Компьютерные кулеры: начинаем с нуля.
Кулеры на процессоры, кулеры на винчестеры, кулеры на видеокарты и системные чипсеты. Прибавьте к этому кардкулеры, системные бловеры и кулеры для ноутбуков. В таком количестве устройств для охлаждения легко можно запутаться, и помаленьку начинаешь верить, что кулеры — основная составляющая сегодняшнего компьютера. К счастью, или к сожалению, но пока что это не так, и на сегодняшний день ещё нет необходимости обвешивать Ваш любимый ПК шумными вентиляторами до тех пор, пока он не взлетит. В этой статье мы постараемся разобраться, что же в компьютере является источниками тепла, какие существуют способы охлаждения этих компонентов, и надо ли вообще бороться с повышенной температурой компьютера.
Итак, немного теории. Из курса физики известно, что любой проводник, по которому протекает электрический ток, выделяет тепло. Это означает, что абсолютно все составляющие компьютера, начиная от центрального процессора и заканчивая проводами питания, подогревают окружающий воздух. Количество теплоты, выделяемое тем или иным компонентом компьютера напрямую зависит от его энергопотребления, которое, в свою очередь, определяется множеством других факторов: если мы говорим о жёстком диске, то мощностью электромоторчика и электроникой контроллера, а если о процессоре или другом чипе, то числом интегрированных в него элементов и технологическим процессом его производства. Такова физика нашего мира, и от этого никуда не деться. Но ведь никому до сих пор не пришла в голову идея клеить радиаторы на электрические провода и обдувать, скажем, внутренние модемы! Это потому, что различные компоненты компьютера влияют на температуру в корпусе по-разному, и если такое «холодное» устройство, как модем не требует никакого дополнительного охлаждения, то той же самой видеокарте мы уделяем слишком много внимания, поэтому на современные платы и ставят огромные кулеры, иногда даже с двумя вентиляторами.
Но прежде всего, давайте повторим, что же такое кулер. Кулер (от англ. Cool — холод) представляет собой устройство для охлаждения чего-либо. Основной задачей любого кулера является снижение и поддержание температуры охлаждаемого тела на заданном уровне. И в зависимости от типа охлаждаемого устройства, будь то транзистор, чип, процессор или даже винчестер, применяются различные типы кулеров. В нашем понятии кулер укрепился, как «большая железяка с пропеллером», и чем она больше, тем она лучше. Однако, кулеры могут представлять из себя и более сложные устройства, стоимостью сотни долларов. Обычно, кулеры, применяющиеся в компьютерах, состоят из вентилятора, радиатора и крепления.
Распиновка проводов кулера 4 pin
Здесь скорость вращения можно не только считывать, но и изменять. Это делается при помощи импульса от материнской платы. Он способен в режиме реального времени возвращать информацию на тахогенератор (3-х штырьковый на это неспособен, так как датчик и контроллер сидят на одной ветке питания).
Принцип работы
Название «кулер» происходит от английского слова «cooler» – охладитель. Между тем, далеко не всякое охлаждающее устройство можно отнести к разряду кулеров. Обычно кулером в компьютерной терминологии называют охлаждающее устройство, главным компонентом которого является вентилятор. Часто кулером называют сам по себе охлаждающий вентилятор, хотя, строго говоря, кулером на самом деле является комбинация вентилятора и радиатора. Таким образом, кулер использует как активный, так и пассивный методы охлаждения.
Радиаторы представляют собой устройства, сделанные из металла, обладающего высокой тепловодностью, например, алюминия. Существуют также кулеры из меди, обладающей еще более высокой тепловодностью, чем алюминий, однако медные радиаторы дороже и встречаются реже. Одной из основных особенностей радиатора является его сложный профиль. Как правило, радиатор состоит множества металлических пластин, расположенных параллельно или под углом друг другу. Благодаря этому радиатор имеет большую площадь поверхности, что также способствует интенсивному рассеиванию тепла. Кроме того, в радиаторе обычно можно выделить две части – основание, которое непосредственно соприкасается с процессором и основную охлаждающую секцию.
Также существуют кулеры, которые используют для отвода тепла не только радиатор, но и специальные алюминиевые или медные трубки, в которых находится некоторое количество охлаждающей жидкости. Принцип работы трубок состоит в том, что жидкость, имеющая низкую температуру кипения, испаряется в области интенсивного поступления тепла, забирая при этом большое количество энергии, а затем отдает тепло, конденсируясь в холодной области кулера, обдуваемой вентилятором. Данная конструкция охлаждающего устройства пришла в компьютерный обиход из области промышленных охлаждающих систем. Хотя еще не так давно кулеры, использующие тепловые трубки, казались экзотическими устройствами, но в настоящий момент они занимают значительную часть рынка. Существует два основных типа кулеров с охлаждающими трубками – кулеры, в которых трубки граничат непосредственно с поверхностью процессора, и кулеры, в которых трубки впаяны в радиатор, но не касаются поверхности процессора непосредственно.
Пример дизайна радиатора с тепловыми трубками приведен ниже:
Кулер с охлаждающими трубками соприкасающимися с поверхностью CPU (слева) и впаянными в радиатор без соприкосновения с процессором (справа)
Несмотря на большое значение радиатора, вентилятор является не менее важным составным элементом кулера для процессора. Он предназначен для создания мощного воздушного потока, благодаря которому осуществляется отвод теплого, прошедшего через радиатор, воздуха во внутреннее пространство системного блока. Обычно тепловой поток, создаваемый вентилятором, имеет направление, совпадающее с осью его вращения, но существуют и вентиляторы, создающие радиальный, то есть, перпендикулярный оси вращения поток. Подобные вентиляторы называются бловерами. На сегодняшний день также нередко можно встретить кулер, имеющий не один, а сразу несколько вентиляторов.
Вентилятор процессорного кулера:
Виды кулеров для процессора
Для упрощения классификации, используемые в компьютерной технике кулеры, разбивают на следующие группы:
Приобретать систему охлаждения по остаточному принципу – распространенная ошибка. Мощный CPU без хорошего кулера при значительных нагрузках способен быстро сломаться. Помимо бюджета требуется учитывать массу нюансов, связанных с моделью процессора, комплектацией, выполняемыми задачами, размерами корпуса. Советы, как подобрать кулер для процессора:
- Учитываем стандарт крепления, кулер обязательно должен подойти под сокет установленной материнской платы.
- Габариты кулера для процессора – башенные модели охлаждающих систем могут не поместиться в узком корпусе.
- Кулер для процессора должен нормально становится на плату, не мешая работе остальных узлов. Например, неправильно подобранные модели с габаритными радиаторами нередко перекрывают соседние слоты оперативной памяти.
- Расчетная тепловая мощность вашего CPU должна быть равной или в 2 раза меньшей показателя теплоотвода TDP системы охлаждения.
- Уровень шума вентиляторов влияет на комфортную работу.
- Кулер для процессора с более высокими показателями TDP будет работать меньше времени в сравнении с маломощными устройствами, которым придется обдувать CPU при полной нагрузке.
- Суперкулеры для разогнанных процессоров оснащены тепловыми трубками в количестве более 5 шт. Их делают двухсекционными с несколькими вентиляторами.
- Контактная поверхность на подошве башенных систем должна быть ровной и отшлифованной.
- Подсветка и декоративный кожух вентилятора – играет чисто декоративную роль.
Рейтинг кулеров для процессора
При комплектации собственного компьютера помимо основных характеристик охлаждающей системы желательно во внимание принимать и компанию производителя. Для примера предлагаем ознакомиться с ТОПовыми кулерами для процессоров нескольких последних лет:
Замена охлаждения видеокарты
Если у вас проблемы с радиатором, то простого решения тут нет. Все системы охлаждения на видеокарты разнятся в зависимости от модели и производительности. Вам придется искать точно такой же радиатор, и выгоднее всего его заказать в фирменном сервисном центре или поискать на разборках. Чаще всего кулеры и радиаторы – это все самое ценное, что можно вытащить из сгоревшей карточки, так что цена не будет очень высокой.
Когда у вас на руках будет новый радиатор, приступаем к замене.
Как заменить радиатор на видеокарте
Отключите все провода от видеокарты и вытащите ее из корпуса. Открутите все болтики с верхней стороны платы.
Затем нужно отключить кабель питания. Благо о нас подумал производитель и сделал разъем, а не припаял проводки напрямую.
Важно! Видеокарта очень разогревается в процессе работы, и не всегда термопаста выдерживает такие нагрузки. В испорченном состоянии паста превращается в камень и может намертво приклеить радиатор к чипу. Не дергайте и не делайте резких движений, попытайтесь нежно расшатать радиатор, пытаясь найти слабое место. Только так можно снять радиатор с уже поюзанной карты.
Теперь нужно хорошо зачистить все от старой термопасты. Используйте только пластиковые инструменты и спирт – чип должен остаться невредимым, даже небольшая царапина может сказаться на его работоспособности. Не используйте моющие растворы на основе воды, а только те, которыми можно мыть платы. Попадание воды на дорожки через несколько недель или месяцев приведет к окислению, и придется менять видеокарту.
Некоторые места не промазываются термопастой, в частности это относится к чипам памяти с пластиковым корпусом. Для их охлаждения используются специальные термопрокладки (на фото). Не используйте старые, вам обязательно нужно купить новые, только так вы обеспечите надежный отвод тепла.
Следующая задача – смазать чип термопастой. Не экономьте деньги на таком важном элементе. В первые пару дней даже самая дешевая термопаста будет показывать великолепные результаты. Но через пару недель, а в лучшем случае через месяц, она засохнет, и карточка начнет перегреваться. Качественные пасты долго не засыхают и имеют максимальную теплопроводность.
Стоит также сказать об уже вымирающей КПТ-8, советской термопасте. Не используйте ее никогда для современной электроники. Она была рассчитана на совсем другие задачи и чипы совсем другого размера. Стоимость современных специализированных термопаст не так уж велика, чтобы рисковать перегревом из-за использования КПТ-8.
Наносить термопасту нужно самым тонким слоем, каким только сможете. На картинке показано, как правильно должно выглядеть место стыка в разрезе. Если вы делаете это в первый раз, то выдавите на чип видеокарты капельку размером с половину головки спички и аккуратно размажьте его пластиковой картой, маленьким пластиковым шпателем или просто пальцем, предварительно обвернув его пищевой пленкой или полиэтиленовым пакетом.
После этих операций можно установить на место новый радиатор и слегка прижать его. На местах крепления всегда присутствуют пружинки, которые не дадут вам возможности пережать и раздавить чип. Помните, что винтики должны быть закручены не до конца, а лишь до плотного прилегания радиатора к чипам.
Замена кулера на видеокарте
В отличии от кулеров на корпусе, видеокарта имеет декоративную пластиковую накладку, на которой уже размещены кулеры. Поменять каждый отдельно достаточно сложно, разные производители используют разные типы крепления и разные подшипники, нужно смотреть про каждый конкретный случай отдельно.
Некоторые производители, например MSI, стараются ставить отдельные кулеры, которые крепятся к радиатору с помощью трех винтиков. Менять их очень просто: выкручиваем старый вентилятор и отсоединяем его, потом прикручиваем новый и подключаем его на место старого. В отличие от радиатора, тут не нужна термопаста или другие изощрения, все максимально просто .
Единственная сложность может возникнуть, если производитель запараллелил два вентилятора на один разъем. В таком случае вам придется перепаивать провода. Это несложная задача, нужно лишь соблюдать распиновку. Учитывая, что у вас будет новый кулер с готовым входом, то трудностей с этим не должно возникнуть, главное при распайке соединять провода по порядку. Обязательно изолируйте места спайки, при коротком замыкании может что-то сгореть еще до того, как включится защита, если она включится вообще и предусмотрена вашим производителем.
Поменять пластиковую накладку вместо со всеми кулерами – намного проще. Там всего лишь нужно открутить старый пластмассовый щиток и на его место прикрутить новый.
Для чего нужны вентиляторы внутри компьютера?
Как уже сказано выше, во время длительной работы элементы компьютера могут нагреваться. Более всего — центральный процессор, материнская плата, ГПУ (графический процессор). Для снижения их температуры обычно применяют воздушное охлаждение. Вентилятор, его еще называют кулер, выдувает горячий воздух, который собирается вокруг горячих элементов. Охлаждение с помощью создания воздушного потока — это наиболее практичный и недорогой вариант. Нагревающиеся детали дополнительно могут быть оснащены радиаторами (теплоотводами). Чем мощнее компьютер, тем больше он нуждается в охлаждении.
Сняв шильдик и заглушку с кулера в процессе разборки компьютера, можно увидеть такие составляющие:
- мотор бесщеточного типа, который функционирует от постоянного тока;
- ротор;
- крыльчатка, зафиксированная на пластиковой основе ротора;
- магнит цельнометаллической конструкции;
- медная катушка с магнитопроводов на статоре.
Вращение вала кулера происходит при подаче номинального напряжения в 12В.
Устройство кулера 2-pin
Простейший кулер с двумя проводами. Наиболее частая цветность: чёрный и красный . Чёрный — рабочий «минус» платы, красный — питание 12 В . Его, кулера, назначение — дуть что есть сил по принципу «включился-выключился»:
- катушки создают магнитной поле, которое заставляет ротор крутиться внутри магнитного поля, создаваемого магнитом
- датчик Холла оценивает вращение (положение) ротора.
Некоторые из таких кулеров ещё выпускаются и с 4-х пиновым молекс-разъёмом, подразумевая возможность питаться напрямую от блока питания.
Как устроен компьютерный вентилятор
Охладитель видеокарты устроен аналогично, разве что только радиатор там имеет габариты поменьше. Конструкция и принцип работы вентилятора на процессорном кулере не отличается от корпусного. На намагниченной оси крепится крыльчатка. Ось приводится во вращение благодаря электромотору, а именно магнитной индукции в нескольких катушках.
В большинстве кулеров используется подшипник скольжения. Трению оси внутри посадочного гнезда препятствует графитовая подложка, которая со временем изнашивается. При большом износе вентилятор теряет обороты и начинает сильно шуметь. Как временное решение можно воспользоваться подходящей смазкой, однако лучше вентилятор все же заменить.
В дорогих моделях используются шариковые подшипники качения. Они более надежные и срок эксплуатации у них больше, однако и шумят они сильнее.
Корпусные кулера обычно подключаются через 4 пиновый разъем Molex, для чего на блоке питания есть несколько коннекторов. Процессорный кулер подключается к специальному 4-пиновому слоту на материнской плате.
Кроме «земли» и контакта с напряжением здесь есть специальный сервисный контакт, который считывает информацию о вентиляторе со встроенного датчика. Это позволяет регулировать параметры его работы — например, изменять количество оборотов через БИОС или специальные программы. Корпусные кулера, как правило, такой фишки лишены.
Также, возможно, вам будет интересно почитать «Сколько кулеров должно быть в компьютере» и «Сколько потребляет кулер для компьютера». Буду признателен всем, кто поделится этой публикацией в социальных сетях. До скорой встречи!
