Сайт для пользователей персональных компьютеров
Ни для кого не секрет, что при работе компьютера все его электронные компоненты нагреваются. Некоторые элементы греются весьма ощутимо. Процессор, видеокарта, северные и южные мосты материнской платы – самые греющиеся элементы системного блока. Перегрев вообще опасен и приводит к аварийному отключению компьютера.
Поэтому основной проблемой всей электронной части вычислительной техники – это правильное охлаждение и эффективный отвод тепла. У подавляющего большинства компьютеров, как промышленных, так и домашних, для отвода тепла применяется воздушное охлаждение . Свою популярность она получила за счет свой простоты и дешевизны. Принцип такого типа охлаждения заключается в следующем. Все тепло от нагретых элементов отдается окружающему воздуху, а горячий воздух в свою очередь с помощью вентиляторов выводиться из корпуса системного блока. Для повышения теплоотдачи и эффективности охлаждения, наиболее нагревающиеся компоненты снабжаются медными или алюминиевыми радиаторами с установленными на них вентиляторами.
Но тот факт, что отвод тепла происходит за счет движения воздуха, совершенно не означает что, чем больше установлено вентиляторов, тем лучше будет охлаждение в целом. Несколько неправильно установленных вентиляторов могут навредить гораздо больше, а не решить проблему перегрева, когда один грамотно установленный вентилятор решит эту проблему очень эффективно.
Сокет кулера
Поход в магазин за кулером рекомендуем предварить изучением документации на материнскую плату вашего устройства. Монтажные панели (сокеты) для установки процессоров, конструкционные особенности крепления вентиляторов у разных производителей несовместимы. Socket A, один из форматов компании AMD, отличен от формата INTEL LGA771, есть отличия у монтажных панелей мобильных устройств. Соответственно, кулер для продукции INTEL не встанет в сокет других фирм.
Выбирая кулер, учитывайте, что размер его корпуса и вентилятора должны обеспечивать лёгкий монтаж на материнскую плату системного блока. Апгрейд (усовершенствование) старого компьютера всегда добавляет на материнскую плату новые элементы, делая практически невозможным использование на процессоре больших размеров вентилятора. Следует учитывать и электрическую мощность кулера, так как мощность всей системы ограничена возможностями блока питания.
Компьютерные вентиляторы
Их в системном блоке должно быть не меньше двух. Один из них устанавливают на радиатор процессора, другой – в блоке питания компьютера. Связка радиатора и вентилятора называется кулером (или охладителем). Она более эффективно отводит тепло, чем просто радиатор.
Основной поток воздуха внутри системного блока обеспечивает вентилятор блока питания.Он выдувает воздух наружу через щели в своей задней стенке. Одновременно через щели корпуса всасывается внешний (более холодный) воздух.
Таким образом, вентилятор процессора отводит тепло внутрь системного блока, а вентилятор блока питания уносит его наружу.
Внутри системного блока могут быть установлены дополнительные устройства — на видеокарту, винчестер; для вытяжки.
В какую сторону должны крутиться вентиляторы в корпусе
Итак, рассмотрим схему вентиляции и охлаждения компьютера. Ведь у многих новичков при самостоятельной сборке компьютера возникает вопрос «Куда должен дуть вентилятор» или «В какую сторону должен крутиться кулер». На самом деле это действительно важно, ведь правильно организованная вентиляция внутри компьютера — залог его надежной работы.
Холодный воздух подается в корпус из передней нижней части (1). Это нужно учитывать и при чистке компьютера от пыли. Нужно обязательно пропылесосить место, где засасывается воздух внутрь компьютера. Воздушный поток постепенно нагреваясь поднимается вверх и в верхней задней части корпуса выдувается через блок питания (2) уже горячий воздух.
В случае большого числа греющихся элементов внутри корпуса (например, мощная видеокарта или несколько видеокарт, большое количество жестких дисков и т.д.) или малого объема свободного пространства внутри корпуса для увеличения воздушного потока и повышения эффективности охлаждения в корпус устанавливают дополнительные вентиляторы. Лучше устанавливать вентиляторы с большим диаметром. Они обеспечивают больший поток воздуха при меньших оборотах, а следовательно эффективнее и тише, чем вентиляторы с меньшим диаметром.
При установке вентиляторов следует учитывать направление, в котором они дуют. Иначе можно не только не улучшить охлаждение компьютера, но и ухудшить его. При большом количестве жестких дисков, либо при наличии дисков, работающих на высоких скоростях (от 7200 об/мин), следует установить дополнительный вентилятор в переднюю часть корпуса (3) так, чтобы он продувал жесткие диски.
При наличии большого количества греющихся элементов (мощная видеокарта, несколько видеокарт, большое количество плат, установленных в компьютер) или при нехватке свободного пространства внутри корпуса рекомендуется установить дополнительный вентилятор в задней верхней части корпуса (4). Этот вентилятор должен выдувать воздух наружу. Таким образом увеличится воздушный поток, проходящий через корпус и охлаждающий все внутренние элементы компьютера. Нельзя устанавливать задний вентилятор так, чтобы он дул внутрь корпуса! Так нарушится нормальная циркуляция внутри ПК. На некоторых корпусах возможно установить вентилятор на боковую крышку. В этом случае вентилятор должен крутиться так, чтобы он всасывал воздух внутрь корпуса. Ни в коем случае нельзя, чтобы он выдувал его наружу, иначе будет недостаточно охлаждаться верхняя часть компьютера, в частности блок питания, материнская плата и процессор.
Вентилятор в компьютере название
Без теплоотводов, современные компьютеры не могли бы работать с той скоростью, с которой они работают сегодня.
Кулеры охлаждают процессор вашего компьютера после выполнения нескольких программ одновременно, также, как и вы чтобы остыть после высокой ударной тренировки пьете холодную воду. Без качественного теплоотвода, процессор компьютера подвергается риску перегрева, который может разрушить всю вашу систему, и стоить вам нескольких тысяч рублей.
Но что же такое кулер и как он работает? Проще говоря, кулер — это объект, который рассеивает тепло от другого объекта. Чаще всего они применяются в компьютерах, но также встречаются и в сотовых телефонах, DVD-плеерах и даже холодильниках. В компьютерах, кулер — это навесное оборудование для чипа (интегральная схема), который предотвращает чип от перегрева, в современных компьютерах, он также важен, как и любой другой компонент.
Кулер состоит из радиатора и вентилятора. Если Вы не очень технически подкованы, думайте о компьютерном радиаторе как об автомобильном. Автомобильный радиатор привлекает тепло от двигателя вашего автомобиля, также компьютерный радиатор забирает тепло от центрального процессора (ЦП) вашего компьютера. Радиатор имеет тепловой проводник, который отводит тепло от процессора на ребра радиатора, которые обеспечивают большую площадь поверхности для рассеивания тепла всюду по остальной части компьютера, таким образом охлаждая и сам радиатор, и процессор. Оба радиатора требуют вентиляции и, следовательно, имеют встроенные вентиляторы.
До 1990-х годов, радиаторы были, как правило, необходимо только в больших компьютерах, где тепло от процессора была проблемой. Но с повышением производительности процессоров, радиаторы стали необходимы на каждом компьютере, потому что они склонны к перегреву без помощи охлаждающего механизма.
Теплопроводность
Тепло может передаваться тремя способами: конвекцией, излучением и кондукцией. Проводимость — это способ передачи тепла в твердом теле, и поэтому так оно и переносится в радиатор. Проведение возникает, когда два объекта с разными температурами соприкасаются друг с другом. В точке, где встречаются два объекта, там, где теплее, быстрее движущиеся молекулы врезаются в объект (кулер), где молекулы двигаются медленнее. Когда это произойдет, быстрее движущиеся молекулы от более теплого объекта отдают энергию медленнее движущимся молекулам, которые в свою очередь нагревают радиатор. Этот процесс известен как теплопроводность, именно так радиаторы забирают тепло от процессора компьютера.
Радиаторы обычно изготавливаются из металла, который выступает в качестве теплового проводника, который отводит тепло от процессора. Однако, есть плюсы и минусы использования каждого вида металла. Во-первых, каждый металл имеет разную степень теплопроводности. Чем выше теплопроводность металла, тем выше его эффективность в передаче тепла.
Один из самых распространенных металлов, используемых в радиаторах — алюминий. Алюминий имеет теплопроводность 235 Вт/МК. (Теплопроводность число, в данном случае 235, относится к способности металла проводить тепло. Проще говоря, чем выше теплопроводность металла, тем больше тепла, он может проводить.) Алюминий также дешев в производстве и легкий. Когда радиатор крепится к плате, его вес не влияет на определенный уровень напряжения на материнской плате. Алюминий выгоден, потому что добавляет совсем немного веса к нагрузке на материнскую плату.
Одним из лучших и наиболее распространенных материалов, используемых для изготовления радиаторов является медь. Медь имеет очень высокую теплопроводность 400 Вт/МК. Но она, тяжелее, чем алюминий и дороже. Но в операционных системах, которые требуют большого объем тепловыделения, часто используется медь.
Так куда же девается тепло после того, как оно было выведено с процессора через радиатор? Вентилятор внутри компьютера перемещает воздух через радиатор и уходит в компьютер. Большинство компьютеров также имеют дополнительный вентилятор, установленный непосредственно над радиатором, чтобы помочь должным образом охладить процессор. Теплоотводы с этими дополнительными вентиляторами называются активными теплоотводами, в то время как с одним вентилятором называются пассивными радиаторами. Самый распространенный вентилятор в корпусе — это вентилятор, который затягивает прохладный воздух из вне компьютера и продувает его через компьютер, выгоняя горячий воздух из задней панели.
Будущее тепло-отводных материалов
Радиаторы, как и любой другой продукт в области компьютеров постоянно совершенствуются. Компании постоянно стремятся найти более легкие, более проводящие материалы, чтобы сделать теплоотводы эффективнее. Они не обязательно должны быть выполнены из одного материала. Например, некоторые производители теплоотводов склеивают медь и алюминий вместе. Конструкция в основном состоит из алюминия (для облегчения) в окружении медной пластины (из-за ее высокого коэффициента теплопроводности). Они прекрасно подходят в теории, но, если медь не скреплена жестко с алюминием, как это часто бывает в недорогих радиаторах, медная пластина может принести больше вреда, чем пользы.
Не так давно компания Applied Nanotech объявила, что будущее радиаторов является изотропным материалом под названием CarbAl. CarbAl состоит на 20 процентов из алюминия и на 80% из двух разных углеродных материалов, с отличной теплопроводностью. Этот материал имеет теплопроводность 425 Вт/МК (выше, чем алюминий и медь) и имеет плотность, схожую с алюминием. В принципе, CarbAl является более электропроводным, чем медь и весит так же как алюминий, что делает его лучшим из обоих материалов.
Еще один материал, который набирает популярность у производителей теплоотводов является графит природный композиционный материал. Его теплопроводность ниже чем у меди, и составляет около 370 Вт/МК. Но реальным преимуществом графита является его вес-он весит всего 70 процентов от веса алюминия.
Независимо от материала радиатора, существует одно правило для всех кулеров: недорогие стоят больше в долгосрочной перспективе. Многие из более дешевых кулеров на рынке, содержат вентиляторы, которые используют подшипники скольжения. Втулки подшипников часто ломаются после очень короткого периода работы из-за проблем со смазкой. А кулеры с вентиляторами на шаровых подшипниках стоят дороже, но они прослужат намного дольше, чем втулочные подшипники и окажутся дешевле в долгосрочной перспективе.
Как выбрать кулер
Когда вы покупаете компьютер, кулер в нем уже установлен. Однако, если вы будете собирать свой собственный компьютер, есть определенные факторы, которые необходимо учитывать при выборе подходящего теплоотвода. Поскольку есть много вариантов при выборе процессора, нужно быть уверенным, что тепловая мощность процессора, который вы покупаете, будет эффективно выводится с помощью теплоотвода. Для определения производительности теплоотвода, который требуется для процессора, вам нужно знать три вещи:
- Максимально допустимая температура корпуса (фактическая температура при которой ваш компьютер может получить повреждение)
- Максимальная рассеиваемая мощность процессора
- Максимально допустимая температура на входе радиатора
Эти цифры должны быть в руководстве по эксплуатации. Как только вы узнаете эти цифры, они могут быть включены в математическую формулу для определения теплоотвода, требуемого вашим процессором. Скорость, с которой радиатор передает тепло от процессора в воздух известна как тепловое сопротивление. Чтобы найти термическое сопротивление, необходимое для процессора, нужно вычесть максимальную температуру на входе от максимальной температуры корпуса и разделить это число на максимальную рассеиваемую мощность процессора. Тепловое сопротивление измеряется в градусах Цельсия на ватт (C/Вт).
Допустим, например, что вы покупаете процессор с максимально допустимой температурой корпуса 70 градусов по Цельсию (158 градусов по Фаренгейту). Его максимально допустимая входная температура 36 градусов по Цельсию (96.8 градусов по Фаренгейту), и это позволяет для максимальной мощности 110. Формула будет выглядеть так:
Поэтому, при покупке кулера для процессора, вы должны быть уверены в том, что его тепловое сопротивление не превышает 0.31. Можно использовать радиатор с процессором, который имеет меньшее тепловое сопротивление, чем 0.31. Это только улучшит охлаждение. Однако, как и в случае с любым теплоотводом, вы никогда не должны использовать кулер с более высоким термическим сопротивлением, чем требуется вашему процессору.
Установка кулера
Теплопроводящие материалы размещены между процессором и радиатором, чтобы обеспечить наилучшую передачу тепла. Как правило, этот материал поставляется в виде пластичной смазки, с основанием из меди, алюминия или другого материала с высокой проводимостью. Другой тип интерфейса называется фазовым переходным материалом, потому что он становится тоньше по мере повышения температуры, что позволяет теплу поступать в крошечные пространства между процессором и радиатором. Эти материалы не подходят в качестве смазки, но имеют тенденцию к распространению тепла. Любая теплопроводящая смазка лучше, чем установка кулера на сухую.
Как выбрать кулер для корпуса
После того, как вы определили, какой размер кулера подходит для вашего корпуса, вам нужно выбрать конкретную модель кулера. На этом этапе нужно обращать внимание в основном на уровень шума, который производит кулер. Уровень шума обычно указывается в децибелах и чем он ниже, тем лучше.
Также немаловажным является тип подшипника, который используется в конструкции кулера. Самый простой вариант – это подшипники скольжения, он отличается тихой работой, но коротким сроком службы. Вариант чуть лучше – это шарикоподшипник или подшипник качения, он работает чуть громче, но зато его срок службы намного больше. Кулер на шарикоподшипнике может проработать до 15 тысяч часов. Самый современный вариант – это гидродинамический подшипник, он отличается тихой работой и продолжительным сроком службы, но кулеры с его использованием заметно дороже.
Еще один важный момент – это способ подключение кулера. Изучите инструкцию к вашей материнской плате, для того чтобы узнать какой разъем для подключения корпусных кулеров на ней используется (3 или 4 pin) и, соответственно, учитывайте это при выборе кулера.
