Počítačové chladiče: začínáme od nuly. Chladič a chlazení CPU

Není žádným tajemstvím, že když počítač běží, všechny jeho elektronické součástky se zahřívají. Některé prvky se poměrně znatelně zahřívají. Procesor, grafická karta, severní a jižní můstek základní desky jsou nejžhavějšími prvky systémové jednotky. Přehřátí je obecně nebezpečné a vede k nouzovému vypnutí počítače.

Hlavním problémem celé elektronické části výpočetní techniky je proto správné chlazení a efektivní odvod tepla. Drtivá většina počítačů, průmyslových i domácích, využívá odvod teplachlazení vzduchem. Svou oblibu si získal díky své jednoduchosti a nízké ceně. Princip tohoto typu chlazení je následující. Veškeré teplo z ohřívaných prvků se přenáší do okolního vzduchu a horký vzduch je zase odváděn ze skříně systémové jednotky pomocí ventilátorů. Pro zvýšení účinnosti přenosu tepla a chlazení jsou nejžhavější komponenty vybaveny měděnými nebo hliníkovými radiátory s nainstalovanými ventilátory.

Ale to, že k odvodu tepla dochází pohybem vzduchu, vůbec neznamená, že čím více ventilátorů bude instalováno, tím bude chlazení celkově lepší. Několik nesprávně nainstalovaných ventilátorů může napáchat mnohem více škody, než vyřešit problém s přehříváním, když jeden správně nainstalovaný ventilátor tento problém vyřeší velmi efektivně.

Výběr dalších ventilátorů.

Před zakoupením a instalací dalších ventilátorů pečlivě prozkoumejte svůj počítač. Otevřete kryt skříně, počítejte a zjistěte rozměry montážních míst pro další chladiče skříně. Pozorně se podívejte na základní desku, jaké má konektory pro připojení dalších ventilátorů.

Ventilátory by měly být vybírány v největší velikosti, která vám vyhovuje. Pro standardní pouzdra je tento rozměr 80x80mm. Ale poměrně často (zejména v poslední době) lze do skříní instalovat ventilátory o rozměrech 92x92 a 120x120 mm. Při stejných elektrických charakteristikách bude velký ventilátor pracovat mnohem tišeji.

Zkuste si koupit fanoušky od velké množství lopatky - jsou také tišší. Věnujte pozornost nálepkám - označují hladinu hluku. Pokud má základní deska 4pinové konektory pro napájení chladičů, tak si kupte čtyřvodičové ventilátory. Jsou velmi tiché a rozsah jejich automatické regulace otáček je poměrně široký.

Mezi ventilátory přijímající energii z napájecího zdroje přeskonektor Molexa spouštění ze základní desky rozhodně zvolte druhou možnost.

V prodeji jsou ventilátory se skutečnými kuličkovými ložisky - to jsou nejlepší možnost z hlediska trvanlivosti.

Instalace přídavných ventilátorů.

Podívejme se na hlavní body správná instalace skříňové ventilátory pro většinu systémových jednotek. Zde poskytneme rady speciálně pro standardní případy, protože nestandardní skříně mají tak rozmanité uspořádání ventilátorů, že nemá smysl je popisovat - vše je individuální. Navíc v nestandardních případech mohou velikosti ventilátorů dosáhnout průměru 30 cm.

V pouzdře nejsou žádné další ventilátory.

Toto je standardní uspořádání pro téměř všechny počítače prodávané v obchodech. Veškerý horký vzduch stoupá vzhůru nejlepší část počítač a kvůli ventilátoru v napájecím zdroji jde ven.

Velkou nevýhodou tohoto typu chlazení je, že veškerý ohřátý vzduch prochází napájecím zdrojem a tím jej ještě více ohřívá. A proto se u takových počítačů nejčastěji porouchá napájení. Také veškerý studený vzduch není nasáván řízeně, ale ze všech škvír skříně, což jen snižuje účinnost přenosu tepla. Další nevýhodou je řídký vzduch produkovaný tímto typem chlazení, který vede k hromadění prachu uvnitř skříně. Ale přesto je to v každém případě lepší než nesprávná instalace dalších ventilátorů.

Jeden ventilátor na zadní stěně skříně.

Tato metoda se používá spíše ze zoufalství, protože skříň má pouze jedno místo pro instalaci dalšího chladiče - na zadní stěnu pod napájecím zdrojem. Aby se snížilo množství horkého vzduchu procházejícího napájecím zdrojem, nainstalujte jeden ventilátor, který pracuje tak, aby „vyfoukl“ ven z pouzdra.

Většina ohřátého vzduchu ze základní desky, procesoru, grafické karty, pevných disků odchází skrz přídavný ventilátor. A zdroj se podstatně méně zahřívá. Také se zvyšuje celkový proud pohybujícího se vzduchu. Ale řídkost se zvyšuje, takže se prach bude hromadit ještě více.

Přídavný přední ventilátor ve skříni.

Když má skříň pouze jedno sedlo na přední straně skříně, nebo není možnost zapnutí dvou ventilátorů najednou (není kam připojit), tak je to pro vás ta nejideálnější varianta. Na přední část skříně je nutné nainstalovat jeden ventilátor.

Ventilátor musí být nainstalován naproti pevným diskům. Správnější by bylo napsat, že pevné disky by měly být umístěny naproti ventilátoru. Takto se přes ně okamžitě profoukne studený přicházející vzduch. Tato instalace je mnohem efektivnější než předchozí. Je vytvořen směrovaný proud vzduchu. Sníží se podtlak uvnitř počítače – prach se neudrží. Když jsou další chladiče napájeny ze základní desky, celkový hluk se snižuje, protože se snižují otáčky ventilátoru.

Instalace dvou ventilátorů do skříně.

Většina účinná metoda instalace ventilátorů pro dodatečné chlazení systémové jednotky. Na přední stěně skříně je instalován ventilátor pro „foukání“ a na zadní stěně – pro „foukání“:

Je vytvořen silný, konstantní proud vzduchu. Napájecí zdroj funguje bez přehřívání, protože ohřátý vzduch je odváděn ventilátorem nainstalovaným pod ním. Pokud je napájecí zdroj s nastavitelná rychlost rotací ventilátoru se znatelně sníží celková hlučnost a hlavně se vyrovná tlak uvnitř skříně. Prach se nebude usazovat.

Nesprávná instalace ventilátorů.

Níže jsou uvedeny příklady nepřijatelné instalace přídavných chladičů do skříně PC.

Jeden zadní ventilátor je nastaven na "vstřikování".

Mezi napájecím zdrojem a přídavným ventilátorem je vytvořen uzavřený vzduchový prstenec. Část horkého vzduchu z napájecího zdroje je okamžitě nasávána zpět dovnitř. Zároveň nedochází k pohybu vzduchu ve spodní části systémové jednotky, a proto je chlazení neúčinné.

Jeden přední ventilátor je nastaven na „výfuk“.

Pokud nainstalujete pouze jeden přední chladič a ten funguje jako ofukovač, tak skončíte s velmi nízkým tlakem uvnitř skříně a neúčinným chlazením počítače. Navíc kvůli sníženému tlaku budou přetíženy samotné ventilátory, protože budou muset překonat protitlak vzduchu. Součásti počítače se budou zahřívat, což má za následek zvýšenou provozní hlučnost při zvyšování otáček ventilátoru.

Zadní ventilátor je pro „foukání“ a přední ventilátor je pro „foukání“.

Vzniká vzduch zkrat mezi napájecím zdrojem a zadním ventilátorem. Vzduch v oblasti centrálního procesoru pracuje v kruhu.

Přední ventilátor se snaží „snížit“ horký vzduch proti přirozenému vzestupu konvekce, pracuje při zvýšené zátěži a vytváří podtlak ve skříni.


Dva další chladiče jsou nastaveny na „foukání“.

V horní části pouzdra je vytvořen vzduchový zkrat.

V tomto případě je účinek přiváděného studeného vzduchu pociťován pouze u pevných disků, protože ten pak vstupuje do proudu ze zadního ventilátoru. Uvnitř skříně vzniká nadměrný tlak, který komplikuje provoz přídavných ventilátorů.

Dva přídavné chladiče fungují jako dmychadlo.

Nejtěžší provozní režim chladicího systému.

Uvnitř skříně je snížený tlak vzduchu, všechny ventilátory skříně a uvnitř napájecího zdroje pracují pod zpětným sacím tlakem. Ve vzduchu nedochází k dostatečnému pohybu vzduchu, a proto se všechny součásti přehřívají.

To jsou v zásadě všechny hlavní body, které vám pomohou při organizaci správného ventilačního systému pro váš osobní počítač. Pokud je na bočním krytu skříně speciální plastový zvlnění, použijte jej k přívodu studeného vzduchu k centrálnímu procesoru. Všechny ostatní problémy s instalací jsou vyřešeny v závislosti na struktuře případu.

Elektromotory používané v počítačových ventilátorech jsou postaveny na trochu jiném principu. V souladu se svým jménem nemají takové motory sestavu kartáč-komutátor s posuvnými kontakty.

V předchozí části článku bylo vysvětleno, že kartáčové motory jsou poháněny centrální částí s elektromagnetem a vinutím, zatímco permanentní magnety jsou stacionární. Bezkomutátorové motory jsou naproti tomu konstruovány tak, že induktor ve formě magnetů je v rotoru a vinutí je ve statoru.

V případě počítačových chladičů jsou magnety připevněny k oběžnému kolu s lopatkami ventilátoru a pevnou hřídelí. Tato konstrukce v uvažovaném systému bude považována za rotor. Pak bude statorem rám ventilátoru s potřebné komponenty, jako je stacionární elektromagnet, a spojení statoru a rotoru, ve kterém jsou umístěna nás zajímavá ložiska.
Bezkomutátorové motory mohou mít jiné číslo Ve ventilátorech, o které máme zájem, je obvykle osm cívek. Pokud takový ventilátor rozeberete, okamžitě si všimnete čtyř kovových „ramen“ ve tvaru T a každé z nich bude mít dvojité vinutí (na další fotografii je snadné rozlišit červené a žluté měděné dráty).
Ventilátory přirozeně nepoužívají k napájení různých cívek objemné vodiče, ale kompaktní desky plošných spojů. Přestože existují složité a funkční bezkomutátorové motory s velkým počtem vinutí a jim odpovídajících fází (např. motory HDD jsou většinou třífázové), do ventilátorů se instalují jednoduché dvoufázové motory. Ke spuštění a rotaci potřebují pouze sinusovou a kosinusovou složku proudu. Vlastní hnací síla bezkomutátorových motorů se neliší od bezkomutátorových motorů, pouze u bezkomutátorových elektromotorů je napětí přiváděno na vlastní vinutí tak, aby odpuzovalo permanentní magnet rotoru a udržovalo jeho konstantní rotaci.
Nejjednodušší bezkomutátorové ventilátory jsou vybaveny pouze dvěma vodiči pro napájení. Dodatečně může být ještě třetí vodič, který je nutný pro zpětnou vazbu od chladiče k (nebo jiné desce, mluvíme-li například). Údaje z takových ventilátorů jsou speciálními čipy převáděny na počet otáček za minutu (RPM) a toto člověkem čitelné číslo lze přečíst v BIOSu nebo pomocí speciálních monitorovacích programů. Přidání takové funkce způsobí, že obvod je poněkud dražší, ale dnes lze ventilátor bez snímače rychlosti nalézt pouze na nejlevnějších počítačových zařízeních.

Opakujeme - jedná se o velmi zjednodušený popis provozního algoritmu bezkomutátorových motorů, ale pro pochopení činnosti počítačových ventilátorů zcela postačuje.

Za zmínku stojí výhody motorů tohoto typu oproti kartáčovaným: jsou výrazně méně hlučné, od kontaktních kontaktů nemohou vznikat jiskry a spolehlivost zařízení tohoto typu je znatelně vyšší.

Léto si rychle přišlo na své; Teploměr leze nahoru a stále častěji musíme myslet na to, jak zajistit příjemnou teplotu. Věřte mi: pro počítače není problém zacházet s teplem o nic méně naléhavý než pro jejich uživatele. I když jsou podmínky v místnosti zcela normální (20 - 22 °C), teplota v systémové jednotce dosahuje 30-32 °C. A to je ten nejlepší případ. Čím tepleji je venku a v bytech, tím akutnější je otázka ochrany před přehřátím a tím větší pozornost je věnována chladicím systémům systémové jednotky a jejích komponentů.

Chcete-li problém správně vyřešit, musíte mít alespoň obecnou představu o tom, proč počítače vůbec potřebují chladicí systémy, proč se systémové jednotky přehřívají a jak chránit svého „počítačového přítele“ před úpalem. V tomto článku nenajdete dlouhý seznam modelů chladičů, ale po jeho přečtení si sami budete moci vybrat vhodné komponenty systému chlazení PC a kvalifikovaně přistoupit k výběru nové skříně.

Proč se zahřívá?

Důvod je triviální: jako každý elektrospotřebič i počítač odvádí část (někdy i dost významnou) spotřebované elektřiny ve formě tepla – procesor například téměř veškerou spotřebovanou energii přemění na teplo. Čím více ho systémová jednotka potřebuje, tím více se zahřívají její součásti. Pokud se teplo neodvede včas, může to vést k nejnepříjemnějším výsledkům (viz „Následky přehřátí“). Problém odvodu tepla a chlazení je naléhavý zejména u moderních modelů procesorů (centrálních i grafických), které udávají nové rekordy výkonu (a často i odvodu tepla).

Každá PC komponenta, která odvádí velké množství tepla, je vybavena chladicím zařízením. Taková zařízení zpravidla obsahují kovový chladič a ventilátor - to jsou komponenty, ze kterých se skládá typický chladič. Důležité je také tepelné rozhraní mezi ním a topnou složkou - obvykle to bývá teplovodivá pasta (směs látek s dobrou tepelnou vodivostí), která zajišťuje efektivní přenos tepla do chladiče chladiče.

Pokrok v oblasti chladicích systémů, díky kterému se objevily technologické novinky, jako jsou tepelné trubice, poskytl tvůrcům komponentů pro osobní počítače nové příležitosti, které jim umožnily opustit hlučné chladiče. Některé počítače jsou vybaveny systémy vodního chlazení – mají své výhody i nevýhody. To vše je diskutováno níže.

Zvýšený odvod tepla PC

Hlavním důvodem, proč počítače generují stále více tepla, je jejich výpočetní výkon. Nejvýznamnějšími faktory jsou:

• zvýšení hodinových frekvencí procesoru, čipové sady, paměťové sběrnice a dalších sběrnic;
• zvýšení počtu tranzistorů a paměťových buněk v PC čipech;
• zvýšení spotřeby energie uzly PC.

Čím výkonnější je počítač, tím více elektřiny „žere“ – proto je nevyhnutelné zvýšení produkce tepla. Navzdory použití sofistikovaných technologické procesy Při výrobě čipů stále roste jejich spotřeba a tím se zvyšuje množství tepla odváděného v PC skříni. Kromě toho se zvětšuje plocha desek grafické karty (například kvůli tomu, že je nutné umístit více žetonů Paměť). Výsledkem je zvýšení aerodynamického odporu skříně: objemná deska jednoduše blokuje přístup chladicího vzduchu k procesoru a napájení. Tento problém je zvláště důležitý pro počítače v malých případech, kde je vzdálenost mezi grafickou kartou a „košem“ pro HDD 2–3 cm, ale v tomto prostoru jsou stále položeny kabely disků a další kabely... Mikroobvody paměť s náhodným přístupem Jsou také stále více a více hladoví po energii a moderní operační systémy vyžadují stále více paměti RAM. Například ve Windows 7 se pro něj doporučují 4 GB - odvádí se tak několik desítek wattů tepla, což situaci s odvodem tepla dále zhoršuje. Systémový logický čip na základní desce je také velmi „žhavou“ komponentou.

ZRANITELNOST PEVNÝCH DISKŮ

Uvnitř krytu pevného disku se po povrchu otočných ploten posouvají pohyblivé magnetické hlavy, ovládané vysoce přesnou mechanikou. Zapisují a čtou data. Při zahřátí se materiály, ze kterých jsou vyrobeny komponenty disku, roztahují. V rozsahu provozních teplot si mechanika a elektronika dobře poradí s tepelnou roztažností. Pokud se však přehřeje, překročí přijatelné limity a hlavy pevného disku mohou „přestřelit“, zapsat data na nesprávné místo, dokud se počítač nevypne. A po opětovném zapnutí nebude chlazený pevný disk schopen najít data zaznamenaná v přehřátém stavu. V takovém případě lze informace zachránit pouze pomocí složitého a drahého speciálního vybavení. Pokud teplota překročí 45 °C, doporučuje se nainstalovat další ventilátor pro chlazení pevného disku.

Existuje paradox: tepelné zatížení v moderních skříních roste vysokou rychlostí, ale jejich design zůstává téměř nezměněn: výrobci vycházejí z návrhu doporučeného Intelem, který byl téměř před 10 lety. Modely přizpůsobené intenzivnímu generování tepla jsou vzácné a modely s nízkou hlučností jsou ještě méně časté.

Důsledky přehřátí

Pokud je přebytečné teplo, počítač se v lepším případě začne zpomalovat a zamrzat a v nejhorším případě selže jedna nebo více komponent. Vysoké teploty jsou velmi škodlivé pro „zdraví“ elementová základna(čipy, kondenzátory atd.), zejména u pevného disku, jehož přehřátí může vést ke ztrátě dat.

PŘIBLIŽNÉ PARAMETRY ŠÍŘENÍ TEPLA

Přibližné parametry odvodu tepla komponent průměrné počítačové systémové jednotky (při vysoké výpočetní zátěži). Hlavními zdroji tepla jsou základní deska, CPU a GPU grafické karty (ty tvoří více než polovinu odváděného tepla).

Kapacita moderních HDD umožňuje ukládat rozsáhlé sbírky hudby a videa, pracovní dokumenty, digitální fotoalba, hry a mnoho dalšího. Disky jsou stále kompaktnější a rychlejší, ale jde to za cenu větší hustoty záznamu dat, křehkosti konstrukce a tedy zranitelnosti výplně. Tolerance při výrobě vysokokapacitních disků se měří v mikronech, takže sebemenší „krok do strany“ disk poškodí. Proto jsou HDD tak citlivé na vnější vlivy. Pokud musí disk pracovat za neoptimálních podmínek (například při přehřívání), pravděpodobnost ztráty zapsaných dat se dramaticky zvyšuje.

Chlazení PC: Základy

Pokud teplota vzduchu v systémové jednotce zůstává na 36 °C nebo vyšší a teplota procesoru je vyšší než 60 °C (nebo se pevný disk neustále zahřívá až na 45 °C), je čas přijmout opatření ke zlepšení chlazení.

Než si ale poběžíte do obchodu koupit nový chladič, je třeba zvážit několik věcí. Je možné, že problém s přehříváním lze vyřešit jednodušším způsobem. Například systémová jednotka by měla být umístěna tak, aby byl volný přístup vzduchu ke všem ventilačním otvorům. Vzdálenost, ve které je zadní část oddělena od stěny nebo nábytku, by neměla být menší než dva průměry odtahového ventilátoru. V opačném případě se zvyšuje odpor proti proudění vzduchu a hlavně ohřátý vzduch zůstává déle v blízkosti ventilačních otvorů, takže jeho značná část se opět dostává do systémové jednotky. Pokud je nainstalován nesprávně, dokonce i nejvíce výkonný chladič(jehož účinnost je dána rozdílem jeho teploty a teploty vzduchu ochlazujícího chladič).

CHLADIČ NA ZÁKLADĚ PELTIEROVA EFEKTU

Jeden z nejnovějších modelů, který využívá Peltierův efekt. Tyto chladiče obvykle obsahují celou řadu nejnovějších technologických pokroků: TEM, termopotrubí, ventilátory s pokročilou aerodynamikou a působivým designem. Výsledek je působivý; v systémové jednotce by bylo dost místa...

Nejúčinnějšího chlazení je dosaženo, když jsou teploty vzduchu v systémové jednotce a v místnosti, kde se nachází, stejné. Jediným způsobem, jak dosáhnout tohoto výsledku, je zajistit účinné větrání. K tomuto účelu se používají chladiče různých provedení.

Standardní moderní osobní počítač má obvykle nainstalovaných několik chladičů:

• v napájecím zdroji;
• na centrálním procesoru;
• na grafickém procesoru (pokud má počítač samostatnou grafickou kartu).

V některých případech se používají další ventilátory:

• pro systémové logické čipy umístěné na základní desce;
• pro pevné disky;
• pro PC skříň.

Účinnost chlazení

Při výběru skříně pro systémovou jednotku PC se každý uživatel řídí svými vlastními kritérii. Moddeři potřebují například originální designové řešení nebo možnost jej předělat, aby jej mohli implementovat. Overclockeři potřebují pouzdro, ve kterém se plně přetaktovaný procesor, grafická karta, RAM (seznam pokračuje) budou cítit pohodlně. A přitom všichni samozřejmě chtějí, aby systémová jednotka byla tichá a malých rozměrů.

Efektní PC však může generovat až 500 W tepla (viz tabulka níže). Jsou přání splnitelná z hlediska fyzikálních zákonů?

KOLIK TEPLA VYROBÍ POČÍTAČ

Existuje několik způsobů, jak měřit rozptyl tepla.

1. Podle hodnot spotřeby energie uvedených v dokumentaci ke komponentám PC.

• Výhody: dostupnost, jednoduchost.
• Nevýhody: vysoká chyba a v důsledku toho zvýšené požadavky na chladicí systém.

2. Používání stránek, které poskytují službu pro výpočet rozptylu tepla (a spotřeby energie), například www.emacs.ru/calc.

• Výhody: nemusíte se prohrabávat manuály nebo navštěvovat stránky výrobců – potřebné údaje máte k dispozici v databázích nabízených služeb.
• Nevýhody: kompilátory databází nedrží krok s výrobci uzlů, takže databáze často obsahují nespolehlivá data.

3. Na základě hodnot energie spotřebované uzly a koeficientů rozptylu tepla nalezených v dokumentaci nebo naměřených nezávisle. Tato metoda je pro profesionály nebo velké nadšence do optimalizace chladicího systému.

• Výhody: poskytuje nejpřesnější výsledky a umožňuje nejúčinněji optimalizovat váš počítač.
• Nevýhody: k použití této metody potřebujete vážné znalosti a značné zkušenosti.

Řešení

Hlavní princip: pro odstranění tepla je nutné procházet systémovou jednotkou určité množství vzduchu. Jeho objem by navíc měl být větší, čím je místnost teplejší a přehřívání silnější.

Pouhá instalace dalších ventilátorů problém nevyřeší. Koneckonců, čím početnější, výkonnější a „vynalézavější“ jsou, tím „zvučnější“ PC je. Navíc jsou hlučné nejen motory a lopatky ventilátoru, ale kvůli vibracím je hlučná celá systémová jednotka (to se stává zvláště často při nekvalitní montáži a použití levných skříní). K nápravě této situace se doporučuje použít nízkorychlostní ventilátory s velkým průměrem.

Aby bylo dosaženo efektivního chlazení bez použití hlučných ventilátorů, musí mít systémová jednotka nízký odpor vůči vzduchu, který jí prochází (v odborném jazyce se tomu říká aerodynamický odpor). Jednoduše řečeno, pokud se vzduch obtížně „protlačuje“ těsným prostorem ucpaným kabely a součástkami, musíte instalovat ventilátory s vysokým přetlakem, které nevyhnutelně vytvářejí hlasitý zvuk. Dalším problémem je prach: čím více vzduchu musíte pumpovat, tím častěji musíte čistit vnitřek pouzdra (o tom budeme mluvit samostatně).

Aerodynamický odpor

Pro optimální chlazení je vždy vhodné použít velké pouzdro. Jedině tak dosáhnete pohodlné práce bez hluku a přehřívání i v abnormálním (přes 40°C) horku. Malá skříň je vhodná pouze v případě, že má počítač nízký odvod tepla nebo používá vodní chlazení.

Pro minimalizaci hluku však není vůbec nutné montovat vzduchem chlazený počítač do přepravního kontejneru nebo do chladničky. Stačí vzít v úvahu doporučení odborníků. Volný průřez v jakékoli části krytu by tedy měl být 2–5krát větší než průtoková plocha výfukových ventilátorů. To platí i pro otvory pro přívod vzduchu.

CHLADIČ S TERMOTRUBKOU

Tepelné trubicové chladiče jsou „tiché“ a umožňují chladit i velmi horké komponenty PC, jako jsou grafické procesory na grafických kartách. Je však nutné vzít v úvahu specifické vlastnosti těchto chladicích systémů.

Hybridní systémy zahrnují spolu s tepelným potrubím a radiátory konvenční ventilátory. Ale přítomnost tepelných trubic, které usnadňují odvod tepla, vám umožní vystačit si s menším ventilátorem nebo použít nízkorychlostní, a tedy ne tak hlučné modely.

Chcete-li snížit aerodynamický odpor, musíte:

• zajistit dostatek v těle volný prostor pro proudění vzduchu (měl by být několikrát větší než celkový průřez odsávacích ventilátorů);
• opatrně položte kabely dovnitř systémové jednotky pomocí stahovacích pásků;
• v místě, kde je vzduch přiváděn do krytu, nainstalujte filtr, který zachycuje prach, ale neposkytuje silný odpor proudění vzduchu;
• Filtr by měl být pravidelně čištěn.

Dodržování jednoduchých pravidel vám umožní instalovat nízkorychlostní odsávací ventilátory. Jak již bylo zmíněno, skříň musí bez vysokých energetických nákladů (tedy s minimálním počtem ventilátorů) zajistit všem „horkým“ komponentům studený vzduch z místnosti, kde je PC umístěn. Objem vzduchu musí být dostatečný, aby jeho teplota na výstupu ze skříně nebyla příliš vysoká: pro efektivní přenos tepla komponent PC by neměl být rozdíl teplot vzduchu na vstupu a výstupu systémové jednotky. překročit několik stupňů.

MOŽNOSTI USPOŘÁDÁNÍ VENTILÁTORŮ A PRVKŮ SYSTÉMOVÉ JEDNOTKY ZAJIŠŤUJÍCÍ EFEKTIVNÍ CHLAZENÍ PC

Zde je jeden koncept pro vytvoření systému chlazení vzduchu:

• přívod vzduchu se provádí dole a vpředu, v „studené“ zóně;
• Vzduch je odváděn v horní a zadní části přes napájecí zdroj. To odpovídá přirozenému pohybu ohřátého vzduchu směrem nahoru;
• v případě potřeby je instalován přídavný odtahový ventilátor s automatickým nastavením umístěný vedle napájecí jednotky;
• další přívod vzduchu pro grafickou kartu je zajištěn prostřednictvím konektoru PCIE;
• špatné odvětrávání 3" a 5" pozic pro disky je zajištěno kvůli mírně ohnutým zástrčkám pro neobsazené pozice;
• je důležité nechat proudit hlavní vzduch přes „nejteplejší“ komponenty;
• Je vhodné zvětšit celkovou plochu sacích otvorů na dvojnásobek plochy ventilátorů (více není potřeba, protože to nebude mít žádný účinek a zvýší se hromadění prachu).

V souladu s těmito doporučeními si můžete pouzdra sami upravit (zajímavé, ale problematické) nebo si při nákupu vybrat vhodné modely. Přibližné možnosti organizace proudění vzduchu přes systémovou jednotku jsou uvedeny výše.

"Správný" ventilátor

Pokud systémová jednotka slabě „odolává“ proudění foukaného vzduchu, můžete použít jakýkoli ventilátor, pokud poskytuje dostatečný průtok pro chlazení (můžete se o tom dozvědět z jejího pasu a také pomocí online kalkulaček). Jiná věc je, zda je odpor proti proudění vzduchu významný - to je přesně případ ventilátorů namontovaných v hustě „obsazených“ skříních, na radiátorech a v perforovaných otvorech.

Pokud se rozhodnete vyměnit vadný ventilátor ve skříni nebo na chladiči sami, nainstalujte takový, který nemá menší průtok vzduchu a hodnoty přetlaku (viz datový list). Pokud neexistují žádné relevantní informace, nedoporučuje se používat takový ventilátor v kritických součástech (například pro chlazení procesoru).

Pokud hladina hluku není příliš důležitá, můžete nainstalovat vysokorychlostní ventilátory většího průměru. Silnější modely snižují hladinu hluku a zároveň zvyšují tlak vzduchu.

V každém případě si dejte pozor na mezeru mezi lopatkami a ráfkem ventilátoru: neměla by být velká (optimální hodnota jsou desetiny milimetru). Pokud je vzdálenost mezi lopatkami a ráfkem větší než 2 mm, ventilátor bude neúčinný.

Vzduch nebo voda?

Existuje poměrně rozšířený názor, že vodní systémy jsou mnohem účinnější a tišší než klasické vzduchové systémy. Je to skutečné? Tepelná kapacita vody je ve skutečnosti dvojnásobná než u vzduchu a její hustota je 830krát vyšší než u vzduchu. To znamená, že stejný objem vody může odebrat 1658krát více tepla.

S hlukem to však není tak jednoduché. Koneckonců, chladicí kapalina (voda) nakonec vydává teplo stejnému „vnějšímu“ vzduchu a vodní radiátory (s výjimkou obrovských konstrukcí) jsou vybaveny stejnými ventilátory - jejich hluk přispívá k hluku vodního čerpadla. Proto zisk, pokud existuje, není tak velký.

Konstrukce se značně zkomplikuje, když je potřeba chladit několik komponent proudem vody úměrným jejich vývinu tepla. Kromě rozvětvených trubek je nutné použít složitá ovládací zařízení (jednoduchá odpaliště a kříže nebudou stačit). Alternativní možnost– použijte návrh s průtoky upravenými jednou provždy ve výrobě; ale v tomto případě je uživatel zbaven možnosti výrazně změnit konfiguraci PC.

Prach a boj s ním

Kvůli rozdílům v rychlosti se jednotky počítačového systému stávají skutečnými lapači prachu. Rychlost vzduchu proudícího vstupy je mnohonásobně vyšší než rychlost proudění uvnitř pouzdra. Kromě toho proudění vzduchu často mění směr kolem komponent PC. Proto se většina (až 70 %) prachu přineseného zvenčí usadí uvnitř pouzdra; Je nutné jej čistit alespoň jednou ročně.

Prach se však může stát vaším „spojencem“ v boji za zvýšení účinnosti chladicího systému. Jeho aktivní pokles je totiž pozorován právě v těch místech, kde nejsou proudy vzduchu rozloženy optimálně.

Vzduchové filtry

Vláknové filtry zachytí více než 70 % prachu, což vám umožní čistit pouzdro mnohem méně často. V moderních PC skříních je často instalováno několik odsávacích ventilátorů o průměru 120 mm, přičemž vzduch vstupuje do skříně mnoha otvory rozmístěnými po celé konstrukci - jejich celková plocha mnohem menší plocha ventilátoru. Instalovat filtr do takového pouzdra bez úprav nemá smysl. Odborníci zde dávají řadu doporučení:

• vstupní otvory pro přívod chladicího vzduchu by měly být umístěny co nejblíže jeho základně;
• vstupní a výstupní body vzduchu, cesty jeho průchodu musí být organizovány tak, aby proudění vzduchu „umylo“ nejžhavější prvky PC;
• Plocha otvorů pro nasávání vzduchu by měla být 2–5krát větší než plocha odsávacích ventilátorů.

Chladiče založené na Peltierových prvcích

Peltierovy prvky – nebo, jak se jim také říká, termoelektrické moduly (TEM), fungující na principu Peltierova jevu – se v průmyslovém měřítku vyrábí již mnoho let. Jsou zabudovány do autochladniček, pivních chladičů a průmyslových chladičů pro chladicí procesory. Existují také modely pro PC, i když jsou stále poměrně vzácné.

Nejprve o principu fungování. Jak asi tušíte, Peltierův jev objevil Francouz Jean-Charles Peltier; stalo se to v roce 1834. Chladicí modul založený na tomto efektu obsahuje množství polovodičových prvků typu n a p zapojených do série. Při průchodu stejnosměrného proudu takovým spojením se jedna polovina p-n kontaktů zahřeje, druhá ochladí.

Tyto polovodičové prvky jsou orientovány tak, že na jedné straně vycházejí topné kontakty a na druhé straně chladicí kontakty. Výsledkem je deska, která je z obou stran pokryta keramickým materiálem. Pokud je na takový modul aplikován dostatečně silný proud, může teplotní rozdíl mezi stranami dosáhnout několika desítek stupňů.

Dá se říci, že TEM je jakési „tepelné čerpadlo“, které utrácí energii vnější zdroj napájení, čerpá vzniklé teplo ze zdroje (například procesoru) do tepelného výměníku - radiátoru, čímž se účastní procesu chlazení.

Pro efektivní odvod tepla z výkonného procesoru musíte použít TEM sestávající ze 100–200 prvků (které jsou mimochodem dost křehké); Proto je TEM vybaven přídavnou měděnou kontaktní deskou, která zvětšuje velikost zařízení a vyžaduje aplikaci dalších vrstev teplovodivé pasty.

Tím se snižuje účinnost odvodu tepla. Problém je částečně vyřešen nahrazením teplovodivé pasty pájením, ale tato metoda se u modelů dostupných na trhu používá jen zřídka. Všimněte si, že spotřeba energie samotného TEM je poměrně velká a srovnatelná s množstvím odebraného tepla (asi třetina energie spotřebované TEM se také promění v teplo).

Dalším problémem, který vzniká při použití TEM v chladičích, je potřeba přesně regulovat teplotu modulu; je zajištěno použitím speciálních desek s ovladači. Tím je chladič dražší a deska zabírá další místo v systémové jednotce. Pokud není teplota regulována, může klesnout až do záporných hodnot; Může se také tvořit kondenzace, což je pro elektronické komponenty počítače nepřijatelné.

Vysoce kvalitní chladiče založené na TEM jsou tedy drahé (od 2,5 tisíc rublů), složité, objemné a ne tak účinné, jak si můžete myslet, soudě podle jejich velikosti. Jedinou oblastí, kde jsou takové chladiče nepostradatelné, je chlazení průmyslových počítačů pracujících v horkých (nad 50°C) podmínkách; to se však netýká tématu našeho článku.

Tepelné rozhraní a tepelná pasta

Jak již bylo zmíněno, nedílnou součástí každého chladicího systému (včetně počítačového chladiče) je tepelné rozhraní - součást, přes kterou dochází k tepelnému kontaktu mezi zařízeními produkujícími a odvádějícími teplo. Tepelná pasta působící v této roli poskytuje efektivní převod teplo mezi například procesorem a chladičem.

Proč potřebujete tepelně vodivou pastu?

Pokud chladič chladiče nedosedá těsně na chlazený čip, účinnost celého chladicího systému okamžitě klesá (vzduch je dobrý tepelný izolant). Udělat povrch chladiče hladký a rovný (pro dokonalý kontakt s chlazeným zařízením) je velmi obtížné a není levné. Zde přichází na pomoc teplovodivá pasta, která vyplňuje nerovnosti na styčných plochách a tím výrazně zvyšuje účinnost přenosu tepla mezi nimi.

Je důležité, aby viskozita teplovodivé pasty nebyla příliš vysoká: to je nutné k vytěsnění vzduchu z bodu tepelného kontaktu s minimální vrstvou teplovodivé pasty. Upozorňujeme, že leštění základny chladiče do zrcadlového lesku nemusí samo o sobě zlepšit přenos tepla. Faktem je, že při ručním zpracování je téměř nemožné, aby byly povrchy přísně rovnoběžné - v důsledku toho se mezera mezi chladičem a procesorem může dokonce zvětšit.

Před nanesením nové teplovodivé pasty opatrně odstraňte starou. K tomu se používají ubrousky z netkaných materiálů (neměly by zanechávat vlákna na površích). Je vysoce nežádoucí pastu ředit, protože to značně zhoršuje vlastnosti vedení tepla. Uveďme ještě několik doporučení:

• používat teplovodivé pasty s tepelnou vodivostí vyšší než 2–4 W/(K*m) a nízkou viskozitou;
• Při instalaci chladiče naneste pokaždé čerstvou teplovodivou pastu;
• Při montáži je nutné chladič upevnit příchytkou, rukou jej pevně přitlačit (ale ne příliš, jinak může dojít k poškození) a několikrát otočit kolem své osy v rámci stávající vůle. Instalace v každém případě vyžaduje zručnost a přesnost.

Tepelné trubice

Tepelné trubice jsou skvělé pro odvod přebytečného tepla. Jsou kompaktní a tiché. Konstrukčně se jedná o utěsněné válce (mohou být poměrně dlouhé a libovolně zakřivené), částečně naplněné chladicí kapalinou. Uvnitř válce je další trubice vyrobená ve formě kapiláry.

Termotrubka funguje následovně: ve vyhřívaném prostoru se chladivo odpařuje, jeho pára přechází do chlazené části termotrubice a tam kondenzuje - a kondenzát se vrací vnitřní trubicí kapiláry do vyhřívaného prostoru.

Hlavní výhodou termotrub je jejich vysoká tepelná vodivost: rychlost šíření tepla se rovná rychlosti, kterou páry chladiva procházejí trubicí od konce ke konci (je velmi vysoká a blíží se rychlosti zvuku). V podmínkách proměnlivého rozptylu tepla jsou tepelné trubkové chladicí systémy velmi účinné. To je důležité například pro chlazení procesorů, které v závislosti na provozním režimu vydávají různá množství teplo.

Tepelné trubice, které se v současné době vyrábí, jsou schopny odebrat 20–80 W tepla. Při návrhu chladičů se obvykle používají trubky o průměru 5–8 mm a délce do 300 mm.

Přes všechny výhody termotrubic však mají jedno podstatné omezení, o kterém se v návodech ne vždy píše. Výrobci obvykle neuvádějí bod varu chladicí kapaliny v tepelných trubicích chladiče, ale právě ta určuje práh, po jehož překročení začne teplovod účinně odvádět teplo. Do této chvíle funguje pasivní chladič heatpipe, který nemá ventilátor, jako běžný radiátor. Obecně platí, že čím nižší je bod varu chladicí kapaliny, tím účinnější a bezpečnější je chladič s tepelnými trubicemi; doporučená hodnota je 35-40°C (je lepší, když je bod varu uveden v dokumentaci).

Pojďme si to shrnout. Chladiče heatpipe jsou užitečné zejména pro vysoký (více než 100 W) odvod tepla, ale lze je použít i v jiných případech – pokud vás netrápí cena. V tomto případě je nutné použít teplovodivé pasty, které účinně přenášejí teplo – to vám umožní plně realizovat schopnosti chladiče. Obecný princip výběru je tento: čím více termotrubiček a čím jsou tlustší, tím lépe.

Typy termotrubic

Vysokotlaké tepelné trubice (HTS). Na konci roku 2005 představila ICE HAMMER Electronics nový druh chladiče na bázi vysokotlakých tepelných trubic, postavené pomocí technologie Heat Transporting System (HTS). Můžeme říci, že tento systém zaujímá mezipolohu mezi tepelnými trubicemi a kapalinovými chladicími systémy. Chladicí kapalinou v něm je voda smíchaná s amoniakem a dalšími chemickými sloučeninami za normálního atmosférického tlaku. V důsledku vzestupu bublin vytvořených při varu směsi se cirkulace chladicí kapaliny výrazně zrychlí. Zdá se, že takové systémy fungují nejúčinněji, když jsou trubky ve svislé poloze.

Technologie NanoSpreader umožňuje vytvářet duté teplovodivé měděné pásky o šířce 70–500 mm a tloušťce 1,5–3,5 mm, naplněné chladicí kapalinou. Roli kapiláry plní plát měděných vláken, který vrací zkondenzované chladivo z kondenzační zóny do zóny ohřevu a odpařování. Tvar ploché pásky je podpořen elastickým, velkopórovitým materiálem, který nedovolí zborcení stěn a zajistí volný pohyb par. Hlavní předností termopásek je jejich malá tloušťka a schopnost pokrýt velké plochy.

Modifikace a chladicí systémy

Slovo „modding“ je odvozeno z anglického upravit (upravit, změnit). Moddéři (ti, kteří se zabývají modováním) přetvářejí skříně a „vnitřky“ počítačů, aby zlepšili technické vlastnosti, a co je nejdůležitější, vzhled. Stejně jako nadšenci do tuningu aut, uživatelé počítačů chtějí personalizovat svůj nástroj pro práci a kreativitu, nepostradatelný prostředek komunikace a centrum domácí zábavy. Modding je mocným prostředkem sebevyjádření; To je samozřejmě kreativita, možnost pracovat hlavou a rukama a získat cenné zkušenosti.

MODDINGOVÉ PRODUKTY

Existuje mnoho specializovaných internetových obchodů (ruských i zahraničních), které nabízejí moddingové produkty a dodávají je do celého světa. Domácí se používají pohodlněji: zahraniční jsou náročnější (například při převodu peněz) a doručení je obvykle drahé. Tyto specializované zdroje lze snadno najít pomocí vyhledávačů.

V cenících běžných internetových obchodů se někdy nečekaně objeví modovací doplňky a jejich ceny jsou někdy nižší než ve specializovaných. Proto doporučujeme s nákupem toho či onoho příslušenství nespěchat – nejprve si pečlivě prostudujte několik ceníků.

Co mění moddeři na počítačích?

Je nepravděpodobné, že by průměrný modder byl schopen předělat složitou náplň: možnosti uživatele, který nemá speciální znalosti v oblasti rádiové elektroniky a návrhu obvodů, jsou stále omezené. Počítačové modding tedy zahrnuje především „kosmetickou“ přeměnu počítačové skříně.

HLAVNÍ VÝROBCI MODDINGOVÝCH PRODUKTŮ

Pro lepší orientaci v komponentách má smysl znát jména některých firem specializovaných na výrobu módních produktů: Sunbeam, Floston, Gembird, Revoltec, Vizo, Sharkoon, Vantec, Spire, Hanyang, 3R System, G. M. Corporation, Korealcom, RaidMax, Sirtec (počítačové skříně a zdroje), Zalman, Akasa (zdroje, chladicí systémy), Koolance, SwiftTech (vodní chlazení), VapoChill (kryogenní chladicí systémy), Thermaltake (hlavně skříně a mod panely).

Zejména se provádějí takzvané mody blowhole: v pouzdru jsou vyříznuty otvory pro ventilaci a také pro instalaci dalších chladičů. Takové úpravy nejen zlepšují vzhled– jsou užitečné pro celkové „zdraví“ počítače, protože zlepšují chlazení systémových komponent.

Zkušení moddeři často spojují podnikání s potěšením: instalují kapalinové chladicí systémy (většina z nich má zcela futuristický design).

Vybudování účinného systému vodního chlazení (WCO) není snadný úkol, a to jak technicky, tak finančně. Jak bylo řečeno, potřebujete solidní množství speciálních znalostí, které ne každý má; Ano, a bez technických dovedností se neobejdete. To vše velmi stimuluje nákup hotového SVO. Naklánět se k tato možnost, připravte se na to, že toho budete mít dost. Navíc zdaleka neplatí, že zvýšení výkonu procesoru a dalších součástí systémové jednotky, byť přetaktované díky efektivnímu odvodu tepla nového vzduchového chladiče, zaplatí rozdíl v ceně oproti standardu ( nebo dokonce vylepšený) systém chlazení vzduchu. Tato možnost má ale také zjevné výhody. Zakoupením hotového SVO nebudete muset samostatně vybírat jednotlivé komponenty, objednávat je na stránkách různých výrobců nebo prodejců, čekat na dodání atd. Navíc nemusíte upravovat PC skříň – často tato výhoda převáží všechny nevýhody. A konečně, sériové SVO jsou obvykle levnější než modely sestavené po částech.

Příkladem chladiče, který poskytuje rozumný kompromis mezi tvůrčí svobodou a snadnou montáží (aniž by byla ohrožena účinnost chlazení), je systém KoolanceExos-2 V2. Umožňuje použití široké škály vodních bloků (tzv. dutých výměníků, které zakrývají chlazené těleso) ze širokého sortimentu vyráběného firmou. Blok tohoto vzduchového chladiče kombinuje chladič-výměník s ventilátory, čerpadlem, expanzní nádobou, čidly a řídicí elektronikou.

Proces instalace a připojení takových SVO je velmi jednoduchý - je podrobně popsán v uživatelské příručce. Vezměte prosím na vědomí, že ventilační otvory vzduchového chladiče jsou umístěny nahoře. V souladu s tím musí být nad ventilátory dostatek volného prostoru pro výstup ohřátého vzduchu (minimálně 240 mm při průměru ventilátoru 120 mm). Pokud nahoře takový prostor není (například pracovní deska překáží počítačový stůl), můžete jednoduše umístit blok SVO vedle systémové jednotky - i když tato možnost není v návodu popsána.

Nejjednodušším a nejzřejmějším způsobem modování je výměna standardních chladičů za moddery s podsvícením (jejich výběr je také poměrně široký: existují jak výkonné chladiče procesoru, tak slabé dekorativní).

Hlavní pravidlo: porovnat ceny v různých vyhledávače a internetové obchody! Amplituda kmitů vás velmi překvapí. Samozřejmě byste měli vybírat levnější nabídky, vždy věnujte pozornost platebním, dodacím a záručním podmínkám.

Často se používá pro stavbu velkého radiátoru tepelné trubky(Angličtina: tepelná trubice) hermeticky uzavřené a speciálně uspořádané kovové trubky (obvykle měděné). Přenášejí teplo velmi efektivně z jednoho konce na druhý: tak i nejvzdálenější žebra velkého radiátoru efektivně fungují při chlazení. Takto funguje například oblíbený chladič.

K chlazení moderních vysoce výkonných GPU se používají stejné metody: velké radiátory, měděná jádra chladicích systémů nebo celoměděné radiátory, tepelné trubice pro přenos tepla na další radiátory:

Doporučení pro výběr jsou zde stejná: používejte pomalé a velké ventilátory a co největší radiátory. Například takto vypadají oblíbené systémy chlazení grafických karet a Zalman VF900:

Ventilátory chladicích systémů grafických karet obvykle pouze míchají vzduch uvnitř systémové jednotky, což není příliš efektivní z hlediska chlazení celého počítače. Teprve nedávno začali pro chlazení grafických karet používat chladicí systémy, které přivádějí horký vzduch ven z pouzdra: první přišli s podobným designem od značky:

Podobné chladicí systémy jsou instalovány na nejvýkonnějších moderních grafických kartách (nVidia GeForce 8800, ATI x1800XT a starší). Toto provedení je často z hlediska správné organizace proudění vzduchu uvnitř počítačové skříně opodstatněnější než tradiční provedení. Organizace proudění vzduchu

Moderní normy pro design počítačových skříní mimo jiné upravují i ​​způsob konstrukce chladicího systému. Počínaje , jehož výroba byla zahájena v roce 1997, je zavedena technologie chlazení počítače průchozím proudem vzduchu směřujícím z přední stěny skříně na zadní stranu (vzduch pro chlazení je navíc nasáván levou stěnou) :

Zájemce o detaily odkazuji na nejnovější verze standardu ATX.

V napájecím zdroji počítače je nainstalován alespoň jeden ventilátor (mnoho moderních modelů má dva ventilátory, které mohou výrazně snížit rychlost otáčení každého z nich, a tím i hluk při provozu). Kdekoli uvnitř počítačové skříně lze instalovat další ventilátory pro zvýšení proudění vzduchu. Určitě dodržujte pravidlo: Na přední a levé boční stěně je do těla vtlačován vzduch, na zadní stěně je horký vzduch vyfukován ven. Musíte se také ujistit, že proud horkého vzduchu ze zadní stěny počítače nejde přímo do přívodu vzduchu na levé stěně počítače (k tomu dochází v určitých polohách systémové jednotky vzhledem ke stěnám počítače). pokoj a nábytek). Které ventilátory nainstalovat závisí především na dostupnosti vhodných upevňovacích prvků ve stěnách skříně. Hlučnost ventilátoru je dána především rychlostí jeho otáčení (viz část), proto se doporučuje používat pomalé (tiché) modely ventilátorů. Při stejných instalačních rozměrech a rychlostech otáčení jsou ventilátory na zadní stěně skříně subjektivně hlučnější než ty přední: za prvé jsou umístěny dále od uživatele, za druhé jsou v zadní části skříně téměř průhledné mřížky, zatímco vpředu jsou různé dekorativní prvky. Hluk často vzniká v důsledku ohýbání proudění vzduchu kolem prvků předního panelu: pokud přenášený objem proudění vzduchu překročí určitou mez, vytvoří se na předním panelu počítačové skříně vířivé turbulentní proudy, které vytvářejí charakteristický hluk ( připomíná syčení vysavače, ale mnohem tišší).

Výběr počítačové skříně

Téměř drtivá většina počítačových skříní na dnešním trhu vyhovuje jedné verzi standardu ATX, a to i z hlediska chlazení. Nejlevnější pouzdra nejsou vybavena zdrojem ani doplňkovým příslušenstvím. Dražší skříně jsou vybaveny ventilátory pro chlazení skříně, méně často - adaptéry pro připojení ventilátorů různými způsoby; někdy i speciální ovladač vybavený tepelnými senzory, který umožňuje plynule regulovat rychlost otáčení jednoho nebo více ventilátorů v závislosti na teplotě hlavních komponent (viz např.). Napájecí zdroj není vždy součástí sady: mnoho kupujících dává přednost výběru napájecího zdroje sami. Mezi další možnosti dodatečného vybavení stojí za zmínku speciální držáky pro boční stěny, pevné disky, optické mechaniky, rozšiřující karty, které vám umožní sestavit počítač bez šroubováku; prachové filtry, zabraňující pronikání nečistot do počítače ventilačními otvory; různé trubky pro nasměrování proudění vzduchu uvnitř pouzdra. Pojďme prozkoumat ventilátor

Pro přenos vzduchu v chladicích systémech, které používají fanoušků(Angličtina: fanoušek).

Ventilátorové zařízení

Ventilátor se skládá ze skříně (obvykle ve tvaru rámu), elektromotoru a oběžného kola uloženého s ložisky na stejné ose jako motor:

Spolehlivost ventilátoru závisí na typu instalovaných ložisek. Výrobci uvádějí následující typické MTBF (roky založené na provozu 24/7):

S přihlédnutím k zastaralosti počítačové vybavení(pro domácí a kancelářské použití je to 2-3 roky), ventilátory s kuličkovými ložisky lze považovat za „věčné“: jejich životnost není menší než typická životnost počítače. Pro serióznější aplikace, kde musí počítač pracovat nepřetržitě po mnoho let, se vyplatí zvolit spolehlivější ventilátory.

Mnozí se setkali se starými ventilátory, u kterých kluzná ložiska vyčerpala svou životnost: hřídel oběžného kola během provozu chrastí a vibruje a vydává charakteristický vrčivý zvuk. V zásadě lze takové ložisko opravit namazáním tuhým mazivem, ale kolik lidí by souhlasilo s opravou ventilátoru, který stojí jen pár dolarů?

Vlastnosti ventilátoru

Ventilátory se liší velikostí a tloušťkou: obvykle v počítačích existují standardní velikosti 40x40x10 mm, pro chlazení grafických karet a kapes na pevné disky, stejně jako 80x80x25, 92x92x25, 120x120x25 mm pro chlazení skříně. Ventilátory se také liší typem a konstrukcí instalovaných elektromotorů: spotřebovávají různé proudy a poskytují různé rychlosti otáčení oběžného kola. Výkon závisí na velikosti ventilátoru a rychlosti otáčení lopatek oběžného kola: vytvořeném statickém tlaku a maximálním objemu dopravovaného vzduchu.

Objem vzduchu dopravovaného ventilátorem (průtok) se měří v metrech krychlových za minutu nebo stopách krychlových za minutu (CFM, krychlové stopy za minutu). Výkon ventilátoru uvedený ve specifikacích je měřen při nulovém tlaku: ventilátor pracuje v otevřeném prostoru. Uvnitř skříně počítače fouká ventilátor do systémové jednotky určité velikosti, takže vytváří přetlak v obsluhovaném objemu. Objemová produktivita bude přirozeně přibližně nepřímo úměrná vytvořenému tlaku. Specifický pohled průtokové charakteristiky závisí na tvaru použitého oběžného kola a dalších parametrech konkrétního modelu. Například odpovídající graf pro ventilátor:

Z toho plyne jednoduchý závěr: čím intenzivněji pracují ventilátory v zadní části počítačové skříně, tím více vzduchu lze pumpovat celým systémem a tím efektivnější bude chlazení.

Hladina hluku ventilátoru

Hladina hluku vytvářeného ventilátorem během provozu závisí na jeho různých charakteristikách (více o důvodech jeho vzniku si můžete přečíst v článku). Je snadné stanovit vztah mezi výkonem a hlukem ventilátoru. Na stránkách velkého výrobce populárních chladicích systémů vidíme: mnoho ventilátorů stejné velikosti je vybaveno různými elektromotory, které jsou navrženy pro různé rychlosti otáčení. Vzhledem k tomu, že je použito stejné oběžné kolo, získáváme údaje, které nás zajímají: charakteristiky stejného ventilátoru při různých rychlostech otáčení. Sestavujeme tabulku pro tři nejběžnější velikosti: tloušťka 25 mm, a.

tučně Nejoblíbenější typy ventilátorů jsou zvýrazněny.

Po výpočtu koeficientu úměrnosti průtoku vzduchu a hladiny hluku k otáčkám vidíme téměř úplnou shodu. Abychom si očistili svědomí, počítáme odchylky od průměru: méně než 5 %. Získali jsme tedy tři lineární závislosti, každá po 5 bodech. Bůhví jakou statistiku, ale pro lineární závislost To stačí: hypotézu považujeme za potvrzenou.

Objemový výkon ventilátoru je úměrný počtu otáček oběžného kola, totéž platí pro hlučnost.

Pomocí získané hypotézy můžeme extrapolovat výsledky získané pomocí metody nejmenších čtverců (OLS): v tabulce jsou tyto hodnoty zvýrazněny kurzívou. Je však třeba mít na paměti, že rozsah tohoto modelu je omezený. Studovaná závislost je lineární v určitém rozsahu rychlostí otáčení; je logické předpokládat, že lineární charakter závislosti zůstane v určité blízkosti tohoto rozsahu; ale při velmi vysokých a velmi nízkých rychlostech se obraz může výrazně změnit.

Nyní se podívejme na řadu ventilátorů od jiného výrobce: , a . Udělejme podobnou tabulku:

Vypočítaná data jsou zvýrazněna kurzívou.
Jak bylo uvedeno výše, při hodnotách otáček ventilátoru, které se výrazně liší od studovaných, může být lineární model nesprávný. Hodnoty získané extrapolací je třeba chápat jako hrubý odhad.

Věnujme pozornost dvěma okolnostem. Za prvé ventilátory GlacialTech pracují pomaleji a za druhé jsou efektivnější. To je zjevně výsledek použití oběžného kola se složitějším tvarem lopatek: i při stejné rychlosti ventilátor GlacialTech pohybuje více vzduchu než Titan: viz graf růst. A Hladina hluku při stejné rychlosti je přibližně stejná: poměr je zachován i u ventilátorů od různých výrobců s různými tvary oběžných kol.

Musíte pochopit, že skutečné hlukové charakteristiky ventilátoru závisí na jeho technickém provedení, vytvořeném tlaku, objemu čerpaného vzduchu a typu a tvaru překážek v cestě proudění vzduchu; tedy na typu počítačové skříně. Vzhledem k tomu, že použitá pouzdra jsou velmi odlišná, není možné přímo aplikovat kvantitativní charakteristiky ventilátorů měřené za ideálních podmínek, lze je vzájemně porovnávat pouze pro různé modely ventilátorů.

Cenové kategorie ventilátorů

Uvažujme nákladový faktor. Vezměme si například stejný internetový obchod a: výsledky jsou uvedeny v tabulkách výše (v úvahu byly brány ventilátory se dvěma kuličkovými ložisky). Jak můžete vidět, ventilátory těchto dvou výrobců patří do dvou různých tříd: GlacialTech pracují při nižších otáčkách, takže jsou méně hlučné; při stejných otáčkách jsou účinnější než Titan - ale vždy jsou o dolar nebo dva dražší. Pokud potřebujete sestavit co nejméně hlučný chladicí systém (například u domácího počítače), budete se muset rozdvojit pro dražší ventilátory se složitými tvary lopatek. Při absenci tak přísných požadavků nebo s omezeným rozpočtem (například pro kancelářský počítač) jsou jednodušší ventilátory docela vhodné. Různý typ zavěšení oběžného kola použitý u ventilátorů (podrobněji viz sekce) ovlivňuje také cenu: ventilátor je dražší, používají se složitější ložiska.

Klíčem konektoru jsou zkosené rohy na jedné straně. Vodiče jsou připojeny následovně: dva centrální - „zem“, společný kontakt (černý vodič); +5 V - červená, +12 V - žlutá. Pro napájení ventilátoru přes konektor Molex slouží pouze dva vodiče, obvykle černý (zem) a červený (napájecí napětí). Jejich připojením k různým pinům konektoru můžete získat různé rychlosti otáčení ventilátoru. Standardní napětí 12 V spustí ventilátor normální rychlostí, napětí 5-7 V poskytuje přibližně poloviční rychlost otáčení. Je vhodnější použít vyšší napětí, protože ne každý elektromotor je schopen spolehlivě nastartovat při příliš nízkém napájecím napětí.

Jak ukazuje zkušenost, rychlost otáčení ventilátoru při připojení k +5 V, +6 V a +7 V je přibližně stejná(s přesností 10%, což je srovnatelné s přesností měření: rychlost otáčení se neustále mění a závisí na mnoha faktorech, jako je teplota vzduchu, sebemenší průvan v místnosti atd.)

To ti připomínám výrobce zaručuje stabilní provoz svých zařízení pouze při použití standardního napájecího napětí. Ale jak ukazuje praxe, naprostá většina ventilátorů startuje perfektně i při nízkém napětí.

Kontakty jsou upevněny v plastové části konektoru pomocí dvojice ohýbatelných kovových „antén“. Vyjmutí kontaktu není obtížné zatlačením vyčnívajících částí tenkým šídlem nebo malým šroubovákem. Poté musí být „antény“ znovu ohnuty do stran a kontakt musí být zasunut do odpovídající zásuvky plastové části konektoru:

Někdy jsou chladiče a ventilátory vybaveny dvěma konektory: paralelně zapojeným molexovým a tří- (nebo čtyř-) pinem. V tomto případě K napájení stačí připojit pouze jeden z nich:

V některých případech není použit jeden konektor Molex, ale dvojice samice-samec: tímto způsobem můžete ventilátor připojit ke stejnému vodiči ze zdroje, který napájí pevný disk nebo optickou jednotku. Pokud měníte uspořádání kolíků v konektoru, abyste získali nestandardní napětí na ventilátoru, věnujte zvláštní pozornost přeuspořádání kolíků v druhém konektoru přesně ve stejném pořadí. Nedodržení tohoto požadavku může mít za následek nesprávné napájení pevného disku nebo optické mechaniky, což jistě povede k jejich okamžitému selhání.

U tříkolíkových konektorů je instalačním klíčem dvojice vyčnívajících vodítek na jedné straně:

Protikus je umístěn na kontaktní podložce, po připojení zapadne mezi vodítka a funguje také jako západka. Odpovídající konektory pro napájení ventilátorů jsou umístěny na základní desce (obvykle několik kusů na různá místa deska) nebo na desce speciálního ovladače, který ovládá ventilátory:

Kromě země (černý vodič) a +12 V (obvykle červený, méně často žlutý) je zde i kontakt otáčkoměru: slouží k ovládání otáček ventilátoru (bílý, modrý, žlutý nebo zelený vodič). Pokud nepotřebujete možnost ovládat otáčky ventilátoru, pak tento kontakt není třeba zapojovat. Pokud je napájení ventilátoru napájeno samostatně (například přes konektor Molex), je přípustné připojit pouze kontakt regulace otáček a společný vodič pomocí třípinového konektoru - tento obvod se často používá pro sledování rychlosti otáčení ventilátoru. ventilátor zdroje, který je napájen a řízen vnitřními obvody napájecí jednotky.

Čtyřpinové konektory se objevily poměrně nedávno na základních deskách s paticemi procesoru LGA 775 a socket AM2. Liší se přítomností dalšího čtvrtého kontaktu, přičemž jsou zcela mechanicky a elektricky kompatibilní s tříkolíkovými konektory:

Dva identické ventilátory s třípinovými konektory lze zapojit sériově do jednoho napájecího konektoru. Každý z elektromotorů tedy dostane 6 V napájecího napětí, oba ventilátory se budou otáčet na poloviční otáčky. Pro takové připojení je vhodné použít napájecí konektory ventilátoru: kontakty lze snadno vyjmout z plastového pouzdra stisknutím aretačního „jazýčku“ šroubovákem. Schéma zapojení je znázorněno na obrázku níže. Jeden z konektorů je připojen k základní desce jako obvykle: bude napájet oba ventilátory. Ve druhém konektoru pomocí kousku drátu musíte zkratovat dva kontakty a poté je izolovat páskou nebo páskou:

Důrazně se nedoporučuje spojovat dva různé elektromotory tímto způsobem.: kvůli nestejnoměrnosti elektrických charakteristik v různých provozních režimech (rozběh, zrychlení, stabilní rotace) se jeden z ventilátorů nemusí vůbec spustit (což může způsobit poruchu elektromotoru) nebo ke spuštění vyžaduje příliš vysoký proud (což může vést k selhání řídicích obvodů).

K omezení rychlosti otáčení ventilátoru se často v napájecím obvodu používají pevné nebo proměnné rezistory. Změnou odporu proměnného odporu můžete upravit rychlost otáčení: tolik ručních regulátorů rychlosti ventilátoru je navrženo. Při navrhování takového obvodu si musíte pamatovat, že za prvé se rezistory zahřívají a rozptylují část elektrická energie ve formě tepla - to nepřispívá k účinnějšímu chlazení; za druhé, elektrické charakteristiky elektromotoru v různých provozních režimech (startování, zrychlení, stabilní rotace) nejsou stejné, parametry odporu musí být zvoleny s ohledem na všechny tyto režimy. Pro volbu parametrů rezistoru stačí znát Ohmův zákon; Musíte použít odpory navržené pro proud, který není menší než proud spotřebovaný elektromotorem. Osobně však nejsem příznivcem ručního ovládání chlazení, jelikož se domnívám, že počítač je naprosto vhodné zařízení pro automatické ovládání chladicího systému bez zásahu uživatele.

Monitorování a ovládání ventilátoru

Většina moderních základních desek umožňuje ovládat rychlost otáčení ventilátorů připojených k některým tří nebo čtyřpinovým konektorům. Navíc některé konektory podporují softwarové ovládání rychlost otáčení připojeného ventilátoru. Ne všechny konektory umístěné na desce poskytují takové možnosti: například na oblíbené desce Asus A8N-E je pět konektorů pro napájení ventilátorů, pouze tři z nich podporují řízení rychlosti otáčení (CPU, CHIP, CHA1) a pouze jeden podporuje řízení rychlosti ventilátoru (CPU); Základní deska Asus P5B má čtyři konektory, všechny čtyři podporují řízení rychlosti otáčení, řízení rychlosti otáčení má dva kanály: CPU, CASE1/2 (rychlost dvou ventilátorů skříně se mění synchronně). Počet konektorů s možností ovládat nebo ovládat rychlost otáčení nezávisí na použitém čipsetu nebo jižním můstku, ale na konkrétním modelu základní desky: modely od různých výrobců se mohou v tomto ohledu lišit. Často vývojáři desek záměrně připravují levnější modely o možnost ovládat otáčky ventilátoru. Například základní deska pro procesory Intel Pentiun 4 Asus P4P800 SE je schopna upravovat rychlost chladiče procesoru, ale její levnější verze Asus P4P800-X nikoli. V tomto případě můžete použít speciální zařízení, která jsou schopna řídit rychlost několika ventilátorů (a obvykle umožňují připojení řady teplotních senzorů) - na moderním trhu se jich objevuje stále více.

Hodnoty otáček ventilátoru můžete ovládat pomocí Nastavení systému BIOS. Pokud základní deska podporuje změnu rychlosti ventilátoru, zde v BIOS Setup můžete zpravidla nakonfigurovat parametry algoritmu řízení rychlosti. Sada parametrů se liší pro různé základní desky; Algoritmus obvykle používá údaje z teplotních senzorů zabudovaných do procesoru a základní desky. Existuje řada programů pro různé operační systémy, které umožňují ovládat a regulovat otáčky ventilátorů a také sledovat teplotu různých komponent uvnitř počítače. Výrobci některých základních desek doplňují své produkty o proprietární programy pro Windows: Asus PC Probe, MSI CoreCenter, Abit µGuru, Gigabyte EasyTune, Foxconn SuperStep atd. Několik společných univerzální programy, mezi nimi: (shareware, 20-30 $), (distribuováno zdarma, neaktualizováno od roku 2004). Nejoblíbenější program v této třídě je:

Tyto programy umožňují sledovat řadu teplotních senzorů, které jsou instalovány v moderních procesorech, základních deskách, grafických kartách a pevných discích. Program také sleduje rychlost otáčení ventilátorů, které jsou připojeny ke konektorům základní desky s příslušnou podporou. Nakonec je program schopen automaticky upravovat otáčky ventilátoru v závislosti na teplotě pozorovaných objektů (pokud výrobce základní desky implementoval hardwarovou podporu této funkce). Na výše uvedeném obrázku je program nakonfigurován tak, aby ovládal pouze ventilátor procesoru: když je teplota procesoru nízká (36 °C), otáčí se rychlostí asi 1000 ot./min, což je 35 % maximální rychlost(2800 otáček za minutu). Nastavení takových programů se skládá ze tří kroků:

1. určení, ke kterým kanálům řadiče základní desky jsou ventilátory připojeny a které z nich lze ovládat softwarem;
2. indikující, které teploty by měly ovlivnit rychlost různých ventilátorů;
3. nastavení teplotních prahů pro každý teplotní senzor a rozsah provozních otáček ventilátorů.

Mnoho programů pro testování a dolaďování počítačů má také monitorovací funkce: atd.

Mnoho moderních grafických karet také umožňuje nastavit rychlost chladicího ventilátoru v závislosti na zahřívání GPU. Pomocí speciálních programů můžete dokonce změnit nastavení chladicího mechanismu a snížit hladinu hluku z grafické karty, když není zatížení. Takto vypadá optimální nastavení grafické karty HIS X800GTO IceQ II v programu:

Pasivní Chladicí systémy se obvykle nazývají ty, které neobsahují ventilátory. Jednotlivé počítačové komponenty se mohou spokojit s pasivním chlazením, pokud jsou jejich chladiče umístěny v dostatečném proudění vzduchu vytvářeného „cizími“ ventilátory: čip čipsetu je například často chlazen velkým chladičem umístěným v blízkosti místa instalace chladiče procesoru. Oblíbené jsou také pasivní chladicí systémy pro grafické karty, například:

Je zřejmé, že čím více radiátorů musí jeden ventilátor profouknout, tím větší odpor proudění musí překonat; Při zvýšení počtu radiátorů je tedy často nutné zvýšit rychlost otáčení oběžného kola. Je efektivnější používat mnoho nízkorychlostních ventilátorů s velkým průměrem a je lepší se vyhnout pasivním chladicím systémům. Navzdory skutečnosti, že jsou k dispozici pasivní radiátory pro procesory, grafické karty s pasivním chlazením a dokonce i bezventilátorové napájecí zdroje (FSP Zen), pokus sestavit počítač bez ventilátorů ze všech těchto komponent jistě povede k neustálému přehřívání. Protože moderní vysoce výkonný počítač odvádí příliš mnoho tepla na to, aby jej mohly ochladit pouze pasivní systémy. Vzhledem k nízké tepelné vodivosti vzduchu je obtížné organizovat efektivní pasivní chlazení pro celý počítač, pokud neproměníte celou počítačovou skříň v radiátor, jak se to dělá v:

Snad zcela pasivní chlazení bude stačit pro nízkopříkonové specializované počítače (pro přístup k internetu, poslech hudby a sledování videa atd.) Ekonomické chlazení

Za starých časů, kdy spotřeba procesorů ještě nedosahovala kritických hodnot – k jejich chlazení stačil malý radiátor – byla otázka „co bude počítač dělat, když není potřeba nic dělat?“ Řešení bylo jednoduché: zatímco není potřeba spouštět uživatelské příkazy nebo spouštět programy, operační systém dává procesoru příkaz NOP (No OPeration, no operation). Tento příkaz nutí procesor provést nesmyslnou, neúčinnou operaci, jejíž výsledek je ignorován. Tím se plýtvá nejen časem, ale i elektřinou, která se zase přeměňuje na teplo. Typický domácí nebo kancelářský počítač je při absenci úloh náročných na zdroje obvykle zatížen pouze z 10 % – každý si to může ověřit spuštěním Správce úloh systému Windows a sledováním chronologie zatížení CPU (Central Processing Unit). Takže se starým přístupem bylo promarněno asi 90 % času procesoru: CPU bylo zaneprázdněno prováděním zbytečných příkazů. Novější operační systémy (Windows 2000 a novější) jednají v podobné situaci inteligentněji: pomocí příkazu HLT (Halt, stop) se procesor zcela zastaví na krátký čas- to vám samozřejmě umožňuje snížit spotřebu energie a teplotu procesoru při absenci úloh náročných na zdroje.

Zkušení počítačoví nadšenci si vybaví řadu programů pro „softwarové chlazení procesoru“: při běhu pod Windows 95/98/ME zastavili procesor pomocí HLT, místo aby opakovali nesmyslné NOP, čímž snížili teplotu procesoru v nepřítomnosti výpočetní úlohy. Použití takových programů v operačních systémech Windows 2000 a novějších proto nedává smysl.

Moderní procesory spotřebovávají tolik energie (což znamená, že ji odvádějí ve formě tepla, tedy se zahřívají), že vývojáři vytvořili další technická opatření pro boj s možným přehříváním a také nástroje, které zvyšují efektivitu úsporných mechanismů při počítač je nečinný.

Tepelná ochrana CPU

K ochraně procesoru před přehřátím a selháním se používá tzv. thermal throttling (obvykle nepřeloženo: throttling). Podstata tohoto mechanismu je jednoduchá: pokud teplota procesoru překročí přípustnou teplotu, je procesor nucen zastavit příkazem HLT, aby měl krystal možnost vychladnout. V raných implementacích tohoto mechanismu bylo možné pomocí nastavení BIOS nakonfigurovat, jak dlouho bude procesor nečinný (parametr CPU Throttling Duty Cycle: xx%); nové implementace „zpomalují“ procesor automaticky, dokud teplota krystalu neklesne na přijatelnou úroveň. Uživatel má samozřejmě zájem na tom, aby procesor nechladil (doslova!), ale fungoval užitečná práce k tomu musíte použít poměrně účinný chladicí systém. Můžete zkontrolovat, zda je aktivován mechanismus tepelné ochrany procesoru (škrcení) pomocí speciálních nástrojů, například:

Minimalizace spotřeby energie

Téměř všechny moderní procesory podporují speciální technologie pro snížení spotřeby energie (a tedy i vytápění). Různí výrobci takové technologie nazývají různě, například: Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), AMD Cool’n’Quiet (CnQ, C&Q) – ale v podstatě fungují stejně. Když je počítač nečinný a procesor není zatížen výpočetními úkoly, sníží se takt a napájecí napětí procesoru. Obojí snižuje spotřebu procesoru, což zase snižuje odvod tepla. Jakmile se zatížení procesoru zvýší, automaticky se obnoví plná rychlost procesoru: provoz takového schématu úspory energie je zcela transparentní pro uživatele a spouštěné programy. K aktivaci takového systému potřebujete:

1. povolit použití podporované technologie v nastavení BIOS;
2. nainstalujte příslušné ovladače do operačního systému, který používáte (obvykle ovladač procesoru);
3. V Ovládacích panelech Windows v části Řízení spotřeby na kartě Schémata napájení vyberte ze seznamu schéma minimálního řízení spotřeby.

Například pro základní desku Asus A8N-E s procesorem, který potřebujete ( podrobné pokyny jsou uvedeny v uživatelské příručce):

1. v Nastavení BIOSu v části Upřesnit > Konfigurace CPU > Konfigurace chlazení a tichého provozu AMD CPU přepněte parametr Cool N'Quiet na hodnotu Povoleno a v části Napájení přepněte parametr Podpora ACPI 2.0 na Ano;
2. Nainstalujte ;
3. viz výše.

Pomocí libovolného programu, který zobrazuje, můžete zkontrolovat, zda se frekvence procesoru mění hodinová frekvence procesor: od specializovaných typů až po Ovládací panely Windows, část Systém:

Výrobci základních desek často navíc vybavují své produkty vizuálními programy, které jasně demonstrují fungování mechanismu pro změnu frekvence a napětí procesoru, například Asus Cool&Quiet:

Frekvence procesoru se pohybuje od maxima (při zatížení počítačem) po určité minimum (při nepřítomnosti zatížení procesoru).

Nástroj RMClock

Během vývoje sady programů pro komplexní testování procesory, byl vytvořen (RightMark CPU Clock/Power Utility): je navržen pro sledování, konfiguraci a správu možností úspory energie moderních procesorů. Utilita podporuje všechny moderní procesory a různé systémy správy energie (frekvence, napětí...) Program umožňuje sledovat výskyt škrcení, změny frekvence a napětí napájení procesoru. Pomocí RMClock můžete konfigurovat a používat vše, co standardní nástroje umožňují: Nastavení BIOSu, řízení napájení z operačního systému pomocí ovladače procesoru. Možnosti tohoto nástroje jsou však mnohem širší: s jeho pomocí můžete nakonfigurovat řadu parametrů, které nejsou k dispozici pro konfiguraci standardním způsobem. To je důležité zejména při použití přetaktovaných systémů, kdy procesor běží rychleji, než je standardní frekvence.

Automatické přetaktování grafické karty

Podobnou metodu používají i vývojáři grafických karet: plný výkon grafického procesoru je potřeba pouze ve 3D režimu a moderní grafický čip si poradí s pracovní plochou ve 2D režimu i při snížené frekvenci. Mnoho moderních grafických karet je nakonfigurováno tak, že grafický čip slouží pracovní ploše (2D režim) se sníženou frekvencí, spotřebou energie a odvodem tepla; V souladu s tím se chladicí ventilátor otáčí pomaleji a vydává méně hluku. Grafická karta začne pracovat v plná síla pouze při spouštění 3D aplikací, jako jsou počítačové hry. Podobnou logiku lze implementovat programově pomocí různých nástrojů pro jemné ladění a přetaktování grafických karet. Takto například vypadá nastavení automatického přetaktování v programu pro grafickou kartu HIS X800GTO IceQ II:

Z uživatelského hlediska bude počítač, jehož hluk nepřevyšuje okolní hluk pozadí, považován za dostatečně tichý. Během dne, s přihlédnutím k hluku z ulice za oknem, stejně jako k hluku v kanceláři nebo továrně, může počítač vydávat trochu více hluku. Domácí počítač, který je určen k nepřetržitému používání, by měl být v noci tišší. Jak ukázala praxe, téměř každý moderní výkonný počítač může pracovat docela tiše. Uvedu několik příkladů z mé praxe.

Příklad 1: Platforma Intel Pentium 4

Moje kancelář používá 10 počítačů Intel Pentium 4 3,0 GHz se standardními chladiči CPU. Všechny stroje jsou sestaveny v levných pouzdrech Fortex v ceně do 30 USD s nainstalovanými napájecími zdroji Chieftec 310-102 (310 W, 1 ventilátor 80x80x25 mm). V každém z případů byl na zadní stěně instalován ventilátor 80×80×25 mm (3000 ot./min, hlučnost 33 dBA) - nahradily je ventilátory se stejným výkonem 120×120×25 mm (950 ot./min., hlučnost 19 dBA). V souborový server lokální síť Pro dodatečné chlazení pevných disků jsou na přední stěně instalovány 2 ventilátory 80x80x25 mm, zapojené do série (otáčky 1500 ot./min., hlučnost 20 dBA). Většina počítačů používá základní desku Asus P4P800 SE, která je schopna upravit rychlost chladiče procesoru. Dva počítače mají levnější desky Asus P4P800-X, kde není regulována rychlost chladiče; Pro snížení hlučnosti z těchto strojů byly vyměněny chladiče procesoru (1900 ot./min., hlučnost 20 dBA).
Výsledek: počítače jsou tišší než klimatizace; jsou prakticky neslyšitelné.

Příklad 2: Platforma Intel Core 2 Duo

Domácí počítač na novém procesor Intel Core 2 Duo E6400 (2,13 GHz) se standardem chladič CPU byl smontován v levné skříni aigo v ceně 25 USD, byl instalován napájecí zdroj Chieftec 360-102DF (360 W, 2 ventilátory 80x80x25 mm). V přední a zadní stěně skříně jsou instalovány 2 sériově zapojené ventilátory 80x80x25 mm (regulovatelné otáčky, od 750 do 1500 ot./min., hlučnost do 20 dBA). Použitou základní deskou je Asus P5B, která je schopna regulovat otáčky chladiče procesoru a ventilátorů skříně. Nainstalovaná grafická karta s pasivní systém chlazení.
Výsledek: počítač je tak hlučný, že ho přes den přes obvyklý hluk v bytě neslyšíte (rozhovory, kroky, ulice za oknem atd.).

Příklad 3: Platforma AMD Athlon 64

Můj domácí počítač na procesoru AMD Athlon 64 3000+ (1,8 GHz) sestavený v levné skříni Delux s cenou do 30 $, zpočátku obsahoval napájecí zdroj CoolerMaster RS-380 (380 W, 1 ventilátor 80x80x25 mm) a grafickou kartu GlacialTech SilentBlade GT80252BDL-1 V připojenou k + 5 (asi 850 ot./min., hlučnost menší než 17 dBA). Použitou základní deskou je Asus A8N-E, který je schopen upravovat otáčky chladiče procesoru (až 2800 ot./min, hlučnost až 26 dBA, v klidovém režimu se chladič točí cca 1000 ot./min a hlučnost menší než 18 dBA). Problém této základní desky: chlazení čipsetu nVidia nForce 4, Asus osazuje malý ventilátor 40x40x10 mm s rychlostí otáčení 5800 ot./min., který dost hlasitě a nepříjemně píská (navíc je ventilátor vybaven kluzným ložiskem, které má velmi krátká životnost). Pro chlazení čipové sady byl nainstalován chladič grafických karet s měděným chladičem, na jehož pozadí jsou zřetelně slyšitelné cvakání polohování hlav pevného disku. Funkční počítač neruší spánek ve stejné místnosti, kde je nainstalován.
Nedávno byla grafická karta nahrazena HIS X800GTO IceQ II, pro jejíž instalaci bylo nutné upravit chladič čipové sady: ohnout žebra tak, aby nepřekážela při instalaci grafické karty s velkým chladicím ventilátorem. Patnáct minut práce s kleštěmi - a počítač pokračuje v tiché práci i s poměrně výkonnou grafickou kartou.

Příklad 4: Platforma AMD Athlon 64 X2

Domácí počítač zapnutý procesor AMD Athlon 64 X2 3800+ (2,0 GHz) s chladičem procesoru (až 1900 ot./min, hlučnost až 20 dBA) vestavěný do skříně 3R System R101 (obsahuje 2 ventilátory 120x120x25 mm, až 1500 ot./min, instalované vpředu a vzadu stěny skříně, napojené na standardní monitorovací a automatický systém řízení ventilátoru, je instalován zdroj FSP Blue Storm 350 (350 W, 1 ventilátor 120x120x25 mm). Je použita základní deska (pasivní chlazení čipů čipové sady), která je schopna regulovat otáčky chladiče procesoru. Byla použita grafická karta GeCube Radeon X800XT, chladicí systém byl nahrazen Zalmanem VF900-Cu. Pro počítač byl zvolen pevný disk známý svou nízkou hlučností.
Výsledek: Počítač je tak tichý, že slyšíte hluk motoru pevného disku. Funkční počítač neruší spánek ve stejné místnosti, kde je nainstalován (sousedé mluví za zdí ještě hlasitěji).

Počítačové chladicí systémy přicházejí v různých typech a různé účinnosti. Bez ohledu na to mají všechny stejný cíl: ochlazovat zařízení uvnitř systémové jednotky, a tím je chránit před spalováním a zvýšit efektivitu provozu. Různé systémy jsou určeny k chlazení různých zařízení a dělají to pomocí různé způsoby. Toto samozřejmě není nejvzrušující téma, ale to ho nečiní méně důležité. Dnes se podrobně podíváme na to, jaké chladicí systémy náš počítač potřebuje, a jak dosáhnout maximální efektivity jejich provozu.

Pro začátek navrhuji rychle projít chladicí systémy obecně, abychom mohli přistupovat ke studiu jejich počítačových odrůd co nejpřipraveněji. Doufám, že nám to ušetří čas a usnadní to pochopení. Tak. Chladicí systémy jsou...

Systémy chlazení vzduchu

Dnes je to nejběžnější typ chladicího systému. Princip jeho fungování je velmi jednoduchý. Teplo z topné složky je předáváno do radiátoru pomocí teplovodivých materiálů (může být vrstva vzduchu nebo speciální teplovodivá pasta). Radiátor přijímá teplo a uvolňuje ho do okolního prostoru, které je buď jednoduše odvedeno (pasivní radiátor), nebo odfouknuto ventilátorem (aktivní radiátor nebo chladič). Takové chladicí systémy jsou instalovány přímo do systémové jednotky a na téměř všechna topná zařízení. počítačové komponenty. Účinnost chlazení závisí na velikosti účinné plochy chladiče, kovu, ze kterého je vyroben (měď, hliník), rychlosti proudění vzduchu (na výkonu a velikosti ventilátoru) a jeho teplotě. Pasivní radiátory jsou instalovány na těch součástech počítačového systému, které se během provozu příliš nezahřívají a kolem kterých neustále cirkulují přirozené proudy vzduchu. Aktivní chladicí systémy neboli chladiče jsou určeny především pro procesor, grafický adaptér a další neustále a tvrdě pracující vnitřní komponenty. K nim lze někdy nainstalovat i pasivní radiátory, ale vždy s účinnějším odvodem tepla, než je obvyklé při nízkých rychlostech proudění vzduchu. To je dražší a používá se ve speciálních tichých počítačích.

Kapalinové chladicí systémy

Skvělý vynález poslední dekády, používá se hlavně pro servery, ale vzhledem k rychlému vývoji technologií má postupem času šanci přejít do domácích systémů. Drahé a trochu děsivé, pokud o tom přemýšlíte, ale docela účinné, protože voda vede teplo 30krát (nebo tak nějak) rychleji než vzduch. Takový systém dokáže prakticky neslyšně chladit několik vnitřních součástí současně. Nad procesorem je umístěna speciální kovová deska (chladič), která sbírá teplo z procesoru. Destilovaná voda je pravidelně čerpána přes chladič. Voda, která z něj shromažďuje teplo, vstupuje do chladiče chlazeného vzduchem, ochlazuje se a začíná svůj druhý kruh od kovové desky nad procesorem. Radiátor zároveň odvádí nasbírané teplo do okolí, ochlazuje se a čeká na novou porci ohřáté kapaliny. Voda v takových systémech může být speciální, například s baktericidním nebo antigalvanickým účinkem. Místo takové vody lze použít nemrznoucí kapalinu, oleje, tekuté kovy nebo jinou kapalinu s vysokou tepelnou vodivostí a vysokou měrnou tepelnou kapacitou, aby byla zajištěna maximální účinnost chlazení při nejnižší rychlost cirkulace tekutiny. Takové systémy jsou samozřejmě dražší a složitější. Skládají se z čerpadla, chladiče (vodního bloku nebo chladicí hlavy) připojeného k procesoru, chladiče (může být aktivní nebo pasivní) obvykle připevněného k zadní části skříně počítače, nádržky na pracovní kapalinu, hadic a průtoku čidla, různé měřiče, filtry, vypouštěcí kohouty atd. (uvedené součásti, počínaje čidly, jsou volitelné). Mimochodem, výměna takového systému není pro slabé povahy. Toto není ventilátor s chladičem, který byste měli vyměnit.

Instalace freonu

Malá lednička instalovaná přímo na topnou součást. Jsou efektivní, ale v počítačích slouží především výhradně k přetaktování. Znalí lidé říkají, že má více nevýhod než výhod. Za prvé, kondenzace, která se objevuje na částech, které jsou chladnější než okolní prostředí. Jak se vám líbí vyhlídka na tekutinu, která se objeví ve svatyni svatých? Zvýšená spotřeba energie, složitost a značná cena jsou drobnými nevýhodami, ale to z nich také nečiní výhody.

Otevřené chladicí systémy

Používají suchý led, kapalný dusík nebo helium ve speciální nádrži (sklenici) instalované přímo na chlazenou součástku. Podle našeho názoru jej používají Kulibinové pro nejextrémnější přetaktování nebo přetaktování. Nevýhody jsou stejné - vysoká cena, složitost atd. + 1 je velmi významný. Sklenice se musí neustále plnit a pravidelně běhat do obchodu pro její obsah.

Kaskádové chladicí systémy

Dva nebo více chladicích systémů zapojených do série (například radiátor + freon). Jedná se o nejsložitější chladicí systémy na implementaci, které jsou schopny pracovat bez přerušení na rozdíl od všech ostatních.

Kombinované chladicí systémy

Ty kombinují prvky chladicích systémů různé typy. Příkladem kombinovaného typu jsou Waterchippers. Štěpkovače = kapalina + freon. V systému cirkuluje nemrznoucí kapalina kapalinové chlazení a kromě ní je chlazen i freonovou jednotkou ve výměníku tepla. Ještě obtížnější a dražší. Potíž je v tom, že celý tento systém bude potřebovat tepelnou izolaci, ale tato jednotka může být použita pro současné efektivní chlazení několika komponent najednou, což je v jiných případech poměrně obtížné.

Systémy s Peltellierovými prvky

Nikdy se nepoužívají samostatně a navíc mají nejmenší účinnost. Jejich princip fungování popsal Cheburashka, když vyzval Gene, aby nesl kufry („Nech mě nést kufry a ty mě poneseš“). Peltellierův článek je namontován na topném prvku a druhá strana prvku je chlazena jiným, obvykle vzduchovým nebo kapalinovým chladicím systémem. Vzhledem k tomu, že je možné chlazení na teploty pod okolní teplotu, je v tomto případě také relevantní problém kondenzace. Peltellierovy prvky jsou méně účinné než freonové chlazení, ale jsou tišší a nevytvářejí vibrace jako ledničky (freon).

Pokud jste si toho nikdy nevšimli, uvnitř vaší systémové jednotky je neustálý příval aktivity: proud běží tam a zpět, procesor počítá, paměť si pamatuje, programy běží, pevný disk se točí. Počítač jedním slovem funguje. Ze školního kurzu fyziky víme, že procházející proud zařízení zahřívá, a pokud se zařízení zahřívá, pak to není dobré. V horším případě to prostě vyhoří a v tom lepším to prostě bude fungovat špatně. (To je skutečně běžná příčina slabého brzdového systému). Aby se předešlo takovým problémům, uvnitř vaší systémové jednotky je několik typů různých chladicích systémů. Alespoň pro ty nejdůležitější komponenty.

Chlazení systémové jednotky

Jak probíhá chlazení? Hlavně letecky. Po zapnutí počítače začne hučet - zapne se ventilátor (velmi často jich bývá více), pak ztichne. Po několika minutách provozu, když váš systém dosáhne určitého prahu teploty, se ventilátor znovu zapne. A tak po celou dobu práce. Největší a nejviditelnější ventilátor uvnitř systémové jednotky jednoduše vyfukuje ohřátý vzduch ven z boxu, čímž se ochlazuje vše dohromady, včetně komponentů, které se obtížně instalují. vlastní systém chlazení, například pevného disku. Podle zákonů stejné fyziky místo ohřátého vzduchu vstupuje ochlazený vzduch speciálními ventilačními otvory v přední části systémové jednotky. Přesněji takové, které se prostě ještě nestihlo ohřát. Při chlazení vnitřních částí počítače se sám zahřívá a vystupuje otvory v bočním a/nebo zadním panelu systémové jednotky.

Chlazení CPU

Procesor jako velmi důležitá a neustále zatěžovaná součástka vašeho železného kamaráda má osobní systém chlazení. Skládá se ze dvou komponent – ​​chladiče a ventilátoru, samozřejmě menších rozměrů, než o kterém jsme právě hovořili. Chladič je někdy nazýván chladičem, kvůli jeho primární funkci – odvádí teplo od procesoru (pasivní chlazení) a malý ventilátor nahoře odvádí teplo pryč od chladiče (aktivní chlazení). Procesor je navíc mazán speciální teplovodivou pastou, která podporuje maximální přenos tepla z procesoru do chladiče. Faktem je, že povrchy procesoru i chladiče mají i po vyleštění zářezy cca 5 mikronů. V důsledku takových zářezů mezi nimi zůstává tenká vzduchová vrstva s velmi nízkou tepelnou vodivostí. Právě tyto mezery jsou pokryty pastou vyrobenou z látky s vysokým koeficientem tepelné vodivosti. Pasta má omezenou trvanlivost, proto je potřeba ji vyměnit. Je vhodné to provést současně s čištěním systémové jednotky, o které budeme hovořit níže, zejména proto, že stará pasta může mít obecně opačný účinek.

Chlazení grafické karty

Moderní grafická karta je počítač uvnitř počítače. Chladicí systém je pro něj také nesmírně nezbytný. Jednoduché a levné grafické karty sice nemají chladicí systém, ale moderní grafické adaptéry pro herní monstra bezpodmínečně potřebují osvěžující chlad, možná ještě více než vy ve čtyřicetistupňových vedrech.

Znečištění prachem

Spolu se vzduchem z místnosti se do systémové jednotky dostává i prach. Navíc i v pravidelně uklízené a větrané místnosti je překvapivě dost prachu na to, aby se váš zbrusu nový odstředivka zamotal do dlouhých, na pohled nepříjemných chomáčů vlny, které pocházely odnikud, jen za pár měsíců každodenní práce. To má opačný efekt – větrací otvory se ucpávají a „chlopně“ (kromě toho, že fyzicky brání roztočení ventilátoru) nejsou horší než norkový kožich a zahřejí váš počítač až k procesoru, nejen v tropických vedrech, ale i v polární vánici. Člověk, pokud vím, onemocní podchlazením, ale počítač může snadno onemocnět přehřátím. Chudinku ošetřujeme přibližně jednou za půl roku nikoli antibiotiky a horkým čajem s malinovkami, ale vysavačem. Nejlépe zakoupené ve speciálním obchodě s počítači. Obvyklý bude stačit v krajním případě, ale měli byste být extrémně opatrní se statickou elektřinou. Vnitřní komponenty to opravdu nemají rády.

Čištění chladicího systému

První známkou špatně fungujícího systému nebo jeho nefunkčnosti je, že ventilátor nebručí a systémová jednotka se zahřívá. To je mimochodem častý důvod, proč se počítač sám vypíná nebo systém pracuje příliš pomalu a diagnostika je tak jednoduchá, že vás to prostě nemusí napadnout. A tak to začíná: aktualizace ovladačů, skenování antivirem, aktualizace hardwaru systému, nákup dalších modulů RAM a další smutné pohyby. Legrační? Spíše smutné. Pacienta naléhavě otevřeme a uvidíme, co je uvnitř. Je vhodné nejprve vyhledat přesný algoritmus pro provedení postupu v technická dokumentace od výrobců základních desek.

V zásadě není při čištění systémové jednotky nic složitého. Musíte vypnout počítač, nezapomeňte odpojit kabel ze zásuvky, rozebrat systémovou jednotku a pečlivě vyčistit všechny vnitřky od prachu. V obchodech se prodávají speciální vysavače, které se k tomu nejlépe používají. Nejvíce prachu se hromadí na chladiči s ventilátorem a v blízkosti ventilačních otvorů na systémové jednotce. Opatrně z nich odstraňte nahromaděný prach a v případě potřeby je namažte (je třeba odstranit nálepku z ventilátoru a kápnout několik kapek na osu ventilátoru). Olej na šicí stroje je dobrá volba. Kromě toho musíte vyčistit procesor od staré teplovodivé pasty a nanést na něj novou. Podobné akce opakujeme s grafickou kartou a ventilátorem systémové jednotky. Zbývá pouze sestavit počítač a používat jej ještě několik měsíců před dalším čištěním systémové jednotky. Notebooky je také potřeba čistit, a soudě podle mých zkušeností, poněkud častěji než stacionární (malé vzdálenosti mezi součástkami uvnitř notebooku a konzumace sušenek a chlebíčků vedle něj dělají svou špinavou práci). Mnoho uživatelů se s tímto postupem snadno vyrovná bez pomoci počítačových specialistů, ale je lepší nespěchat, zejména u notebooků, pokud se necítíte dostatečně sebevědomě. Rizika: statická elektřina může poškodit základní desku, procesor nebo cokoli jiného a vy sami díky nezkušenosti snadno něco důležitého poškodit. Vtipy stranou, ale opravdu to musíte udělat, jinak může nastat nekonečné množství problémů.

Pokud jste počítač vyčistili, ale nepřineslo to výraznou úlevu, možná budete muset nainstalovat silnější chladicí systém. V nejmírnějších případech může pomoci přídavný ventilátor. Chcete-li zjistit stupeň ohřevu systémové komponenty, můžete se podívat na stránky výrobce základní desky. Je dost možné, že tam najdete nějakou speciální software, který to pomůže určit. Průměrné indikátory pro procesor jsou 30-50 stupňů a v režimu zatížení až 70. Pevný disk by se neměl zahřát na více než 40 stupňů. Přesnější indikátory by měly být zkontrolovány v technické dokumentaci.

Závěrem bych chtěl říci, že v 90 (ne-li více) procentech případů je standardní standardní chladicí systém docela vhodný. Lámání mezi kvalitou a cenou, stejně jako implementace chladicího systému do počítače (to je někdy docela riskantní a není to vůbec jednoduché) je pro majitele serverů, výkonných herních počítačů a fanoušky experimentování s přetaktováním opravdu nezbytné. Pokud si kupujete počítač domů nebo do kanceláře, stačí se zeptat, co je uvnitř, aby se vám případné úspory výrobce nevrátily.