Виды систем охлаждения (СО) для персонального компьютера (ПК). Основные характеристики типовых СО, меры предупреждения неполадок. Организация воздушных потоков в корпусе ПК. Обзор и тестирование СО для процессора, основные методы тестирования.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Системы охлаждения для персонального компьютера и их разновидности

Содержание

• Введение
• Виды систем охлаждения ПК
• Описание систем охлаждения для ПК
• Основные характеристики типовых С. О.
• Организация воздушных потоков в корпусе ПК
• Меры предупреждения неполадок С. О
• Обзор и тестирование С.О. для процессора
• Методика тестирования
• Заключение
• Список используемых источников

Введение

Увеличение количества радиоэлементов на микросхемах настольных ПК, а также увеличение транзисторов в интегральных схемах микрочипов и других элементов на печатных платах связано с повышением требований к вычислительным мощностям компьютеров, т.к. на них возлагаются всё более сложные задачи. Это привело к повышению тепловыделения. Все эти обстоятельства послужили толчком к созданию различных систем охлаждения, без которых не обходится ни один настольный ПК на сегодняшний день, потому что без систем охлаждения они не способны отвечать требованиям современных стандартов, которые предъявляют производители и пользователи программного обеспечения.

Виды систем охлаждения ПК

Начиная описывать виды (или классификацию) систем охлаждения встаёт вопрос: по каким критериям или признакам упорядочить это описание? Ведь у каждого вида С.О. (системы охлаждения) есть свои характеристики, также метод или способ, которым охлаждаются компоненты ПК, притом у каждой свой КПД (или эффективность), своё место внутри системного блока, т.е. С.О. может быть предназначена для охлаждения процессора, видеокарты, блока питания, а сегодня возможны варианты охлаждения жёстких дисков и оперативной памяти, не говоря об отдельных чипах на материнской плате. Рациональным здесь будет оценка исходя из того, как или каким способом охлаждается данный компонент ПК, имеется в виду то, какая эта система и при помощи чего она отводит тепло (воздух, жидкость).

Поэтому будет описание трёх основных классов:

радиаторное;

воздушное охлаждение;

жидкостное охлаждение;

Следует указать, что все эти три класса объединяет одно - в основном тепловая энергия проходит непосредственно от самого охлаждаемого элемента через термопасту на металлическую плитку, с которой эта энергия рассеивается одним из выше перечисленных способов, а термопаста является одним из важнейших элементов любой С.О., потому что без неё тепло не передастся на плитку и заданный элемент охлаждаться не будет. Ещё следует следует заметить, что в практике немало комбинаций этих классов, таких как: радиатор и вентилятор, радиатор и тепловые трубки.

Описание систем охлаждения для ПК

1. Радиаторные.

Чаще всего они представляют собой металлическую пластину с большой теплопроводностью, на которой перпендикулярно припаяны металлические рёбра, Т.о. конструкция монолитна, подвижных узлов не имеет, и, как описано выше может комбинироваться с устройствами других классов, в основном используются только они. Изготавливаются радиаторы из меди, алюминия и других композитных материалов. На сегодняшний день применение радиаторов становится всё менее эффективным, потому что охладить даже самые простые и дешёвые процессоры или видеокарты при помощи радиаторов не представляется возможным. Именно поэтому чаще всего они охлаждают второстепенные компоненты, наименее нуждающиеся в охлаждении.

2. Воздушное охлаждение.

Этот класс представлен специальными вентиляторами с лопастями соответствующей формы. В ПК могут использоваться для всех охлаждаемых компонентов, но в основном это в комбинации с радиатором для более эффективного охлаждения.

Штатный кулер с радиатором для для сокета LGA 775 для ПК с процессорами Intel.

Лопасти приводятся в движение при помощи двигателей разных типов и конструкций (о двигателях в следующей главе). Кулеры не потребляют много энергии и стоят довольно дёшево. Но в минусы таких систем может входить высокий уровень шума.

3. Жидкостное охлаждение.

Представлены самым разнообразным перечнем устройств, поэтому следует отметить основной принцип охлаждения. Охлаждение производится за счёт циркулирования жидкости по так называемому контуру охлаждения, т.е. по всей ёмкости, по которой может циркулировать жидкость. Жидкость поступает к охлаждаемому элементу, нагревается или доводится до кипения, затем отводится или конденсируется в области контура, где может стоять радиатор или комбинация радиатора и кулера. Без комбинирования жидкостной С.О. с системами других классов её эффективность резко падает или сводится к нулю.

Жидкость должна обладать высокой теплопроводностью, используются жидкости: чаще всего - дистиллированная вода, часто с добавками имеющими бактерицидный и/или антигальванический эффект; иногда - масло, жидкий металл, другие специальные жидкости.

Типовые жидкостные С.О. могут состоять из:

1. Помпы - насоса для циркуляции воды;

2. Теплообменника (ватерблока, водоблока, головки охлаждения) - устройства, отбирающего тепло у охлаждаемого элемента;

3. Специального радиатора для рассеивания тепла охлаждающей жидкости;

4. Резервуара с жидкостью;

5. Шлангов или труб;

6. Контурные тепловые трубы.

Ни одна активная С.О. не обходится без термопасты.

система охлаждение персональный компьютер

Также они делятся на активные (в которых есть какие-либо подвижные части и они потребляют определённое количество энергии) и пассивные (обычно это радиаторы, которые энергии не употребляют вообще).

Основные характеристики типовых С. О.

В этой главе будут рассматриваться основные характеристики всех трёх выше представленных классов. Это описание будет иметь свои особенности, о которых нельзя не оповестить.

В перечень основных характеристик входят линейные размеры какой-либо системы охлаждения, но для водяной С.О. не целесообразно описывать линейные размеры её трубок или шлангов, так же не имеет большого значения описывать длину рёбер радиатора, когда следует говорить о его площади, с которой он отдаёт тепловую энергию в окружающую среду. Такие нюансы следует либо опускать, либо делать более адекватную оценку.

1. Радиаторные системы

А) В первую очередь - это линейные размеры, т.е. длина, ширина, высота.

Б) Металл - в основном алюминий, медь. Их теплопроводность.

В) Площадь рассеивания тепловой энергии в квадратных сантиметрах. Это площадь граней всех рёбер.

2. Воздушное охлаждение

А) Так как это вентиляторы, то одной из ключевых характеристик является количество оборотов в минуту.

Б) Производительность вентилятора можно измерить в количестве подаваемого воздуха в минуту, т.е. в кубических метрах/дециметрах за определённое количество времени. Или количество рассеиваемой тепловой энергии.

В) Уровень шума, измеряемый в децибелах.

Г) Так как используются в подшипниковые двигатели, то следует указать тип подшипника:

подшипник качения - имеют целый ряд преимуществ - меньшие потери на трение, большая долговечность, большая развиваемая скорость вращения, имеет большой срок службы 50 000-100 000 часов.

подшипник скольжения - дешевизна, простота изготовления, малая восприимчивость к механическим воздействиям, имеет низкий срок службы до 30 000 часов.

двойной подшипник качения - характеризуется средним уровнем шума, имеет большой срок службы 60 000-120 000 часов.

гидродинамический подшипник - характеризуется низким уровнем шума и долгим сроком службы до 150 000 часов.

подвеска на магнитной левитации - характеризуется отсутствием подшипникового узла как такового, по заявлению производителя Sunon трение есть только о воздух.

Также могут комбинироваться подшипники разных типов.

Д) Разъём подключения, при помощи которого вентилятор подключаются к материнской плате. Сейчас существует два стандарта подключения - MOLEX и устаревший PC-Plug. MOLEX имеет преимущества - он позволяет управлять скоростью вращения вентилятора (при достаточном охлаждении материнская плата, обладающая такими функциями, может замедлить вентилятор, снизив тем самым шум и потребляемую мощность), измерять скорость вращения вентилятора (если он сам поддерживает такие замеры - содержит датчик Холла). Но на устаревших моделях такие разъёмы могут отсутствовать - это единственный минус. Plug - разъём, через который можно подключить винчестер, оптический привод для CD-дисков, недостаток как раз в его универсальности, поэтому возможности современных кулеров остаются нереализованными - измерение частоты вращения и управление ею невозможны.