效仿台积电！显卡芯片直接水冷可解决锐龙积热难题

schumi5200

AMD CPU近来如日中天，但是5800X、3700X等CPU积热问题严重。开PBO，用什么散热器都众生平等。7月台积电发了一篇芯片直接水冷的报告，将水冷通道直接做进芯片硅顶盖，在500平方毫米大小芯片上实现了2.6kW散热性能。


本文效仿台积电，用显卡做一个芯片直接水冷，把水直接喷射到核心表面，看看能否解决积热问题。这是一张祺祥270X显卡，核心频率仅1050mHz,3dmark11跑X分仅2400分，不知哪里回收来的辣鸡核心。 先给显卡加电压超频，增加核心单位面积功耗模拟积热问题。这个显卡bios无法改电压，afterburner也改不了，只好从供电芯片入手。查到供电芯片第6脚是FB反馈脚，顺着找个焊点接上50kΩ滑动变阻器，简简单单完成硬改。



把核心电压加到1.4v，频率从1050加到1250，接下来让我们在3dmark11里拉爆这张显卡吧，GO！！


原装风冷下加电压的极限成绩，跑甜甜圈温度已经去到77℃（忘记截图）
加压前跑甜甜圈整机225瓦，加压超频跑甜甜圈整机300瓦。单功显卡功耗估算加压前150w，加压后225W。270X核心面积212平方毫米，发热密度在加电压后约1.1瓦每平方毫米。这个还比不上锐龙，做好芯片直接水冷后再尝试继续加压。



测量出核心尺寸，用1mm亚克力激光切割出冷头



水泵选用5米扬程的，搭配240冷排使用


打磨核心顶盖，增加接触面积。注意顺着水流方向打磨。



冷头第一层，激光切割的精度确实差，有钱建议用CNC铣一个出来。 此处核心高度0.7mm，亚克力板1mm，水道间隙0.3mm。普通人当然没法像台积电一样刻蚀出微水道，只能用这样的方法模拟一下。



滴入UV胶并用365nm LED照射固化。


成品。粘硅胶管用的胶水有挥发性，把周围都染白了。


默认频率默认电压，气温27度，水温29.3度，显卡甜甜圈烤鸡核心温度39度。整套100块钱的普通水冷很难达到这种温度吧？


接下来是才重头戏，电压直接加爆，核心电压1.514v（后来又加了一些，达到1.55V左右，漏拍了）核心频率直接拉满到1365mHz。这个显卡BIOS有限制，无法调到更高频率，即使修改BIOS也不能调。




跑了两次，X分3270就是这张卡的上限。空调房气温27℃，显卡跑甜甜圈核心49度，水温慢慢上升到32.5度，核心对比水温温升16.5℃


此时整机功耗已经来到370瓦，估算显卡有300瓦，显卡核心发热密度1.4瓦每平方毫米。


这个计算并不是很精确，但是我们可以借助此方式估算，锐龙5800x CPU核心发热密度达到2瓦每平方毫米,假设用片上水冷方式冷却，即使CPU温升达到30℃，也可以在夏天将核心温度压制在60℃附近，效果十分理想。


后续：https://www.mydigit.cn/thread-276323-1-1.html

schumi5200

wywa123 发表于 2021-8-18 21:53
威武霸气，求胶水型号。

PDD搜UV胶，最便宜的就行。

schumi5200

wfzdm 发表于 2021-8-18 22:53
冷头？没有冷头？冷头去哪了

冷头是传统水冷的叫法，我这里指的是用亚克力叠出来的水通道，水与核心直接接触带走热量。

schumi5200

wfzdm 发表于 2021-8-19 11:18
这种只适合大核心的芯片吧，小核心的接触面太小了

相反，这个散热模式正是用于先进制程下核心面积越来越小、单位面积发热量缺越来越高的芯片。只要把进水口换成小一号的就可安装在小芯片上。

schumi5200

wfzdm 发表于 2021-8-19 13:59
核心面积越小，用到的水管直径也越小吧

所以必须同时配套高扬程水泵保证流量。我第一次是用了3瓦的水泵，在核心热密度1瓦每平方毫米时就造成20℃温升。后来换了18瓦5米扬程水泵才有现在的效果。

schumi5200

aladdincp 发表于 2021-8-19 14:41
主板都泡在纯净水里面如何？ 不是有一种油冷 直接主板全泡进去

暂不清楚你这种方案能不能解决积热问题。我做这个目的只有一个：在低成本的前提下实现2瓦每平方毫米热密度的良好散热。我这种方案需要大功率水泵提供强对流散热水流，泡油泡水方案在没有强对流的前提下我没看出来有什么优势。

schumi5200

wfzdm 发表于 2021-8-19 16:26
如果用压力相对高的水泵，水冷液长时间对芯片的冲刷，会不会损坏芯片啊？ ...

暂时没有这种迹象。硅很硬的，可能要几十年才能冲刷掉一点

schumi5200

wdmcxkjy 发表于 2021-8-22 18:34
能不能把那几个电容做好防水以后直接在基板表面全部过水降温

可以的。但是这样与核心直接接触的水量减少，效率降低。如果有兴趣可以去贴吧搜芯片直接水冷，我发过几个帖子。其中一个翻车贴就是水道间隙太大，导致芯片直接水冷的效果和普通水冷差不多。芯片直接水冷想要效果好比如把水道间隙做小，让尽可能多的水直接流过芯片表面进行换热。

schumi5200

aladdincp 发表于 2021-8-23 09:49
https://post.smzdm.com/p/163350/

二甲基硅油 全泡进去了

看了一下，泡油的优点是安静，缺点是散热差劲，显卡都跑90℃了，这和我的目标南辕北辙。

schumi5200

skyplayer 发表于 2021-9-17 12:30
温度很压得住嘛，关键是漏水，其他没什么。还有结露现像，一定要小心。
...

水都是室温的，这怎么会结露？

schumi5200

andy1020cn 发表于 2021-9-25 14:43
液体的导热系数液体分成金属液体和非液体两类，前者导热系数较高，后者较低。在非金属液体中，水的导热系数 ...

液冷系统设计的基础元素：温差、流量、比热容、介质密度、换热面积。你有没有考虑过用什么样的泵才能泵的动水银？

schumi5200

andy1020cn 发表于 2021-9-26 22:21
总有合适的泵泵

你倒是找一个出来？

schumi5200

andy1020cn 发表于 2021-9-27 08:39
没有成品就做一个咯

你倒是做一个出来？光键盘谁不会啊，我直接用键盘做一个无限液氮装置出来呢，天天超10G用。

schumi5200

andy1020cn 发表于 2021-9-28 08:57
是你在折腾，我出个主意你跟我杠上了，不是说好的敢想敢干吗

谁跟你敢想敢干了，也不看看你出的馊主意有什么可行性？