Система охолодження в комп'ютері

Виробники комп'ютерних компонентів (комплектуючих) щорічно радують користувачів випуском все більше продуктивних пристроїв. Якщо раніше різниця швидкодії в суміжних модельних рядах обчислювалася одиницями і десятками відсотків, то тепер нікого не дивує навіть дворазове збільшення обчислювального потенціалу. Хоча техпроцес виготовлення мікросхем з кожним роком вдосконалюється, паралельно з цим спостерігається тенденція до збільшення кількості транзисторів в них. Це призводить до того, що нові чіпи нагріваються при роботі майже так само, як і рішення в попередньому поколінні. Таким чином, розробникам доводиться тим чи іншим способом боротися з тепловиділенням. Тому, як і раніше, у кожній комп'ютерній системі використовується система охолодження компонентів, що відрізняються «гарячою вдачею». Серед мікроелектронних виробів це центральний процесор, чіп відеокарти, перетворювачі напруги та ін.




Згадуючи електротехніку Виділення теплової енергії - неминучий процес, що супроводжує спрямований рух заряджених елементарних частинок проводить струм матеріалу. Електрони, проходячи по провіднику і долаючи його опір, здійснюють певну кількість роботи, яка супроводжується зростанням температури матеріалу. Чим більше значення струму, тим сильніше нагрівання. Для подолання даного явища необхідно використовувати надпровідники, що вимагає низьких температур і, відповідно, у побутових пристроях не застосовується, або ж змінити сам принцип роботи схем, відмовившись від електричного способу передачі сигналів. Очевидно, що на даному етапі розвитку все це недосяжно, тому на греющийся елемент встановлюється система охолодження і тепло примусово відводиться від поверхні мікросхеми. Хоча таке рішення дуже грубе, його ефективність цілком достатня.




Система охолодження комп'ютера Для охолодження компонентів в обчислювальній системі використовується кілька конструктивних рішень, що розрізняються ефективністю роботи. Найбільш проста система охолодження представлена металевим радіатором, поверхня якого стикається з нагрівається мікросхемою. Його особлива форма дозволяє збільшити сумарну розсіювальна площа, тим самим підвищуючи ККД. Саме такі рішення використовувалися в перших моделях комп'ютерів. Основна перевага - повна тиша при роботі. Однак з зростанням потужності охолоджуваної мікросхеми для підтримки прийнятного температурного режиму необхідно: збільшувати габарити і площа радіатора, що не завжди можливо; зменшувати температуру навколишнього повітря. Для подолання цього обмеження була запропонована удосконалена система охолодження, в якій площа поверхні, що розсіює залишилася колишньою, але був доданий вентилятор, примусово створює потік повітря, що охолоджує радіатор. Саме таке рішення отримала найбільше розповсюдження. До недоліків можна віднести шум при роботі, витрати електроенергії для вентилятора, наявність механічних частин, що обертаються, схильних до зносу, та зменшення продуктивності внаслідок нагрівання навколишнього повітря. Альтернативне рішення Крім вищеназваних класичних рішень існують і інші. Одна з них - це водяна система охолодження. Із-за своєї складності використовується лише ентузіастами. На мікросхемі встановлюється порожнистий теплообмінник, який з допомогою трубок з'єднаний з качающей помпою і радіатором, винесеним за межі корпусу комп'ютера. Вся система заповнена водою. Відміну від рішення «вентилятор з радіатором» в тому, що не відбувається нагрівання повітря в корпусі, а отже, ККД не знижується. Також не можна не згадати про теплових трубках, які зараз використовуються практично у всіх системах охолодження. Всередині такої трубки знаходиться швидко випаровується рідина (іноді порошок), яка збільшує інтенсивність передачі тепла від поверхні мікросхеми до ребер радіатора.