Je kent Noctua waarschijnlijk van zijn bruine ventilators en stille luchtkoelers, zoals de NH-D15. Jarenlang stelde de Oostenrijkse koelerfabrikant dat zijn luchtkoelers zo goed zijn dat ze prima de concurrentie kunnen aangaan met aio-waterkoelers. Toch gaat Noctua nu toch overstag: op de Computex-beursvloer liet het bedrijf niet één, maar zelfs twee verschillende prototypes van waterkoelers zien.
Natuurlijk introduceert het bedrijf een stel traditionele aio-waterkoelers, vergelijkbaar met die van andere fabrikanten, maar dan met de nodige snufjes om ze stiller te maken. Daarnaast werkt Noctua verder aan een concept dat vorig jaar al werd getoond: een aio-waterkoeler zonder pomp, die daardoor nog stiller moet zijn. Tweakers bezocht de Noctua-stand en kreeg uitgebreide uitleg over beide producten. We beginnen met de pomploze koeler.
Noctua werkt al enige tijd aan zijn nieuwe pomploze koeler: de thermosifonkoeler. Vorig jaar tijdens Computex toonde het bedrijf al een zeer vroege versie, maar het dit jaar gedemonstreerde exemplaar verschilt op twee cruciale punten van dat eerdere prototype. Ten eerste heeft de thermosifon, zoals we de koeler of het project voor het gemak maar zullen noemen, een upgrade gekregen naar een 360mm-radiator. Het vorige prototype had nog een 240mm-radiator, maar een grotere radiator functioneert, zeker in dit ontwikkelstadium, beter.
Ten tweede kon Noctua zijn thermosifon dit jaar daadwerkelijk demonstreren: via een venster in het koelblok zagen we de koelvloeistof vrolijk borrelen en hield de koeler een AMD Ryzen 7 9800X3D-processor koel tijdens de demorondjes van racegame F1 2024. Dat is niet de veeleisendste game voor de processor en volgens het moederbord bleef de cpu-temperatuur dan ook een frisse 40 graden. De koeler zal voorlopig nog niet op de markt verschijnen: daarvoor moet nog flink aan het concept worden gesleuteld, want eenvoudig is het niet om zo'n pomploze koeler te maken, zo bleek tijdens het natuurkunde-uurtje bij Noctua.
Het concept van de thermosifon is niet nieuw; mogelijk heb je er al een op je dak liggen: sommige zonneboilers werken namelijk met thermosifons. Het principe werkt als volgt: een warmtebron, bij Noctua de processor in plaats van een zonnecollector, verwarmt een vloeistof. Bij de thermosifon van Noctua verdampt de vloeistof en stijgt de verwarmde damp op zonder dat er een actieve, elektrische pomp nodig is, richting de radiator. Die is voorzien van gewone ventilators en koelt, net als bij een radiator voor waterkoelers, de vloeistof af.
De afgekoelde vloeistof wordt vervolgens door zwaartekracht, en dus zonder een pomp, terug naar het koelblok verplaatst. Daar begint het proces van verdampen opnieuw, zodat de cpu continu wordt gekoeld terwijl je zonder draaiende pomp ook weinig last van geluid hebt. De koeler is dus eigenlijk een soort tweefasensysteem: een vloeistoffase neemt warmte op en verdampt daarbij, de gasfase voert warmte af naar een condensator, en zwaartekracht voert de gecondenseerde vloeistoffase terug naar de warmtebron.
Hoewel dit principe natuurkundig gezien eigenlijk vrij eenvoudig werkt, maken diezelfde natuurkundige principes het in de praktijk behoorlijk lastig. Ten eerste kun je geen water gebruiken voor de koeler: dat kookt pas bij 100 graden en je cpu is graag net wat koeler dan dat. Daarom gebruikt Noctua een vloeistof die al rond kamertemperatuur, pakweg 20 graden, kookt en dus veel sneller verdampt.
Maar bij dat verdampen treden allerlei effecten op die de effectieve werking van de koeler bemoeilijken. Zo ontstaan er bij het koken grote bellen, en die geleiden warmte minder goed dan vloeistof. Het is dus belangrijk de vloeistof optimaal in contact te laten komen met de warmtebron en het leidenfrosteffect − waarbij een gasvormig laagje tussen vloeistof en hittebron voor isolatie zorgt en dus de koelprestaties vermindert − zoveel mogelijk te minimaliseren.
Dat lukte in het Noctua-lab al aardig met gesimuleerde processors met egale warmteverdeling, maar in de praktijk is dat een stuk ingewikkelder. Moderne cpu's van AMD en Intel bestaan uit chiplets en kennen daardoor cold- en hotspots. Daarom experimenteert Noctua met diverse ontwerpen van de verdampingsplaat: het 'koelblok' dat op de cpu-heatspreader zit en waar de vloeistof verdampt.
Tijdens het ontwikkelen daarvan richtte de fabrikant zich op verschillende eigenschappen, zoals het beter verspreiden van de warmte over het hele koelblok, het vergroten van het contactoppervlak tussen de koelvloeistof en de koelplaat, en het optimaliseren van de terugkeer van de vloeistof vanuit de radiator. Noctua demonstreerde uiteindelijk een koelplaat met chevronpatronen, die in ieder geval goed genoeg werkte voor de 9800X3D.
Er moet nog wel het een en ander verder ontwikkeld worden voordat de thermosifon op de markt verschijnt. Zo toonde Noctua tijdens de vorige Computex een niet-werkend prototype, en afgelopen maart werd in Japan nog een functioneerd prototype getoond, maar dan met een 240mm-radiator. Toch zou het geen jaren meer moeten duren, want Noctua onderzoekt inmiddels voorzichtig hoe de koeler in massaproductie kan worden genomen.
Daarbij moeten vraagstukken als 'Hoe vul je het systeem zonder vocht en lucht erin te laten komen?' en 'Hoe voorkomen we verdamping van de koelvloeistof via de slangen?'. Duidelijk is wel dat het venstertje uit de demo's, waardoor de vloeistof zichtbaar borrelt, het eindproduct waarschijnlijk niet zal halen. En hoewel de koeler niet direct goedkoop zal zijn, hoeft de prijs ook niet extreem hoog uit te vallen als de techniek eenmaal onder de knie is. Een concrete prijs is nog niet bekend.
Source: Tweakers.net