Охлаждение для оперативной памяти — миф или необходимость

Ликбез по системам охлаждения

Со времени появления первых микропроцессоров прошло уже более 30 лет. Микроэлектронная технология успела далеко шагнуть за этот период, и если раньше компьютер был уделом только избранных, то теперь он стал неотъемлемой частью жизни каждого из нас. Но вместе с переходом компьютеров из категории роскоши в разряд, так сказать, средств передвижения, неминуемо образовалась масса серьезных проблем.

Ни для кого не секрет, что высокопроизводительные процессоры сильно нагреваются при работе, иными словами — рассеивают большую тепловую мощность. И без дополнительных средств охлаждения быстродействующее «кремниевое сердце» современного компьютера обойтись уже не может. Проблема обеспечения оптимальной рабочей температуры процессора в последние годы начинает проявлять себя в полный рост, становясь самым настоящим краеугольным камнем на пути к созданию надежной, эргономичной и высокопроизводительной компьютерной системы. Общепризнанным и наиболее распространенным средством охлаждения процессора являются на сегодня так называемые кулеры (или, говоря по научному — теплообменные аппараты принудительного воздушного охлаждения). В общем случае они являются сочетанием металлической оребренной пластины (радиатора) и воздушного насоса (вентилятора), и служат для поддержания рабочей температуры процессора в пределах допустимых нормативов, обеспечивая его правильное и надежн! ое функционирование. Что ж, давайте рассмотрим эти устройства поподробнее.

Охлаждение для оперативной памяти — миф или необходимость?

Многие любители компьютерных технологий неоднократно задавались вопросом – а нужна ли система охлаждения для оперативной памяти? Особенно после того, как увидели в продаже радиаторы для памяти в виде отдельного «дополнения». Конечно, если Вы любитель всего самого передового, вы, безусловно, сразу задумались – «а не улучшить ли мне свой компьютер, добавив на модули памяти дополнительный радиатор?»

Именно данному вопросу и посвящена наша статья.

Сначала разберемся, какие проблемы могут быть при перегреве микросхем оперативной памяти. На данный момент мы должны определить, что речь идет именно про «оперативку», а не про видеопамять, которая склонна к перегреву. Мы не будем углубляться в принцип работы данного устройства, так как это выходит за рамки нашей статьи. Просто подчеркнем – этот узел при работе нагревается. Да и вы и сами могли в этом убедиться, если раскручивали корпус своего ПК после того, как он некоторое время поработал. Так вот, при перегреве микросхемы (любой), она начинает работать неправильно и выдавать различные ошибки. А в случае сильного перегрева – сгорает окончательно и бесповоротно.

Именно поэтому нагрев (а точнее, перегрев) микросхем — это то, с чем традиционно принято бороться любыми способами. В ход идут различные ухищрения – от улучшения обдува конкретного узла до жидкостного охлаждения. В ряду систем охлаждения для памяти радиаторы занимают одно из первых мест по соотношению «ценакачество». Радиатор устанавливается на микросхему, и когда последняя нагревается – он как бы «принимает» от нее тепло. Так как площадь радиатора намного больше площади самой микросхемы, то и охлаждается он лучше. Для максимальной эффективности радиатор выполняется из материалов с высоким коэффициентом теплопроводности – меди или алюминия.

Но на самом деле бороться с нагревом нужно далеко не всегда. Вернее, бороться нужно с перегревом, а не с нагревом. И вот здесь мы и остановимся поподробнее.

Для начала рассмотрим плату оперативной памяти.

Рис.1. Память ddr2

Как мы видим, на светло-зеленой подложке, которая называется текстолитом, расположены те самые микросхемы. Рассмотрим одну из них под увеличительным стеклом.

Рис.2. Микросхема оперативной памяти

На самих микросхемах, как правило, ничего толкового для пользователя не пишут. Но на ней присутствует маркировка, по которой мы легко можем найти ее описание. Забиваем в строку поисковой системы эту маркировку и находим полную документацию – от таймингов до… внимание… рабочей температуры. Данные описания почти всегда на английском языке и содержат огромное количество технической информации, которая зачастую недоступна неспециалистам. Но мы можем понять главное – какой же диапазон рабочих температур у оперативной памяти? Обычно данные технические описания состоят из сотен страниц, но, если потратить немного времени, можно найти интересующие нас сведения. Конкретно в нашем случае микросхема может работать при температуре до 95 градусов! То есть, если на ней практически можно жарить яичницу, она все еще работает в комфортном для нее режиме!

Поверьте, 95 градусов – это очень много. Это, практически, кипяток. Когда вы вытаскиваете только что поработавшую планку памяти и чувствуете, что она горячая – это ничего не значит, так как если бы был бы перегрев – вы бы обожглись! А раз такого не происходит, значит все в порядке! Тогда какой смысл ставить радиатор на устройство, которое и так нормально работает? Если вы опасаетесь перегрева, не проще ли поставить дополнительный кулер в корпус?

Однако бывают случаи, когда без дополнительной системы охлаждения не обойтись. Первое – если вы хотите разгонять память. Внештатный режим работы – внештатный нагрев. Ваш лучший друг – термопаста и радиатор. Второе – если память работает в условиях плохого охлаждения (например, некоторые платежные терминалы, имеющие проблемы с вентиляцией, полностью бесшумные системы и так далее). И третье – если Вы получаете эстетическое удовольствие от наличия в своем компьютере такой штуки, как радиатор для оперативной памяти. Иногда наше «хочу» идет вразрез со здравым смыслом, но, если это стоит недорого, почему бы не побаловать себя любимого?

Заключение

Итак, какой же вывод мы можем сделать из статьи? Радиатор на оперативную память просто необходим тем, кто занимается разгоном ПК, инженерам, которые проектируют и продают устройства со слабым охлаждением и тем, кто занимается созданием полностью бесшумного ПК. А также тем, кто получает удовольствие не от результата, а от процесса! Остальные вполне могут без него обойтись.

В нашем магазине Вы всегда можете подобрать и купить идеальные радиаторы для Вашей памяти, просто загляните в наш каталог!

Элементы системы охлаждения

Для построения грамотной системы охлаждения необходимо знать, какие именно элементы компьютера больше всего нуждаются в отводе тепла, и как правильно этот отвод организовать.

Охлаждение для корпуса

В недорогих конфигурациях персональных компьютеров воздухообмен в системном блоке происходит за счет вентиляционной решетки и вытяжного вентилятора на блоке питания. Воздух попадает внутрь корпуса через отверстия вентиляции, проходит через компоненты ПК и отводит тепло наружу, через блок питания. Однако при более-менее приличной мощности компьютера этого зачастую бывает недостаточно и тогда необходимо устанавливать в системный блок дополнительные вентиляторы. Но ставить их нужно не как попало, иначе горячий воздух будет «гулять» внутри системного блока, что сведет на нет всю эффективность охлаждения. Ниже на иллюстрации показана схема правильного воздухообмена внутри корпуса компьютера: холодный воздух затягивается большим вентилятором снизу, проходит через все главные компоненты ПК и вытягивается наверх при помощи нескольких небольших вентиляторов.

Охлаждение для процессора

Процессор является самым «жарким» компонентом компьютера и поэтому особенно нуждается в хорошем охлаждении. Лучшим решением для отвода тепла от процессора будет качественный радиатор с кулером среднего или большого диаметра – это обеспечит высокую эффективность при невысоком уровне шума.

Также не стоит забывать о правильном и своевременном нанесении термопасты – без этого вещества между процессором и радиатором будет образовываться тонкий воздушный слой с крайне низкой теплопроводимостью.

Охлаждение для видеокарты

Видеокарте также необходимо качественное охлаждение, ведь она тоже испытывает при работе немалую нагрузку (особенно во время игр, или работы с графическими редакторами). Большинство видеокарт продаются со встроенным кулером активного охлаждения, но есть и модели с радиатором пассивного охлаждения. Последние приобретаются любителями бесшумных систем, а также энтузиастами, которые дополнительно устанавливают на них кулер, повышая тем самым производительность видеокарты.

Охлаждение для жесткого диска, чипсета и оперативной памяти

Обычному пользователю вряд ли стоит беспокоиться об охлаждении материнской платы, оперативной памяти или винчестера. Однако владельцам мощных комплектующих установка пассивных теплоотводных элементов на вышеперечисленные компоненты совсем не помешает. Особенно сильно может нагреваться чипсет материнской платы – при больших нагрузках его температура порой достигает 65-70 градусов по Цельсию.

Как устроена система охлаждения ноутбука?

Сегодня на сайте нашего компьютерного сервиса материал про то, как устроена система охлаждения ноутбука. Простым и понятным языком постараемся об этом рассказать. Система охлаждения ноутбука — важный элемент его конструкции. Она решает задачу отведения и рассеивания тепла. Если система охлаждения работает плохо, то плохо охлаждаются и греются те важные компоненты, которые она призвана охлаждать. А излишний нагрев приводит к выходу микросхем их строя и необходимости выполнения дорогостоящего ремонта.

Всё просто. СО ноутбука состоит из трёх основных элементов — теплосъёмник, тепловые трубки, радиатор охлаждения, вентилятор охлаждения и термопереносящий интерфейс.

Теплосъёмник — устанавливается на нагревающиеся элементы ноутбука. В типичных условиях он устанавливается на чип процессора, чип видеокарты, чип южного/северного моста (хаба), сильно греющиеся элементы подсистемы стабилизации напряжения питания.

Теплосъёмник — это металлическая пластина, сделанная чаще всего из меди, с переходом на тепловую трубку.

Его назначение — это быстрый съём тепла от греющихся элементов и передача его на тепловую(-ые) трубки. Теплосъёмник может быть один и большого размера для того, чтобы перекрывать собой сразу несколько греющихся микросхем (процессор + видеокарта). Теплосъёмников может быть несколько, каждый из которых соединён с тепловой трубкой, и снимает тепло с одного определённого чипа.

Рассматриваем образец системы охлаждения — на изображении отмечены теплосъемники.

1 — теплосъемник видеокарты

2 — теплосъёмник дополнительных элементов платы

3 — теплосъёмник центрального процессора

Тепловые трубки — соединяют между собой теплосъёмник и радиатор охлаждения и передают тепло от первого ко второму. ТТ полые внутри и эта полость заполнена хладогеном. Он нагревается у теплосъёмника и переносит полученное тепло на радиатор, передавая ему.

Тепловая трубка в конструкции может быть одна, может быть несколько. Когда их несколько — это хорошо, ведь они работают независимо и более эффективно. В нормальных системах охлаждения использеутся минимум 2-е тепловые трубки — одна между «теплосъёмник процессора- радиатор», а вторая между «теплосъёмник видеокарты — радиатор».

Существуют пеловые трубки различного диаметра. Чем большее количество тепла необходимо отводить, чем бОльшего диаметра тепловые трубки должны использоваться.

Рассматриваем образец системы охлаждения — на изображении отмечены тепловые трубки

Радиатор охлаждения — принимает на себя тепло, передаваемой тепловыми трубами, охлаждает тепловые трубки. Радиатор охлаждения делают из соединенных между собой медных пластин, «нанизанных» на тепловые трубки. Медь в конструкции радиатора используется по той причине, что она обладает большой теплопроводностью и хорошо переносит тепло.

Чем больше по размеру и по общей суммарной площади охлаждающих пластин радиатор, тем более он эффективен. В целях экономии существуют радиаторы, сделанные не из меди, а из других — более дешевых металлов. Такие радиаторы менее эффективны, т.к. использованные в них материалы обладают меньшей теплопроводностью.

Сам и сам по себе может справиться с рассиеванием поступающего тепла. Но для того. чтобы повысить его эффективность используется обдув радиатора вентилятором. Нагнетаемый холодный воздух, поступающий в ноутбук через вентиляционные отверстия, обдувает радиатор и уносит наружу накопившееся на нём тепло.

Рассматриваем образец системы охлаждения — на изображении отмечен радиатор

Вентилятор он же кулер — нагнетает на радиатор воздушный поток, который и приводит к более эффективному охлаждению радиатора.

Чем больше вентилятор, тем бОльший поток воздуха он может нагнетать. Но для размещения в ноутбуке большого вентилятора нет места. Потому воздушный поток наращивается не за счёт размера, а за счёт скорости вращения вентилятора.

Вентилятор в ноутбуке с очищенной системой охлаждения вращается на такой скорости, что его не слышно. Но когда радиатор СО забит пылью автоматика повышает скорость вращения до такой, что его становится слышно. Порой даже очень. И если так, то пора выполнять очистку системы охлаждения от пыли.

Гудеть вентилятор может и по той причине, что у него отломилась от большой нагрузки одна из лопастей. Но в современных системах лопасти в вентиляторе соединяют между собой по внешнему периметру.

Рассматриваем образец системы охлаждения — на изображении отмечен вентилятор

Система охлаждения нуждается в профилактике в виде периодической очистки от накопившейся пыли. Если прозевать и не выполнить очистку ноутбук может перегреться, а отдельные его компоненты — перегореть.

Для тех ноутбуков, что уже перегорели от перегрева нужен ремонт по замене пострадавших узлов. Если нет желания заниматься ремонтом ноутбука, то актуальной может стать скупка б/у ноутбука. Такой подход позволит возвратить хотя бы часть средств, потраченных на приобретение ноутбука, и освободить занимаемое им место.

реклама

Но, к сожалению, корпус стоит дорого, да и производительность его оставляет желать лучшего. Повторить и улучшить эту конструкцию в домашних условиях крайне затруднительно. А сделать подобную конструкцию, но применив вместо тепловых трубок водяное охлаждение, вполне под силу. Я давно вынашивал подобную мысль. Но не мне одному пришла в голову подобная идея. На днях на этом сайте появилась статья – «Сделаем компьютер БЕСШУМНЫМ или наш ответ на Zalman TNN 500A»

В обычных системах водяного охлаждения самым шумным компонентом являются вентиляторы на радиаторе, охлаждающем воду. Избавиться от этого шума можно, заменив радиатор, обдуваемый вентиляторами, на большой пассивный радиатор. О том, как организовать водяное охлаждение, написано много статей и обзоров. Это большой сложности не представляет. А как сделать пассивный радиатор для охлаждения воды? Радиатор должен иметь большую площадь, для эффективного теплообмена с окружающим воздухом. И должен быть изготовлен из материала, имеющего большую теплопроводность. Автор вышеуказанной статьи остроумно решил эту проблему, сделав радиаторные панели из алюминиевого уголка. Мне больше нравится другая конструкция радиатора.

Я видел конструкцию так – две алюминиевые панели, размером 103 на 30 и толщиной 2.5 см. Размеры я взял со своего самодельного корпуса, хотел заменить боковые панели из ДСП радиаторными. С внешней стороны, фрезерованные вертикальные ребра – теплообмен с воздухом. С внутренней стороны, фрезерованная «змейка», накрытая куском акрила (на герметике) с врезанными штуцерами. Этакий здоровенный водоблок. Акрил плохо проводит тепло и поэтому вода не будет нагреваться теплым воздухом внутри системного блока, а будет охлаждаться естественной конвекцией воздуха снаружи. Все это хорошо звучит, а как на практике?

На практике, когда я принес эти чертежи мастеру, который мне делает всевозможные штуки на заказ, лицо у него как будто разделилось на две части. Пол-лица предвкушало сумму, которую он с меня возьмет, а вторая половина загрустила при мысли, как это вынести с завода. Его сильно смутили габариты. Он попросил две недели на раздумья. Через две недели я позвонил, и он сказал – как придумает способ доставки, позвонит сам. По отсутствию энтузиазма в его голосе, я понял, эти раздумья могут затянуться надолго. Я был сильно огорчен подобным поворотом сюжета, т.к. предварительная цена, которую мы обговорили, меня более чем устраивала. Заказ я не отменил, но и больших надежд на успешное завершение, не испытывал.

Погруженный в эти невеселые мысли, сидел я, курил и тупо смотрел в стену. И тут я поймал себя на мысли, что смотрю я не на стену, а на батарею отопления! Приличная такая батарея, алюминиевая. Подошел поближе и стал рассматривать ее повнимательней. Высота 60 см (есть и меньше – 50 и 40) Приличное оребрение. Ребра расположены с учетом наилучшей конвекции воздуха.

Элемент Пельтье

Термоэлектрический преобразователь (термоэлектрический охладитель), принцип действия которого базируется на возникновении разности температур при протекании электрического тока.

В принципе работы элементов Пельтье лежит контакт двух полупроводниковых материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости.

В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур.

Если нагревающуюся сторону элемента Пельтье охлаждать при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны станет ещё ниже. Разность температур может достигать 70 °C.

До азотного охлаждения, энтузиасты использовали модуль Пельтье для охлаждения процессоров при экстремальном разгоне.

• Небольшие размеры
• Отсутствие движущихся частей, газов и жидкостей
• Бесшумность.

• Более низкий КПД, чем у установок на фреоне. Это ведёт к большой потребляемой мощности для достижения заметной разности температур.

Так же существуют различные комбинации всех перечисленных выше систем, но их практическая реализация очень сложна.

По совокупности всех положительных качеств, лучшим способом охлаждения компьютера и комплектующих, остается воздушное охлаждение.

Увлечен компьютерами и программами с 2002 года. Занимаюсь настройкой и ремонтом настольных ПК и ноутбуков.