andere Bedingungen beim ├ťbergang der W├Ąrme in den K├╝hlerboden hat.
Dass wir f├╝r maximalen Realismus wirklich die Diesims aufs hundertstel genau fertig m├╝ssen bezweifel ich, schlie├člich d├╝rften bei den realen Dies auch Toleranzen vorhanden sein, die nicht im tausendstel Bereich liegen...

Also nochmal - warum sollten wir die W├Ąrmequelle so stark isolieren - was nicht "realistisch" ist und anschlie├čend so viel Wert auf "Realismus" beim Diesim + HS legen?

Der HS hat direkten Einfluss auf die K├╝hlleistung des K├╝hlers - zwar nicht unbedingt entscheidenden aber auf jeden Fall einen Einfluss. Die Isolation der W├Ąrmequelle erm├Âglicht uns hingegen mit einigerma├čen zuverl├Ąssigen W├Ąrmeeintr├Ągen zu messen. ├ťbrigens k├Ânnte man an der Stelle gar nicht einen realistischen Aufbau konzipieren, da man unter den Fet eine Art Mainboard bauen m├╝sste...

Jan :-)

 

Offline efferman

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Re: Diesim
« Antwort #12 am: 05. Dezember 2007, 20:59:09 »
nun gut reiten wir mal die realismusschiene. Ohne Frage, ein heatspreader w├Ąre das optimum was realismus angeht. Aber dann m├╝ssen wir dem heatspreader auch den passenden unterbau geben, denn wenn der rand des heatspreaders in der Luft h├Ąngt und dadurch nur auf dem simuliertem "Die" aufliegt, kann er von einem K├╝hlerboden mit Hohlkreuz zurechtgebogen werden. Dadurch h├Ątte dieser k├╝hlerboden einen vorteil gegen├╝ber einem Planen K├╝hlerboden. H├Ątte der spreader aber in der mitte keinen richtigen kontakt zum "Die" h├Ątten k├╝hlerb├Âden mit einem buckel einen vorteil. wof├╝r entscheiden wir uns ?

Offline halllo_fireball

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Re: Diesim
« Antwort #13 am: 05. Dezember 2007, 22:49:01 »
Jo klar hatte ich auch schon vorher geschrieben. Da wir sowieso den Diesim komplett ummanteln m├╝ssen sollte das kein gro├čes Problem sein....

Jan :-)

Offline efferman

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Re: Diesim
« Antwort #14 am: 05. Dezember 2007, 23:09:30 »
mal ne kleine bl├Âde frage an de Physiker unter uns: welche W├Ąrmeleitf├Ąhigkeit hat Pom /Delrin ? den der fet ist bei meiner aufnahme nahezu komplett davon umschlossen was f├╝r eine ausreichende isolierung sorgen m├╝sste. Oder willst den Fet inklusive Halter in Armaflex einpacken ? Das Zeuch is doch weich oder ? da wird doch die Simulierte CPU gar nicht mehr richtig fixiert, oder seh ich das Falsch ?

« Letzte ─nderung: 05. Dezember 2007, 23:09:52 von efferman »

Offline halllo_fireball

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Re: Diesim
« Antwort #15 am: 05. Dezember 2007, 23:11:18 »
Siehe erster Post - Delrin hat 0,31 W/mK als W├Ąrmeleitungskoeffizient - sollte f├╝r unsere Zwecke gen├╝gen ;) Mit Armaflex oder sowas fangen wir erst gar nicht an...

Jan .-)

Offline efferman

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Re: Diesim
« Antwort #16 am: 05. Dezember 2007, 23:12:43 »
ok dann m├╝ssen wir uns nur noch um den spreader streiten :D

Offline halllo_fireball

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Re: Diesim
« Antwort #17 am: 05. Dezember 2007, 23:15:51 »
Hehe  :prost: Konstruier grad mal im CAD nen TO 220 Geh├Ąuse nach...

Offline nemon

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Re: Diesim
« Antwort #18 am: 06. Dezember 2007, 00:47:27 »
nimm nen to247-geh├Ąuse, die sind jenseits von 100w besser handhabbar, nen to220 ist anf├╝rsich bei 100w und wak├╝ an der grenze

Offline dennisstrehl

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Re: Diesim
« Antwort #19 am: 06. Dezember 2007, 01:06:37 »
Kann man den DIE-Sim nicht direkt aus einem To-247 zurechtfr├Ąsen? Wie viel Platz hat man da wohl bis zum Silizium? :D