|
Страница 11 из 22
11.2. Средства и способы охлажденияТут перечислены основные средства и способы охлаждения.
11.2.1. РадиаторыРадиатор - самый простой способ охлаждению. Он относится к пассивным охлаждающим устройствам - охлаждение происходит за счет теплообмена между охлаждаемым устройством, поверхностью радиатора и циркулирующего естественным путем воздуха. Отсюда относительно слабая охлаждающая способность радиаторов (большое термическое сопротивление) - воздух вокруг них нагревается и эффективность охлаждения падает. Преимущества - отсутствие какого-либо шума, дешевизна и простота конструкции.
Для повышения эффективности охлаждения используют радиаторы больших размеров, более сложного профиля - т.е. с большей площадью поверхности; из металлов с большей теплопроводностью, сплавов, с применением напылений, комбинациями этих способов; также для улучшения теплоотвода может применяться полировка основания радиатора. Большинство радиаторов создаются из алюминия, меньшее количество - из меди или с медным основанием.
11.2.2. ВентиляторыВентиляторы обеспечивают принудительную циркуляцию воздуха, что улучшает охлаждение и относит их к разряду активных систем охлаждения. Сам по себе вентилятор не особо эффективен и имеет большое термическое сопротивление. Он применяется при невозможности (или сложности) установки радиатора, низких требованиях к охлаждению или необходимости циркуляции воздуха для уже имеющихся систем охлаждения.
Эффективность вентилятора определяется объемом прогоняемого через него воздуха за единицу времени - CFM (cubic feet per minute) - кубических футов в минуту. Повышению эффективности способствует более эффективная конструкция лопастей, больший размер и большее количество оборотов.
Вентиляторы при работе издают шум, величина которого зависит от скорости вращения. Вентиляторы со скоростью вращения около 2-3 тыс. об./мин практически бесшумны, а со скоростью 6-7 тыс. об./мин уже воспринимаются человеческим ухом как очень шумные. Для повышения эффективности охлаждения при сохранении приемлемого уровня шума можно применять 80-мм вентиляторы (как в блоках питания) с низким количеством оборотов.
11.2.3. КулерыПод словом "кулер" (англ. cooler - букв. "охладитель", "вентилятор") сейчас принято понимать радиатор с установленным на нем вентилятором. Эта комбинация существенно улучшает эффективность охлаждения, позволяя кулеру относительно небольших габаритов охлаждать, например, процессоры с существенным тепловыделением - до 70-80 Вт. В хороших кулерах вентилятор и радиатор разрабатываются специально для данной модели, что позволяет еще более увеличить эффективность охлаждения.
Кулеры - самый распространенный способ охлаждения, обладающий, наряду с небольшой ценой, хорошей эффективностью.
11.2.4. ТермоинтерфейсРадиатор прилегает к охлаждаемому объекту своим основанием и именно через него передается тепло. Мы уже знаем, что чем больше контактная поверхность, тем быстрее происходит теплообмен. Но идеально ровных поверхностей не существует - всегда имеются трещинки, шероховатости, неровности и т.д., и в них попадает воздух - очень хороший теплоизолятор. Поэтому для улучшения теплообмена применяют различные термоинтерфейсы - вещества с высокой теплопроводностью и обладающие текучестью, способные заполнить щели между поверхностями. Вот какими они бывают:
Термопаста
Термопаста - самый распространенный вид термоинтерфейса. Термопаста имеет меньшую теплопроводность, чем металлы, поэтому она должна наносится тонким слоем, излишек ее может ухудшить охлаждение.
Широко применяется отечественная высокоэффективная КПТ-8, опробованная и оцененная не одним поколением оверклокеров, имеющая низкую цену и хорошую распространенность.
Термоклей
Термоклей отличается от термопасты своей клеющей способностью и чуть меньшей теплопроводностью. Его не всегда можно найти (или найти за приемлемые деньги :), но иногда он незаменим - им можно без всяких сложностей плотно приклеить радиатор к охлаждаемому чипу. Будьте осторожны - раз приклеив радиатор, у вас могут возникнуть сложности с последующим его отделением.
Прокладки, смеси и прочее
Часто заводские кулеры продаются с нанесенным на основание термоинтерфейсом. Это могут быть различные прорезиненные прокладки, фольга, смеси, термопасты и им подобные. Некоторые смеси имеют свойство при высоких для чипа температурах плавиться и заполнять собой "воздушные ямы".
Со своей оверклокерской точки зрения я вынужден сильно раскритиковать все эти выдумки и их несознательных конструкторов:
Прокладки, фольга и т.п. - имеют сомнительную теплопроводность, низкую вязкость, а значит неспособность эффективно заполнять воздушные щели, часто низкое качество установки; а самое главное - они являются еще одним препятствием охлаждению между радиатором и чипом; зачастую дают отрицательный эффект для охлаждения. Мораль: срывать сразу, зачищать место их установки и наносить свою термопасту.
Нанесенная на заводе термопаста - неизвестное качество, невозможность использования более чем 1-2 раза, часто слишком толстый слой, возможны трудности с последующем удалением для нанесения своей термопасты. Если же термопаста идет в комплекте с кулером, то ее уже можно использовать многократно, но вопрос ее качественности остается открытым. Мораль: годится к однократному применению, а лучше к нулевому и "срывать сразу, зачищать место их установки и наносить свою термопасту" :).
Плавящиеся смеси - тут уж выражению пойдут матерные... Вы пробовали когда либо соскоблить прилипшую и засохшую жевательную резинку с открытой поверхности ядра (без распределителя тепла) вашего процессора? Мораль: см. два предыдущих пункта.
Конечно, я уверен, существуют перечисленные конструкции свободные от всех этих недостатков, но мне они не встречались...
11.2.5. ЭкстримВыше мы рассмотрели традиционные способы охлаждения, но существуют еще и альтернативные - как правило более сложные/дорогие (порой намного), но и более эффективные. Они применяются для максимальных достижений в разгоне людьми, которые хотят дойти, как некоторые "до последнего моря", - до последнего мегагерца.
11.2.5.1. Медь (или серебро :)Медь имеет теплопроводность почти в два раза более высокую, чем у алюминия, но стоимость готовых изделий из меди ощутимо выше, чем у алюминиевых. Кроме того, давно известно, что и из алюминия можно сделать эффективный кулер, а медный испортить несовершенством проектирования/исполнения. Тем не менее, все "экстремальные" системы охлаждения - медные.
Серебро (незначительно более теплопроводящее, чем медь) пока применяется максимум в качестве экзотического "эстетического" напыления на поверхности некоторых видеокарт (Triplex и Soltek), способного, по заявлением производителей, улучшить тепловой режим видеокарты на 30%, сделав эту поверхность своеобразным распределителем тепла.
11.2.5.2. Водяное охлаждениеВода - отличный теплопроводник и уже давно используется в этой роли в промышленных масштабах. В компьютерную отрасль она только начинает приходить ввиду сложности ее применения в бытовых условиях, опасности использования с компьютерной техникой и малой необходимостью настолько эффективного охлаждения.
В общем виде водяное охлаждение представляет из себя непосредственно блок охлаждения чипа, систему трубок, второй блок с помпой и радиаторами, хладагент - воду или другое жидкое вещество. Принцип действия таков: хладагент циркулирует по системе, эффективно отбирая тепло в блоке микросхемы и отдавая его системе радиаторов в блоке с помпой. Использование меди в этой конструкции (полностью или частично) способно существенно увеличить эффективность этой, и без того обладающей очень малым термическим сопротивлением, системы.
Система может быть как бесшумной, так и очень шумной - в зависимости от исполнения. Из других недостатков: опасность разгерметизации, может потреблять большую электрическую мощность, имеет высокую цену или сложна в изготовлении, часть деталей располагаются вне системного блока, встречается редко (и не в нашей стране :).
Пока использование водяного охлаждения целесообразно в двух случаях (естественно, вы должны быть готовы бороться/мириться с остальными недостатками):
1) необходимость максимально эффективного охлаждения (в т.ч. с модулем Пельтье, см. ниже);
2) необходимость создания бесшумной системы охлаждения.
11.2.5.3. Модули ПельтьеМодули Пельтье используют одноименный термоэлектрический принцип и представляют собой невысокую пластину, на которую подается ток, одна сторона ее холодная, а другая - горячая.
Достоинства: очень малое термическое сопротивление, возможность понижать температуру ниже температуры окружающей среды, отсутствие шума от самого модуля, возможность использования нескольких модулей последовательно.
Недостатки: очень большая электрическая мощность; очень большое тепловыделение, опасность образования конденсата, очень высокая цена, сложность в установке, сложность приобретения.
Это, пожалуй, самый эффективный "дожидкоазотный" способ охлаждения.
11.2.5.4. Жидкий азотОхлаждение жидким азотом - самый экстремальный способ охлаждения. Ввиду сложностей и кратковременности использования применяется для установления рекордов и определения потенциала чипов. Приведен для справки :). |