охолодження комп'ютера

Наши партнеры ArtmMisto

І так, в гонці за гігагерца беруть участь не тільки процесори, але також пам'ять, графічні процесори і пам'ять відеокарт, вінчестери. Вся ця компанія не тільки працює швидше з кожним доданим гігагерц або оборотом в хвилину але також споживає більше енергії, що приводить до зростання потужності блоку живлення і виділяє порядна кількість тепла, що приводить до зниження стійкості системи. Для підтримки робочої температури зазначених компонентів застосовують системи охолодження. Ось про них і хотілося б поміркувати.

Взагалі-то, системи охолодження бувають пасивні (просто радіатор, прикріплений до компоненту) і охолоджуючий за рахунок природної конвекції повітря і, в значно меншій мірі, за рахунок випромінювання, і активні, коли з метою посилення природної конвекції радіатор додатково охолоджується потоком повітря, рідини або, нарешті, рідкого азоту. Під ефективністю системи охолодження розуміють можливість досягнення мінімально можливої ​​робочої температури охолоджуваного компонента (центрального процесора, графічного процесора, модулів пам'яті і т.д.). Підвищення ефективності можна добитися декількома способами:

• збільшенням площі розсіювання радіатора, що досягається як збільшенням самого радіатора, так і збільшенням кількості ребер, при охолодженні повітрям, або кількості каналів при рідинному охолодженні;
• застосуванням для радіаторів матеріалів з більш високим коефіцієнтом теплопровідності (замість традиційно використовуваного
  алюмінію і його сплавів - мідь) .При цьому застосовується кольорове анодування
  алюмінію, що додають радіатора різні кольори (золотистий, синій, чорний і т.д.) має скоріше чисто естетичне значення, оскільки роль випромінювання, яке в сильному ступені залежить від кольору, дуже мала. Мідь хороша, але висока питома щільність веде до зростання ваги радіатора. У зв'язку з цим застосовують компромісне рішення - підстава радіатора, безпосередньо контактує з охолоджуючим компонентом, - мідь, інша частина - алюміній;
• усуненням мікрозазори між поверхнями охлаждаемого компонента і радіатором за допомогою застосування термопровідних пасти. Однією з найважливіших характеристик термопаст є теплова провідність (W / m * K) чим вона вища - тим краще. Пасти виготовляють з суміші силікону і оксиду цинку (теплова провідність 0,7-0,9 W / m * K), більш ефективні пасти створюють на основі нітриду або оксиду алюмінію і нітриду бору, а пластичності домагаються використанням спеціальних синтетичних масел (теплова провідність 2 -3 W / m * K) І, нарешті, недавно з'явилися пасти на основі подрібненого срібла (наприклад паста Arctic Silver 3 з тепловою провідністю більше 9
  W / m * K);
• використанням більш продуктивного вентилятора (при повітряному охолодженні) або компресора (при рідинному). Одиниця виміру продуктивності - CFM (Cubic Feet per Minute), тобто кількість кубічних футів повітря (рідини), що перекачуються вентилятором (компресором) за одну хвилину. Вентилятори з типорозміром 50х10 мм (діаметр крильчатки вентилятора х товщину уздовж осі обертання) дозволяють досягти показників ~ 10 CFM, 60х25 мм - ~ 20-30 CFM, 80 × 25 мм - ~ 30-40 CFM. Таким чином, чим більше діаметр крильчатки вентилятора, тим вище його продуктивність (при однаковій швидкості обертання). Також продуктивність вентилятора визначається швидкістю обертання крильчатки - чим вона вища, тим краще.
• також на ефективність системи охолодження впливає різниця температур між охолоджуваним компонентом і навколишнім повітрям.
• і, нарешті, від напрямку потоку повітря на охолоджуваний елемент або від нього. Проробіть експеримент.
  Направте побутової вентилятор спочатку на себе, а потім від себе і, як то кажуть, відчуйте різницю.

У закритому корпусі комп'ютера, з великою кількістю гріються компонентів температура охолоджуючого повітря швидко зростає і ефективність повітряного охолодження падає. Мало грамотно встановити потужні кулери на гріються компоненти, треба подбати про їх ефективній роботі. Для цього необхідні додаткові корпусні вентилятори. Частина з них повинна працювати на вдув повітря всередину корпусу, решта повинні витягати нагріте повітря назовні. При цьому продуктивність вентиляторів, що працюють на вдув, повинна перевищувати продуктивність вентиляторів, що працюють на видув повітря. Проведу аналогію з конструкцією ВПК - танком. Так у нього також стоять вентилятори, які нагнітають через систему фільтрів повітря всередину корпусу. І ніяка радіоактивний пил нестрашно. Так само зробимо і ми. У повітрозабірники вентиляторів, що працюють на вдув, помістимо лист поролону або шматок паперових фільтрів для імпортних пилососів. І все. Пилу в корпусі не буде. Повітря сочиться з усіх щілин,
не даючи пилу ніяких шансів. Розміщувати вентилятори, що працюють на вдув треба в нижній частині корпусу, а працюють на видув - у верхній. У самому мінімальному випадку ставиться один додатковий (до блоку живлення) вентилятор - в передній нижній частині корпусу. Вентилятор блоку харчування буде працювати на видув. Можна звичайно зняти бічні кожуха з блоку живлення, але від пилу ви не позбудетеся, і вона дуже швидко покриє всі, погіршивши охолодження.

Неминуче зло хорошого повітряного охолодження - це шум. Причому його джерелом є не стільки шум працюючих двигунів вентиляторів, скільки шум потоку повітря, що проходить через численні ребра радіаторів. Виходів для зниження шуму два - застосовувати рідинне охолодження або використовувати Smart - вентилятори. Smart - вентилятор - це вентилятор, швидкість обертання крильчатки якого управляється електронною схемою в залежності від показань температурного датчика. Адже не завжди комп'ютер працює з повним навантаженням і в ці моменти швидкість обертання вентиляторів можна зменшити. А для корпусних вентиляторів, так і взагалі відключити. Наприклад, за допомогою такої схеми:

Схема була опублікована в журналі «Радіо» (2001 рік, N 6). Найдорожча деталь - мікросхема К157УД1
( www.mitinobazar.ru - 7 рублів). Мікросхема розрахована на значний струм навантаження - і з одним підключеним вентилятором (12 В, 0.14 А) не гріється. Працює схема так: в початковому стані напруга на виводі 8 менше напруги на виводі 9. Напруга на виводі 6 близько до напруги харчування, тому вентилятор знеструмлений. З ростом температури опір R1 зменшується, напруга на виводі 8 починає підвищуватися. Як тільки воно перевищить напругу на виводі 9, напруга на виході стрибком зменшується практично до 0, і вентилятор починає працювати. При зменшенні температури все йде в зворотному порядку, і вентилятор знеструмлюється. Температура, при якій припиниться робота вентилятора, менше температури, при якій вентилятор починає працювати. Цей температурний зазор регулюється резистором R5 (зі зменшенням опору, температурний зазор збільшується. Для індикації включення вентилятора, можна встановити світлодіод. Конденсатор С3 служить для підвищення стійкості, схема працює і без нього.
Для плавної зміни частоти обертання крильчатки вентилятора при зміні температури використовують підсилювач постійного струму. Наприклад, такий:

Схема була опублікована в журналі Upgrade (2001 рік N23). Призначення контактів роз'єму вентилятора наведено на малюнку. Датчик - германієвий транзистор з серії МП (будь-який з цієї серії), який має велику залежність струму колектора від температури. Використовуйте транзистори в пофарбованому корпусі, так як база електрично з'єднана з корпусом. Тепер підвищення температури викличе плавне відкривання транзистора VT3. А щоб вентилятор починав роботу відразу, не чекаючи підвищення температури, в схемі встановлений резистор R7. Його величина підбирається в залежності від конкретного екземпляра транзистора VT3. Необхідно підібрати R7 такої величини, щоб при включенні комп'ютера вентилятор стійко запускався і набирав обертів, що перевищують мінімально допустимі системою контролю оборотів материнської плати. Транзистор КТ208 витримує струм до 60 мА, тому якщо вентилятор споживає більше, знадобиться більш потужний вихідний транзистор. Паралельно вентилятору можна встановити світлодіод, як це було зроблено в попередній схемі. Величину послідовно включеного опору підбирають так, щоб при мінімальних обертах вентилятора світіння індикатора було мінімальним. Ця схема може використовуватися для управління вентиляторами, які охолоджують окремі компоненти.
Застосувавши всі ці хитрощі, можна отримати гарне охолодження і прийнятний рівень шуму. Але кардинально вирішити проблему охолодження можна тільки при використанні рідинного охолодження і це вже не фантастика.

Датська фірма Chip-Con ApS ( http://www.chip-con.com )
пропонує систему «Prometeia» - корпус формату BigTower з вбудованою системою рідинного охолодження, яка займає нижню частину корпусу. Сам корпус непоганий, має (4 X 5,25 + 3 X 3,5)

Там встановлені конденсатор, компресор і два вентилятори. Трубками все це пов'язане з теплообмінником, що встановлюються на процесор. По суті справи перед нами міні морозильник Процесор нагріває хладогент, що циркулює по трубках, і він випаровується. Компресор закачує газоподібний хладогент в конденсатор, де хладогент перетворюється в рідину. І так по колу. Управління системою охолодження здійснюється за допомогою апаратного контролера, інформація про роботу системи виводиться на LCD дисплей. Рівень шуму 35 дБ. (При старті системи - 40 дБ).

незалежні випробування http://www.tech-pc.co.uk/
показали, що P4 (Nortwood) 2,4B ГГц на материнке Abit TH7-II можна розігнати до 3176 МГц. (Частота системної шини 176,46 МГц, Vcore - 1.76 В.). Що дає до 50% приросту продуктивності.

При цьому робоча температура - 35 градусів. Єдиний мінус цієї чудової речі - її ціна в 475 Євро. Це на мій погляд поки просто неприйнятно, ну не може система охолодження коштувати 400 Євро (це якщо відняти вартість хорошого корпусу). Але схоже, що як водяне охолодження на автомобільних двигунах замінило повітряне, так і тихе водяне охолодження замінить шумно повітряне.