Ядерная зима: кульные дивайсы
- Не пижонство, но защита. Не обращая внимания на в высшей степени эффектный внешний вид, совокупности жидкостного охлаждения превратились из непременного аксессуара для моддинга в насущную необходимость — так как современные компьютеры имеют весьма тёплый нрав
Тогда как в сегменте совокупностей охлаждения среднего класса обосновались заморские гранды Zalman и Thermaltake, в охлаждении уровня High-End на русском рынке с уверенностью лидируют отечественные производители.
- Жидкостные совокупности ProModz вычислены на охлаждение предельно замечательных рабочих станций и игровых компьютеров. Большая часть компонентов продается раздельно, дабы умелые пользователи имели возможность сами выбрать подходящую конфигурацию оборудования. Кроме производительности, разработчики уделяют внимание дизайну ватерблоков, ориентируясь на потребности самых взыскательных моддеров
Мощность имеющихся в продаже процессоров возрастает ежемесячно — это требование динамичного рынка. Производственные возможности развиваются куда менее динамично. Для повышения производительности приходится выжимать последние соки из существующих чипов, пока не будет освоен новый уровень техпроцесса.
В то время, когда достигается «потолок» производительности, происходит скачок на новый уровень, будь то улучшение разработки производства либо разработка новой, более идеальной архитектуры. До этого видеокартам и процессорам приходится трудиться на пределе собственных возможностей.
Для стабильной работы полупроводников нужно поддерживать их рабочую температуру в пределах нормы — несложнее говоря, хорошенько охлаждать. Чем ниже температура, тем стабильнее работа чипа при других равных условиях. 10−15 лет назад для охлаждения всего ПК хватало пары-тройки маленьких алюминиевых радиаторов, не требующих обдува. Сейчас, приобретя новую видеоплату, возможно взять рябь на экране либо зависание совокупности всего лишь из-за неэффективного вентилятора.
Возможностей штатных совокупностей охлаждения, которыми комплектуют видеокарты и процессоры, довольно часто не достаточно для сдерживания пыла ядер кроме того middle-end группы, не говоря уже о hi-end ответах.
Еще один значительный недочёт штатного охлаждения — свист и вечный гул, раздающийся из системного блока. С течением времени уровень шума улучшается из-за пыли и грязи, попавших на лопасти вентиляторов. В то время, когда практически на каждом элементе стоит по «карлсону», никуда от фонового шума не деться.
Процессор, видеоплата (возможно и две, поскольку технологии SLI и CrossFire на данный момент весьма популярны), северный мост, блок питания, жесткий диск — все эти компоненты должны обдуваться.
В итоге приобретаем около 6−8 всегда гудящих вентиляторов в корпусе. высокий уровень и Плохое охлаждение шума смогут стать обстоятельством многих неприятностей как с «железом», так и с нервами. К счастью, штатную совокупность охлаждения возможно легко заменить на более действенную и негромкую.
Ветер в ребрах
Благодаря доступности и своей простоте на сегодня громаднейшей популярностью пользуется воздушное охлаждение. Существует два типа воздушных совокупностей: пассивные (на греющийся элемент через термоинтерфейс крепится радиатор) и активные (в случае если радиатор еще и обдувается вентилятором). Солидную часть работы берет на себя радиатор. Чем более развитая у него конструкция, тем лучше отводится тепло.
Дабы действенно охлаждать современные процессоры, воздушные кулеры приходится делать конструктивно сверхсложными: бронзовая полированная подошва и очень сильно развитая совокупность ребер, чаще алюминиевых, соединяются при помощи тепловых трубок. Это запаянные с обеих сторон полые трубочки с хладагентом в. Нагреваясь у подошвы, хладагент испаряется и передает тепло ребрам, а после этого, конденсируясь, снова возвращается к подошве.
Такая конструкция разрешает максимально скоро и равномерно распределять тепло по всей поверхности ребер.
Совокупности охлаждения, рассчитанные на пассивную работу, имеют громадные габаритные размеры. В пассивном охлаждении ответственна площадь оребрения, причем нужно, дабы ребра пребывали на достаточном расстоянии друг от друга. Плюс пассивного охлаждения в том, что его не слышно, но минусов, к сожалению, значительно больше. Для качественного охлаждения нужно будет организовать хорошую циркуляцию воздуха в корпуса ПК, что не так-то легко.
В любом случае самые «тёплые» ядра так не остудить, а о разгоне (overclocking — повышение тактовой частоты работы процессора) с пассивным охлаждением лучше сходу забыть.
Пожалуй, самый увлекательный продукт в сфере пассивного охлаждения — корпус компании Zalman, стены которого являются огромные алюминиевые радиаторы. Все греющиеся элементы в корпуса — процессор, чипсет, видеоплата, блок питания — оснащены собственными термоинтерфейсами, каковые соединяются со стенками посредством тепловых трубок, за счет чего и происходит их охлаждение. Цена для того чтобы наслаждения высока — около $1000.
Железный тосол
Совокупности жидкостного охлаждения ПК трудятся совершенно верно так же, как совокупность охлаждения двигателя автомобиля. Набор представляет собой герметичный замкнутый контур, складывающийся из теплообменника (либо нескольких), забирающего тепло у греющегося элемента (ватерблок); теплообменника, отдающего это тепло воздуху (радиатор); насоса, прокачивающего хладагент через все эти компоненты (помпа) и фактически самого хладагента (в большинстве случаев это вода с разными добавками). Время от времени в контур добавляются разные дополнительные элементы, к примеру резервуар, что упрощает заправку и увеличивает общее число хладагента в совокупности, повышая тем самым ее инертность.
У совокупностей жидкостного охлаждения имеется два весьма весомых плюса: это возможность добиться весьма негромкой работы (впредь до бесшумной) и громадный запас производительности (кроме того low-end совокупности благодаря высокой теплопроводности воды способны охладить самые замечательные процессоры). Само собой разумеется, такая совокупность требует большего к себе внимания, поскольку при протечке возможно лишиться дорогостоящего «железа». Но при грамотной установке такие совокупности помогают весьма долго и не требуют ни дозаправок, ни обслуживания.
В отличие от вентиляторов воздушного охлаждения, каковые создают циркуляцию воздуха в корпуса и побочно охлаждают все греющиеся компоненты ПК, ватерблоки жидкостных совокупностей отводят тепло лишь от тех чипов, с которыми они конкретно соприкасаются. Конструируя жидкостную совокупность, нужно предусмотреть ватерблоки для всех греющихся компонентов (процессор, видеоплата, северный мост, жесткий диск).
Наряду с этим многие менее заметные элементы электронных схем, ранее приобретавшие собственную долю ветерка, сейчас охлаждаться не будут. Это маленький минус совокупностей жидкостного охлаждения.
В прошедшем сезоне компания NanoCoolers объявила прототип совокупности охлаждения, выстроенной по принципу жидкостной, с железным хладагентом. Он является сплавом двух металлов — галлия и индия, — что остается жидким при температуре от +100С. Теплопроводность таковой смеси превышает теплопроводность воды в 65 раз, а воздуха в 1600.
Железный хладагент разрешает всецело отказаться от механической помпы в пользу электромагнитной (жидкость приходит в перемещение под действием переменного магнитного поля), делая совокупность полностью бесшумной. Эта разработка в первый раз была применена для охлаждения реакторов ядерных подводных лодок — шум механических помп существенно увеличивал риск обнаружения лодки неприятелем.
К сожалению, цена совокупностей с железным хладагентом через чур высока для массового пользователя, а выигрыш в производительности если сравнивать с «воздухом» либо «водой» на практике образовывает всего 5−30%.
Холодный экстрим
Самые продвинутые совокупности охлаждения компьютера не заметишь в простом компьютерном магазине. Они фактически ненужны для рядового пользователя и весьма хлопотны в эксплуатации. Применение этих совокупностей — удел энтузиастов вечной гонки за попугаями и «мегагерцами» (очками в программах, оценивающих производительность ПК).
Чиллер — это видоизмененный вариант жидкостной совокупности охлаждения. Вместо радиатора, отдающего тепло воздуху, в чиллерах употребляется устройство, трудящееся как кондиционер. Вода, проходя через это устройство, охлаждается до температур, родных к нулю.
Уходить ниже нуля, применяя такую совокупность, нерезонно: появляются неприятности с хладагентом, другими частями и соединительными элементами совокупности. Кроме того при +5−10°С неприятностей хватает: например, конденсат, выпадающий на ватерблоках.
В случае если же речь заходит об отрицательных температурах, то в дело вступают так именуемые фреонки, либо фазовые совокупности охлаждения. Они трудятся на базе фазового перехода хладагента (фреона либо его современных аналогов, надёжных для озонового слоя) из жидкого в газообразное состояние. Данный переход сопровождается поглощением тепла, которое снимается с греющейся микросхемы.
Один контур фазовой совокупности охлаждения способен поддерживать температуру от -300С до -400С на одном элементе (в случае если охлаждать два и более процессоров, то температура быстро увеличивается). Заядлые экстремалы строят многоконтурные совокупности фазового перехода, талантливые морозить ниже -1000С. Воздушное пространство, поступающий в корпус с низкотемпературной совокупностью охлаждения, нужно осушать чтобы не было инея и образования росы.
Конечно же, энтузиасты экстремального охлаждения не могли обойти вниманием жидкий азот. Температура его кипения образовывает -1960С. Применяя особые бронзовые чашки, установленные на микросхему, возможно охладить их до -1500С.
Таковой способ в большинстве случаев применяют на разных мероприятиях, дабы максимально разогнать успешный экземпляр процессора либо видеокарты и поставить рекорд производительности. К сожалению, реализовать стабильное охлаждение в течение какое количество-нибудь продолжительного времени на жидком азоте не представляется вероятным. Азот весьма скоро выкипает, а случайное попадание его на тело человека воображает важную опасность для здоровья.
Разгон как смысл жизни
Появляется вопрос: для чего гнаться за экстремально низкими температурами, в то время, когда компьютер хорошо трудится и с простыми совокупностями охлаждения? Ответ несложен — overclocking. Добиться стабильной работы чипа на повышенных частотах возможно, лишь повышая соответствующим образом рабочее напряжение.
С ростом напряжения быстро возрастает количество тепла, выделяемое чипом, и при недостаточном охлаждении микросхема может просто-напросто сгореть. Более низкие температуры охладителей разрешают поглощать большее количество тепла и, следовательно, устанавливать более высокое напряжение без риска сжечь чип.
Разгон в далеком прошлом превратился в киберспорт, весьма обширно распространенный в мире. Огромные корпорации спонсируют самых гениальных оверклокеров и благодаря их работе демонстрируют, что их продукт стремительнее, замечательнее и лучше, чем у соперника. Эти люди первыми в мире приобретают новые образцы самых современных видеоплат либо процессоров, и как раз от их решения значительно чаще зависит, будут ли оверклокеры всей земли скупать новые чипы либо нет.
Помимо этого, разгон и, например, конструирование совокупностей охлаждения — это хобби для технически подкованных и остроумных людей. К примеру, энтузиаст оверклокинга Эрик Буэхл прославился жидкостной совокупностью охлаждения собственных трех компьютеров, резервуаром в которой помогает его личный бассейн. Буэхл разом «убил двух зайцев»: процессоры стали холоднее, а вода в бассейне — теплее.
Термоинтерфейс
Дабы исключить попадание воздуха и образование щелей между поверхностями греющегося радиатора и чипа (ватерблока) охлаждения (идеально ровных поверхностей не существует), между ними обязательно размещают термоинтерфейс. Самые популярные термоинтерфейсы — это термопасты и термоклеи. Благодаря эластичности и высокой теплопроводности они заполняют все пустоты и действенно передают тепло от микросхемы к радиатору.
Многие уверены в том, что это мелочь, которой возможно пренебречь. Но эта мелочь, если она некачественная, может сильно затруднить теплосъем. Хорошая же паста способна оказать помощь охладить ядро еще на 2−50С.
До недавнего времени самыми качественными считались термоинтерфейсы на базе серебра, пока в продаже не показался новый продукт, обогнавший по своим чертям многие существующие, — паста на базе жидкого металла.
Экзотическое дополнение к компьютерной совокупности охлаждения — модуль Пелтье — представляет собой две соприкасающиеся пластины из полупроводника, через каковые протекает ток. Наряду с этим одна пластина, присоединенная к чипу, охлаждается, а вторая, соприкасающаяся с радиатором охлаждения, — нагревается (обратный эффект термопары Пелтье). Модуль Пелтье — это скорее термоинтерфейс, чем совокупность охлаждения.
Дабы рассеять тепло, выделяемое самим модулем и чипом Пелтье (так как он также потребляет ток), нужен вентилятор и мощный радиатор.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№57, июль 2007).
<
h4>