Radikal neues Konzept für den Aufbau von Mainboards?

Die Kühlung des Prozessors ist u.a. abhängig von der Größe der Kühlelemente. Aber je größer diese Kühlelemente werden, desto schwieriger wird es, diese sinnvoll zu plazieren, ohne dass sie andere Komponenten stören.
Ich frage mich, ob es nicht sinnvoller wäre, gerade den Prozessor auf die Rückseite der Platine zu verfrachten. Damit wäre Platz genug für einen umfangreichen Kühlkörper. Man könnte sogar daran denken, eine Seite des Gehäuses aus gut wärmeleitendem Material zu fertigen und außen Lamellen zur besseren Kühlung anzubringen. Ich bin relativ sicher, dass sich so viele Prozessoren passiv kühlen ließen, bei denen dies derzeit nicht möglich ist. Zur Not ließe sich ein überdimensionaler Lüfter anbringen, der sich sehr langsam dreht und kaum Geräusche verursacht.

Die anderen Bauteile würden so nicht beeinträchtigt - im Gegenteil ergäbe sich so eine Menge zusätzlicher Freiraum auf der anderen Mainboardseite und man käme sehr viel besser an viele Anschlüsse ran.

(Sogar für Grafikkarten wäre ein ähnliches Konzept denkbar, wenn man die Verbindung zur Bus über einen Kabelstrang realisiert - aber das ist ein anderes Thema).

Gibt es entsprechende Ansätze bereits? Was würde (abgesehen von einer grundsätzlichen Änderung bestehender Mainboard-Designs) dagegen sprechen?


CMA

Was würde (abgesehen von einer grundsätzlichen Änderung bestehender Mainboard-Designs) dagegen sprechen?

Zum Vergrößern anklicken....

So zeimlich jedes Gehäuse/Zubehörteil wäre damit inkompatibel. Es hat schon seinen Grund warum es ATX, ITX, usw.-Standards gibt.

(Sogar für Grafikkarten wäre ein ähnliches Konzept denkbar, wenn man die Verbindung zur Bus über einen Kabelstrang realisiert - aber das ist ein anderes Thema).

Zum Vergrößern anklicken....

Grafikkarte an PCIe per Kabel? Es kann schon massive Probleme geben, wenn man eine wenige Zentimeter lange PCIe-Riser-Card verwendet.

Machbar ist einiges. Aber dann benötigst du ein spezielles Gehäuse.
Wird wahrscheinlich unrentabel sein für den Mainstream.

Die Mainboards sind mit großen Komponenten nur einseitig bestückt, weil der Spaß irgendwie gelötet werden muss. Mit beidseitiger Bestückung besteht die Gefahr, dass beim Löten sich die Komponenten die gerade nach unten zeigen entlöten (sprich, keine Kontaktierung oder die Komponenten fallen ganz ab). Sowas lässt sich nur mit recht viel Aufwand vermeiden und dieser Aufwand kostet für die meisten Anwendungsfälle schlicht zu viel.

Heatpipes sind mit Abstand das Beste, um Wärme abzutransportieren. Da kommst Du mit Kupfer oder Aluminium nicht weit, wenn Wärme schnell abtransportiert werden muß.

Zusammen mit einer Wasserkühlung läßt sich dann die Größe des Kühlers sozusagen nach außen oder auf ein Gehäuse übertragen.

Passiv wurde z.B. folgendes Gehäuse hier vorgestellt:
https://www.computerbase.de/2015-06/nanum-se-tc5-im-test/

@TE: Das gleiche war damals von (Baby)AT auf ATX, da sind Speicher, CPU und Northbridge näher zusammengerückt und die Kühlung wurde optimiert. Dann gabs Anfang 2000er den BTX Standard von Intel, da ist der Sockel um 45° gedreht und soll die Kühlung verbessern, da die P4s damals richtige Kochplatten waren. Heutzutage gibt's BTX nur noch in Fertigrechnern, hat sich also niemals durchgesetzt. Das selbe ca. gabs auch von AMD, und zwar DTX, wobei ich noch nie ein DTX Board gesehen habe.

Man müsste also einen neuen Formfaktor festlegen, um das zu realisieren, was du meinst. Und dass sich der Formfaktor dann durchsetzt, glaube ich kaum. Da hättest du ~20 Jahre früher damit kommen sollen.
Also bleibt nur ein proprietäres Board mit extra angefertigtem Gehäuse, Massentauglich wird sowas sicher nicht mehr.

Ich mag wie du denkst, glaube aber, dass tatsächlich das was Piktogramm schreibt der Showstopper für dieses Konzept ist.

Was würde (abgesehen von einer grundsätzlichen Änderung bestehender Mainboard-Designs) dagegen sprechen?

Zum Vergrößern anklicken....

Weil einfach kein Bedarf dafür da ist.

Die Masse der PC Prozessoren lässt sich problemlos mit der herkömmlichen Technik kühlen, und das mit sehr moderater Lautstärke. Für die wenigen Hitzköpfe unter den Prozessoren gibt es eine Wasserkühlung, wenn es auch noch möglichst leise sein soll. Mit einer Heatpipe lässt sich dein Kühlkonzept im Prinzip genauso realisieren, ohne das man das Mainboard Design ändern muss. Dazu muss nur das Gehäuse angepasst werden.

Die Mobo Hersteller werden dankend abwinken. Wer wirklich viel Wärme ableiten muss, nutzt Wasserkühler. Der Rest Luft.

Das ganze wäre verdammt, wie BTX zu enden.

https://de.wikipedia.org/wiki/BTX-Format

Chiron McAnndra schrieb:

Ich frage mich, ob es nicht sinnvoller wäre, gerade den Prozessor auf die Rückseite der Platine zu verfrachten. Damit wäre Platz genug für einen umfangreichen Kühlkörper. Man könnte sogar daran denken, eine Seite des Gehäuses aus gut wärmeleitendem Material zu fertigen und außen Lamellen zur besseren Kühlung anzubringen. Ich bin relativ sicher, dass sich so viele Prozessoren passiv kühlen ließen, bei denen dies derzeit nicht möglich ist.

Zum Vergrößern anklicken....

Lass es Dir patentieren (dabei wird auch geprüft ob es darauf schon ein Patent gibt), suche einen Anbieter die Idee genauso genial findet, kassiere Lizenzgebühren und werde reich. Sollte sich kein Anbieter finden, probiere Investoren zu finden (bei Crowdfunding finden sich ja angeblich für jede Idee genug Idioten äh Geldgeber), bau es selbst, wirf es auf den Markt, verkaufe Unmengen und werden steinreich. Du kannst es schaffen, wenn Du nur fest daran glaubst und denn Willen zum Erfolg mitbringst. Die 999 aus 1000 die mit ihren genialen Ideen, nicht genialer als Deine waren, aber trotzdem gescheitert, haben den Glauben an ihren Erfolg nicht gehabt oder es wählte am Willen.


Zu Risiken und Nebenwirkungen fragen sie ihren Finanzberater oder Patentanwalt. Achtung: Diese Beitrag kann Spuren von Ironie enthalten!

Warum wird denn jetzt jemand, der mal außerhalb der festgefahrenen Strukturen denkt, mit Häme überzogen?

Es gibt ne Menge Ideen, die erstmal nach Spinnerei klingen*, dann allerdings ein großer Erfolg wurden. Ich sage nicht, dass das mit dem Sockel hinten klappt, aber grundsätzlich halte ich das Weiterdenken für eine Gesellschaft, deren wirtschaftlicher Erfolg auf Innovationen beruht, für wichtig. Insofern sollte man solche Ansätze fördern und nicht ins Lächerliche ziehen.


*
a: "Hej, wenn wir den Bildsensor von der Rückseite beleuchten haben wir einen viiiiel größeren Füllfaktor"
b: "Aber das Licht kann doch gar nicht durchs Silizium! Aber bitte, lass es dir patentieren und werd reich."
a: "Was wäre wenn wir das Material wegätzen, das im Weg ist?"
b: "Du kannst es schaffen, wenn Du nur fest daran glaubst und denn Willen zum Erfolg mitbringst. Achtung, das kann Spuren von Ironie enthalten!"
a: "Na gut, dann lass ichs eben."

@ForenTroll

Die meisten Entwicklungen die als innovativ beworben werden, sind schlichte technische Weiterentwicklung mittels dem Handwerkszeug, welches man Ingenieuren zur Ausbildung mitgegeben hat und welches im Berufsleben weiterentwickelt wurde. Da fällt das von dir erwähnte rückseitige Belichten von Sensoren ebenso drunter wie das doppelseitige Bestücken von Platinen. Wenn man etwas von diesem Handwerkszeug versteht, kann man die meisten Ideen wirklich sehr schnell richtig einordnen*.
Kreative, wirklich neuartige Lösungen zu Problemen gibt es äußerst selten.


*Was etwas schwerer einzuschätzen ist, ist oftmals, ob ein Produkt welches von der Idee abgeleitet wird wirklich Erfolg haben wird. Es gibt genügend Produkte die auf guten Ideen basieren, die aber wirtschaftlich kaum Bedeutung haben und andersherum.

Nur werden manche Ideen meiner Meinung nach zu schnell (und dann auch nicht mehr richtig) eingeordnet.

Sicher funktioniert das beidseitige Bestücken mit den bisher verwendeten Maschinen nicht mehr. Es ist aufwändiger und auch teurer. Das selbe gilt (oder galt zumindest am Anfang) auch für BSI-Sensoren.
Ob das jetzt schlichte, technische Weiterentwicklungen sind oder Innovationen, da verschwimmt die Grenze. Letztlich beruhen auch diese Weiterentwicklungen auf einer Idee. Es gibt meines Wissen keine DGL, deren Ergebnis ist, dass man den Bildsensor von hinten beleuchten soll. Da muss man auch erstmal drauf kommen. Für die Entwicklungen braucht man dann natürlich das Handwerkszeug.

Ob es die selbe Idee schon vorher gab, macht an dieser Stelle ja nichts. Diskutieren kann man sie ja trotzdem.

Beidseitiges Bestücken größerer Komponenten funktioniert auf den typischen Anlagen durchaus, wird auch gemacht. Es wird aufgrund des nötigen Aufwandes einfach teurer. Es gibt immer wieder Fälle, wo man die beidseitige Bestückung nutzt (und gelegentlich darf man irgend einem technisch fernem BWLer dann erklären, wieso Bestückung & Löten auf einmal deutlich mehr kostet als normal). Dabei ist der technische Vorteil den der TE sieht eher nicht gegeben. Denn derzeit liegen alle Wärme abgebenden Komponenten auf einer Seite und zwecks Kühlung muss man sich daher nur um eine Seite kümmern, was mit aktuellen Konzepten gut funktioniert. Gibt ja alles von passiven Lösungen, die die Wärme über Heatpipes ans Gehäuse abgeben bis hin zur Kompressorkühlung.

Stimmt natürlich. Das ist auch ein Nachteil, wenn alles zu Kühlende nicht mehr auf einer Seite ist. Man denke z.B. an die Top-Blower, die SpaWas und RAM mitkühlen können.
In Laptops sieht das dann aber schon wieder anders aus. Könnte da nicht was gehen? Platz ist knapp, Heatpipes groß, Lüfter stromhungrig, der Optimierungsspielraum demzufolge größer als bei Desktop-Rechnern.

Sind die Platinen in Handys und Tablets eigentlich auch einseitig? Wie ist das dann mit den Kameras? Über Flex-Kabel und dann nicht alles auf der selben Leiterplatte?

wo seht ihr denn auf der Oberseite Platzprobleme?
RAM? Da geht jeder kühler problemlos drüber.
Grafikkarte? Kann man an den Rand des Mainboards versetzen.

Ich sehe keinen grund, warum man auf der Oberseite nicht auch 5Kg Kühlkörper montieren könnte...


der Trend geht eh hin zu SOC PCs.
Bald kommen sicher auch die ersten APUs mit HBM Speicher.
Dann brauchts keinen Ram mehr.

Kleine Platine, bissel Stromversorgung, bissel I/Os, Highend SOC Drauf
Fertig ist der Highend Spiele Rechner.

@ForenTroll

Platinen in Mobiltelefonen sehen sehr unterschiedlich aus. Je teurer und kompakter das Gerät, desto eher werden SMD Bauteile beidseitig bestückt und irgendwann werden auch größere Komponenten beidseitig verbaut. Bei Anwendungen wo Platinenfläche und Bauraum so klein wie möglich gehalten werden sollen, nimmt man das in der Fertigung in Kauf. Der Mehraufwand in der Fertigung ist entsprechend und die Preise für das Bestücken & Löten schlagen sich entsprechend im Produktpreis nieder.
Dinge wie Kameras, Vibrationsmotoren, Lautsprecher, manchmal Mikrofone werden meist nicht verlötet sondern über Flachbandkabel angeschlossen. Der Stapel aus Platine + Komponente wäre in vielen Fällen viel zu hoch, um ihn in flachen Telefonen verbauen zu können.

Auch bei Notebooks würden andere Lösungen als derzeitige Heatpipe Konstrukte wenig Sinn ergeben. Die Wärme über das Gehäuse abzugeben klappt nur, solang das Gehäuse so nicht mehr als 30°C erreicht. Alles was wärmer wird, wird von Kunden in der Regel als unangenehm wahrgenommen. Entsprechend sollte die Wärme lieber aktiv aus dem Gehäuse befördert werdenm damit das Gehäuse nach Möglichkeit eben keine 30°C erreicht. Also Lüfter + Wärmetauscher und da ist die derzeit sinnvollste und gleichzeitg bezahlbare Variante: Heatpipe -> Wärmetauscher und der Wärmetauscher wird mit einem Lüfter kombiniert.
Wobei moderne Heatpipes mittlerweile auf Größen von 2-3mm recht gut skalieren und ein moderner Lüfter in der Regel nur ein Bruchteil des Leistungsbedarfs der Bildschirmbeleuchtung haben. Insofern sind das alles keine unmittelbaren Probleme. Dort wo diese Sachen wirklich problematisch sind gibt es bereits abweichende Lösungen zu entsprechenden Preisen (Raumfahrt zum Beispiel, im Vakuum sind Lüfter ja wenig hilfreich ).

Bah, Spielverderber! Was müssen die Kunden sich auch so anstellen!
Das bisschen warme Hände und Beine. Muss man halt als Feature für die kalten Tage vermarkten.

Im Ernst:
Vielen Dank für die Erklärungen! Wieder was gelernt, hat sich der Weg zur Arbeit doch schon wieder gelohnt.
Macht es denn so einen Unterscheid, ob ich SMD-Bauteile oder ICs uaf die Rückseite mache? Letztlich ist das Ergebnis doch, dass das Teil zweimal in den Ofen muss ohne das die Bauteile auf der zuerst bearbeiteten Seite wieder runterpurzeln, oder? Spielt da das Gewicht eine Rolle? Bleiben die kleinen SMD-Bauteile auch bei flüssigem Lot kopfüber noch an Ort und Stelle und andere sind dafür zu schwer?

Antwort:
Es kommt drauf an

Und zugegebenermaßen ist das Fertigen gar nicht meine Baustelle, ich weiß so ein Kram auch nur, weil sich gelegentlich mal so ein Zeug repariere und mich interessiert, wie man den Kram fertigt.