Как узнать тепловыделение процессора?
Процессор в компьютере занимает главенствующую роль, так как в его задачи входит управление системой. При покупке и эксплуатации важно учитывать все параметры, включая тепловыделение процессора. Об этом и будет данная статья.
Существует определенная последовательность действий, согласно которой процессор выполняет свои функции. Блок, управляющий процессором, загружает данные из оперативной памяти, которые впоследствии будут использованы. После этого инструкции помещаются в кэш процессора.
Вам будет интересно: Сигналы материнской платы компьютера: особенности, диагностика, процесс
Когда данные загружены в буфер памяти, они переписываются в инструкции, чтобы потом переместить их в регистр. Когда логическое устройство считывает полученные регистры, оно тем самым выполняет команды, прописанные в них.
После выполнения команд необходимо где-то хранить результаты, и процессор сохраняет их в своей кэш-памяти для дальнейшего использования. Если информация понадобится вновь, то процессор получит ее уже в два раза быстрее, так как она уже сохранена в памяти буфера.
Вам будет интересно: Тактовый генератор: устройство, принцип работы, применение
Если информация, хранящаяся в буфере, больше не востребована, то процессор перемещает ее в оперативную память, так как в ней можно хранить больше информации, а в кэше освобождается место для новых данных.
Определение ключевых компонентов энергопотребления системы.
Несмотря на то, что современный персональный компьютер и ноутбук настолько различны между собой, как правило, они полностью идентичны по схемам строения. В ноутбуке производители стараются компоновать все, таким образом, чтоб максимально уменьшить итоговые размеры. В то время как любой персональный компьютер является модульной системой, любой компонент которой может быть заменен без каких-либо проблем.
На представленном рисунке видны компоненты стандартного системного блока. Знание этих компонентов системы позволит вам еще на этапах сборки или апгрейда своего компьютера определиться с теми параметрами, которые позволят вам снизить энергопотребление системы. Итак, современный системный блок содержит:
— корпус,
— блок питания,
— материнская плата,
— процессор,
— оперативная память,
— видеокарта/видеокарты,
— жесткий диск/диски,
— привод компакт-дисков,
— дисководы,
— картридеры,
— системы охлаждения процессора, корпуса.
Звуковые карты, ТВ-тюнеры в отдельном исполнении редко встречаются в современных компьютерах. Во-первых, все существующие материнские платы имеют встроенные контроллеры звука, которые не уступают по качеству звучания дешевым звуковым картам и картам среднего ценового диапазона. Во-вторых, ТВ-тюнеры отслужили свой век, как и коаксиальное телевидение. В эпоху FulHD, IP-TV, DVB говорит о ТВ-тюнерах попросту излишне.
Типовой расчет мощности кондиционера
Типовой расчет позволяет найти мощность кондиционера для небольшого помещения: отдельной комнаты в квартире или коттедже, офиса площадью до 50 – 70 м² и других помещений, расположенных в капитальных зданиях. Расчет мощности охлаждения Q (в киловаттах) производится по следующей методике:
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q1 = S * h * q / 1000, где
S площадь помещения (м²);
h высота помещения (м);
q коэффициент, равный 30 — 40 Вт/м³:
q = 30 для затененного помещения;
q = 35 при средней освещенности;
q = 40 для помещений, в которые попадает много солнечного света.
Если в помещение попадают прямые солнечные лучи, то на окнах должны быть светлые
шторы или жалюзи.
Теплопритоки от взрослого человека:
0,1 кВт в спокойном состоянии;
0,13 кВт при легком движении;
0,2 кВт при физической нагрузке;
Теплопритоки от бытовых приборов:
0,3 кВт от компьютера;
0,2 кВт от телевизора;
Для других приборов можно считать, что они выделяют в виде тепла 30% от максимальной потребляемой мощности (то есть предполагается, что средняя потребляемая мощность составляет 30% от максимальной).
Мощность кондиционера должна лежать в диапазоне Qrange от –5% до +15% расчетной мощности Q.
Пример типового расчета мощности кондиционера
Рассчитаем мощность кондиционера для жилой комнаты площадью 26 м² c высотой потолков 2,75 м в которой проживает один человек, а также есть компьютер, телевизор и небольшой холодильник с максимальной потребляемой мощностью 165 Вт. Комната расположена на солнечной стороне. Компьютер и телевизор одновременно не работают, так как ими пользуется один человек.
Сначала определим теплопритоки от окна, стен, пола и потолка. Коэффициент q выберем равным 40, так как комната расположена на солнечной стороне:
Q1 = S * h * q / 1000 = 26 м² * 2,75 м * 40 / 1000 = 2,86 кВт.
Рекомендуемый диапазон мощности Qrange (от -5% до +15% расчетной мощности Q):
3,14 кВт range
Нам осталось выбрать модель подходящей мощности. Большинство производителей выпускает сплит-системы с мощностями, близкими к стандартному ряду: 2,0 кВт; 2,6 кВт; 3,5 кВт; 5,3 кВт; 7,0 кВт. Из этого ряда мы выбираем модель мощностью 3,5 кВт.
БТЕ (BTU) Британская Тепловая Единица (British Thermal Unit). 1000 БТЕ/час = 293 Вт.
Охлаждение ПК или как бороться с перегревом компьютера
Добрый день, Друзья! Сегодня мы будем говорить на тему охлаждения ПК: откуда берется тепло, чем чревато перегрев компьютера и как бороться с высокими температурами внутри системного блока.
Комфортный температурный режим для компьютер важен не менее, чем для его владельца. Чем выше температура на улице и в комнате, тем острее встает проблема эффективного охлаждения ПК.
Чтобы правильно и с минимальными затратами решить проблему перегрева, необходимо хотя бы в общих чертах представлять себе, что из себя представляют системы охлаждения, зачем они вообще нужны компьютерам и к каким последствиям может привести “перегрев”.
Почему ПК перегревается?
Компьютер, как и любой электроприбор, рассеивает часть полученной электроэнергии в виде тепла. Основными источниками тепла являются центральный процессор, материнская плата и графический процессор видеокарты.
Основными причинами роста тепловыделения компонентами ПК являются:
- рост тактовых частот процессора и шины памяти;
- рост числа ячеек памяти в чипах ПК;
- увеличение потребляемой мощности компонентами компьютера.
Таким образом, чем мощнее у вас ПК, тем больше энергии он потребляет, а, следовательно, больше тепла выделяет. Тенденции на минимизацию сокращают свободное пространство внутри системного блока, и, вместе с тем, усугубляют проблему теплоотвода для ПК.
Последствия перегрева компьютера
Очень часто мы недовольны медленной работой компьютера или его периодическим зависанием. А причина, зачастую, тривиальна – компьютеру “жарко”. В лучшем случае сработает “рефлекс” (система защиты) и компьютер перезагрузиться, а если не повезет, то могут выйти из строя несколько компонентов.
Наибольшую опасность высокие температуры представляют для элементной базы (микросхемы, конденсаторы, транзисторы и т.д.), особенно для жесткого диска. Перегреваясь, он работает в сбойном режиме (записывает данные неправильно). После перезагрузки и охлаждения есть вероятность, что Вы не обнаружите своих сохраненных данных на носителе информации.
Теперь, мне кажется, все прониклись важностью рассматриваемого вопроса.
Способы определения тепловыделения компьютера
1. Можно изучить документацию к компонентам ПК и посчитать общее тепловыделение. Но это не очень удобно, да и в итоге получим высокую погрешность измерения.
2. Я советую воспользоваться сайтами, предоставляющие сервис для расчета тепловыделения и потребляемой мощности (например, emacs.ru/calc). Очень удобно и легко, компонентная база постоянно пополняется.
Если температура внутри блока выше 35 градусов, а температура процессора более 60 градусов (для жесткого диска критичной является температура 45 градусов), то пора принимать меры по модернизации охлаждающей системы.
Советы по охлаждению ПК
1. Обратите внимание на расположение системного блока: обеспечьте свободный воздух ко всем вентиляционным отверстиям.
2. Свободное пространство от задней стенки “системника” примерно должно быть равно двум расстояниям диаметра вытяжного вентилятора.
3. Обязательное наличие кулеров на центральном процессоре, графическом процессоре видеокарты и в блоке питания.
4. Для более мощных компьютеров, или в более жарких условиях, применяются дополнительные кулера для микросхем северного моста, жестких дисков и дополнительный вытяжной кулер на задней стенки корпуса ПК.
5. Забор воздуха должен осуществляться внизу и спереди (наиболее “холодная” зона), а вывод теплого воздуха производиться в верхней задней части блока питания.
6. Использовать возможность дополнительного забора воздуха для графического адаптера через заглушки PCI.
7. Использовать возможность естественной вентиляции отсеков жестких дисков за счет слегка отогнутых заглушек свободных отсеков.
8. Увеличить по возможности аэродинамическое сопротивление внутри системного блока:
- обеспечить внутри корпуса компьютера достаточно места для прохода воздуха;
- аккуратно уложить кабеля внутри системника, используя стяжки;
- в месте забора воздуха установить пылезадерживающий фильтр (не забывайте его регулярно чистить).
9. Регулярно (примерно, раз в три месяца) производить чистку компьютера от пыли.
10. Если есть возможность, раз в год меняйте термопасту на центральном процессоре.
“Правильный” вентилятор
Е сли уровень шума для вас не очень важен, то можете устанавливать высокооборотистые кулера. Если же “шумность” компьютера играет не последнюю роль, то советую установить “толстые” низкооборотистые вентиляторы болешего размера.
Также обращайте внимание на зазор между лопастями и ободом вентилятора: он должен быть не больше 2 мм (в идеале, десятые доли мм). Иначе эффективность такого вентилятора будет очень низкой.
Что лучше: воздух или вода?
Такой вопрос очень часто интересует людей, которые сами собирают компьютер или интересуются вопросом его модернизации. Однозначно лучше вода: теплоемкость в два раза выше, чем у воздуха, а плотность – в 800 раз. Т.е. при прочих равных условиях вода отводит в 1500 раз больше тепла, чем воздух.
Шумность такой конструкции примерно такая же, а вот сложность намного выше. Отсюда большой минус – изменить конфигурации ПК после установки водяной системы охлаждения будет сложнее.
Наиболее эффективным и интересным вариантом являются термотрубки.
Термотрубки
Термотрубки представляют собой совокупность двух трубок одна в другой, герметичные и заполненные теплоносителем. Работает следующим образом: в нагретой части проводник испаряется и виде пара переносится в охлаждаемую область, там образуется конденсат, который по внутренней трубке возвращается в нагреваемую область.
Такие трубки компактны и практически бесшумны. Высокая теплопроводность достигается благодаря технологическим особенностям: тепло распространяется со скоростью звука.
Один нюанс, о котором замалчивают производители, — температура закипания теплоносителя. А именно этот показатель и определяет тот порог, при котором термотрубки из обычных кулеров превращаются в высокоэффективные системы теплоотведения. Перед покупкой внимательно изучите документацию, рекомендуемая температура закипания теплоносителя – 35-40 градусов.
Советы по использованию термопасты
Термопаста заполняет неровности в месте контакта кулера и процессора, тем самым значительно повышая эффективность теплопереноса между ними.
1. Перед использованием новой термопасты, уберите с поверхности процессора остатки старой. Для этого лучше использовать специальные салфетки.
2. Используйте термопасту с высокой теплопроводностью и низкой вязкостью.
Индикаторы программ
Из предыдущего абзаца мы выяснили, как узнать тепловыделение процессора. Продолжаем обсуждать эту тему дальше.
Программы мониторинга температуры процессора не могут показать, сколько на самом деле составляет тепловыделение процессора. Например, «Аида» или БИОС могут показать только ту температуру, которая есть на данный момент, но при активной работе процессор сильно нагревается, а это сложно отследить. Поэтому самым надежным вариантом узнать максимальное тепловыделение процессора — это произвести расчеты.
Ток утечки и ненулевое сопротивление сток-исток
Многие считают, что в выключенном состоянии техника не потребляет никакой мощности. Относительно транзисторов это не так, поскольку даже в выключенном состоянии небольшое количество тока будет протекать. Уменьшение размера транзисторов приводит к тому, что пропорционально уменьшается и изолятор, который не дает электронам двигаться.
Это одна из главных проблем микроэлектроники. Уже практически полностью освоен техпроцесс 5 нм, а компания TSMC, крупнейший производитель полупроводниковых изделий, планирует к 2021 запустить техпроцесс на 3 нм. Можно ли меньше — вопрос затруднительный, поскольку тогда в транзисторах становится все труднее управлять токами, следовательно, и обеспечить работу всей схемы.
Сюда же относится ненулевое сопротивление сток-исток. Проще говоря, у включенного транзистора также имеется небольшое тепловыделение. Как уже было сказано ранее, в масштабах нескольких миллиардов штук эти эффекты и дают температуры, с которыми вынуждены бороться пользователи.
Не стоит забывать и про небольшое сопротивление проводников, которые присутствуют на кристаллах. Они также вносят свой вклад в тепловыделение.
Почему греется процессор?
Нагрев, прежде всего, связан с тем, что протекание тока в полупроводнике неминуемо влечет выделение тепла.
Из школьного курса физики известно, что энергия не берется из ниоткуда и не девается в никуда.
В данном случае она просто переходит в тепловую.
Ситуацию осложняет то, что микросхема «окружена» веществами, которые по своей природе плохо проводят тепло (корпус, изолирующие слои, etc.) и не дают тем самым кристаллу самостоятельно охладиться.
Несколько процессоров с небольшим тепловыделением
Как и обещал, для примера несколько девайсов, которые выделяют мало тепла:
- Intel Core i7-770T;
- Intel Core i5-6500;
- Intel Core i3-210T
- Intel Pentium G4520;
- AMD Fusion A8-7680;
- AMD Bristol Ridge A6-9500E;
- AMD Athlon Picasso 3000G.
О том, как нагрузить CPU для проверки температуры, можно почитать здесь. Также советую ознакомиться со статьями «Какие бывают сокеты для ЦП» и «При какой температуре процессора отключается компьютер».
Если вы хотите своевременно получать уведомления о публикации новых материалов, подпишитесь на новостную рассылку. И не забывайте, что делясь постами этого блога в социальных сетях, вы помогаете его продвижению, за что я буду очень признателен. До скорой встречи!
