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.
Водяной кулер
На английском языке название данного устройства звучит как «water cooler». Данный аппарат представляет собой машину для охлаждения, нагревания и дозирования жидкости, причем более совершенные и высоко технологичные устройства также могут газировать и обеззараживать воду. Подходят такие кулеры и для использования в домашних условиях, и для применения в общественных местах.
Обыкновенный литраж бутылей для кулеров – 12 или 19 литров, но существуют и более компактные устройства с переходниками на 5 литров. Причем процесс охлаждения в таких устройствах может осуществляться благодаря двум принципам или типам – компрессорному и электронному. Последнее работает при помощи элементов Пелитье.
Дополнительный монтаж кулеров возможно осуществить в отдельно стоящий шкафчик или даже холодильник. А процесс газирования воды в устройстве происходит при помощи комплектации некоторых моделей баллоном с углекислым газом, которые заменяются при необходимости.
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:
От чего зависит производительность вентилятора?
Производительность вентилятора (объем воздушного потока в единицу времени) зависит от количества и размеров лопастей ротора (т.е. от габаритов вентилятора), скорости вращения ротора.
Чем больше габариты и скорость вращения ротора (крыльчатки), тем больше производительность. Однако, чем больше скорость вращения, тем больше шум.
Поэтому имеет место тенденция, когда ставят устройство большего диаметра и уменьшают скорость вращения.
При той же производительности шум получается меньшим, чем у вентилятора меньшего диаметра. Шум особенно мешает в ночное время, когда кругом тишина. Поэтому любителям ночных бдений за компьютером надо уделить серьезное внимание системе охлаждения.
Если конструкция не позволяет использовать вентилятор больших размеров, применяют утолщенные вентиляторы. Диаметр крыльчатки при этом остается прежним, но размеры лопастей увеличивается. Особенно видна эта тенденция в серверных блоках питания.
Например, в стоечных серверах (которые могут иметь толщину 1U, т.е. около 44 мм), вентилятор с большой крыльчаткой не поставишь. Поэтому там используется несколько вентиляторов 40х40 мм и толщиной также 40 мм.
Устройство кулера 4-pin
Самый модерновый вариант. Здесь скорость вращения можно не только считывать, но и изменять. Это делается при помощи импульса от материнской платы. Теоретически регулироваться могут все кулеры, но этот представитель способен в режиме реального времени возвращать информацию на тахогенератор (3-х штырьковый на это уже физически неспособен, так как датчик и контроллер сидят на одной ветке питания). Если вы пустите сигнал на датчик и тахо, они просто уйдут в параллель и процесс регулировки и считывания будет некорректным. Так что только 4 штырька под «отдельно стоящие» сигналы:
Распиновка коннекторов кулеров также может различаться:
Управляемый скоростью сигнал от материнской платы обычно 5 В имеет пульсирующий характер; иначе он садится на корпус.
Типы подсветки в компьютерных вентиляторах и разъёмов для ее подключения
Вентиляторы бывают без подсветки и с подсветкой одноцветной, многоцветной, управляемой или неуправляемой, каждый тип имеет свои особенности, различия и разъемы для подключения.
Одноцветная подсветка
Начнем с самого простого варианта — одноцветной неуправляемой подсветки.
Цвет свечения предопределяется цветом используемых «лампочек» (светодиодов), которые могут быть: белого, синего, красного зеленого или любого другого существующего цвета свечения.
В самых простых вариантах по углам или вокруг центральной части вентилятора устанавливается не менее 4 светодиодов.
В других моделях их количество может быть, например, от 9 до 12 штук, располагаться они будут по внутреннему периметру окружности или во внешнем кольце, установленном на вентиляторе.
Многоцветная «радуга» (Fixed RGB)
Более интересным вариантом «неуправляемой» подсветки является многоцветная «радуга» или, точнее, фиксированная RGB-подсветка, Fixed RGB (FRGB).
Главное отличие от предыдущего варианта — использование светодиодов не одного цвета, а нескольких разных, что создает своеобразную «радугу».
Такая подсветка может работать непрерывно или предлагать простые визуальные эффекты, такие как мерцание, эффект плавного «дыхания» и т. д.
Замена охлаждения ноутбука
Чтобы добраться до радиатора с вентилятором, вам нужно полностью разобрать ваш ноутбук. Как это сделать – можно узнать через поисковик. Каждая модель ноутбука разбирается по-разному и никаких универсальных рекомендаций дать невозможно. В любом случае потребуется крестовая отвертка и маленький пластиковый шпатель для отсоединения защелок на корпусе.
Если нужно заменить всю систему охлаждения, то опять же, универсальных систем нет. Вам нужна именно под вашу модель, иначе она просто не влезет. Если ноутбук с дискретной видеокартой, то скорее всего, на нем стоит одна медная трубка, которая снимает тепло с графического чипа и с процессора. Ее особый изгиб вам не повторить, это достаточно сложно, особенно учитывая необходимость пайки съемника тепла.
Единственное, что можно снять с такого радиатора – это кулер (на фото). Они, в принципе, взаимозаменяемы, не нужно искать под вашу конкретную модель, достаточно выбрать точно такой же по размерам. Медная трубка и радиатор не разборные и припаяны друг к другу для лучшей передачи тепла.
Как только вы найдете подходящую систему охлаждения, можно смело снимать старую. Открутите ее и аккуратно снимите, не повредив чипы засохшей термопастой. Новую нужно прикрутить на ее место, предварительно смазав термопастой чипы.
Не забудьте подключить вентилятор в материнскую плату, иначе придется разбирать ноутбук еще раз.
