Nolan Mariotte
Le refroidissement extrême a pris de nombreuses formes, mais peu aussi curieuses que celle présentée dans le Cray X1, un processeur de superordinateur de 2003 qui utilisait un système de pulvérisation de liquide directement sur ses matrices. Dans une nouvelle expérience à domicile, le créateur et overclockeur allemand Der8auer a reconstruit cette technique oubliée pour voir si elle peut encore fonctionner avec du matériel moderne, plus précisément, il a installé un Ryzen 7 9800X3D refroidi par pulvérisation avec un système rudimentaire mais très visuel.
La vidéo est un mélange d'histoire et de science pratique qui sert de pont entre l'ère des superordinateurs Cray et les passionnés d'overclocking d'aujourd'hui, et, ce faisant, montre les raisons pour lesquelles cette technologie n'atteint pas, et n'atteindra pas, les PC et les ordinateurs portables à l'avenir, quels que soient les progrès réalisés à cet égard pour la rendre moins chère.
Le refroidissement par pulvérisation, le système qui pourrait être, et ne sera pas, la solution au ralentissement des performances thermiques des processeurs des serveurs, PC et ordinateurs portables
La méthode, techniquement connue sous le nom de refroidissement par pulvérisation, consiste à pulvériser un brouillard de liquide non conducteur sur la surface chaude du processeur. Au contact, le fluide s'évapore instantanément et ce changement de phase absorbe de grandes quantités d'énergie, maintenant la température proche du point d'ébullition du liquide. La vapeur est ensuite condensée et réutilisée, formant un cycle de réfrigération fermé.
Non seulement c'est utile, même si le système doit être rechargé par microévaporation comme cela se produit avec le refroidissement liquide en raison de la capillarité des tubes, mais un processeur spécifique a montré comment le système devrait fonctionner et les raisons pour lesquelles il ne serait pas viable.
Dans le Cray X1, le système était si avancé que les buses du module CPU pulvérisaient directement sur les huit matrices internes. Le liquide est entré sous pression par un petit canal et est ressorti sous forme de gaz par un plus grand, démontrant une ingénierie de précision au millimètre près.
Mais cette complexité était aussi sa condamnation : elle nécessitait des pompes exactes, des joints parfaits et des fluides chimiques très spécifiques, ce qui était le plus gros problème.
Un Ryzen 7 9800X3D est refroidi avec une consommation de fluide assez élevée car ce n'est pas un système fermé
Pour tester et démontrer le système, Der8auer a utilisé un processeur AMD Ryzen 9 9800X3D avec un petit atomiseur pneumatique connecté à un réservoir rempli de Novec 7000, un fluide fluoré avec un point d'ébullition de 34 degrés. Le CPU est resté entre 50°C et 60°C au repos et a atteint 95°C en charge, sans toutefois s'effondrer.
Après quinze minutes d'utilisation, un demi-litre de liquide s'est évaporé, démontrant l'énorme consommation de ressources qu'implique cette technique. Même s’il est également vrai que le circuit en tant que tel n’était pas fermé, le gaz ne se transformait donc pas en liquide, il était perdu.
Le plus frappant se produit lorsque le liquide s'épuise et que la température augmente immédiatement, confirmant que le système ne fonctionne que tant que le cycle de pulvérisation reste actif. Même de petits cristaux de glace se sont formés sur les bords de la buse en raison de l'évaporation rapide.
Le plus gros problème est que ces fluides fluorés, comme ceux de la gamme 3M Novec utilisés dans le test, sont retirés du marché en raison de la réglementation sur les composés PFAS (les soi-disant « substances éternelles ») qui ne se dégradent pas et peuvent s'accumuler dans l'organisme. Avec son retrait, cette technologie se retrouvera sans matériel approprié pour continuer à expérimenter.
Pourtant, l’expérience démontre que le refroidissement par pulvérisation est non seulement possible, mais reste efficace même dans des conditions extrêmes. Il est peu probable que nous le voyions sur les PC domestiques en tant qu'AIO, mais cela nous rappelle le chemin parcouru par l'ingénierie thermique depuis l'époque du Cray X1.
Et qui sait, peut-être qu’à l’avenir une variante plus écologique récupérera cette idée pour les centres de données les plus exigeants si nous parvenons à créer des composés respectueux de l’environnement et si les coûts sont réduits grâce à une technologie plus simple et plus sûre. Pour l’instant, le refroidissement liquide est toujours roi, et le restera encore un certain temps.
