Радиаторы и вентиляторы
Использование радиаторов (heatsinks) обеспечивает лучший температурный режим работы электронных компонентов. Радиаторы увеличивают теплообмен охлаждаемых элементов, например, процессора, видеочипсета и т. п. с окружающей средой. Осуществляется это за счет значительного увеличения площади охлаждаемой поверхности по сравнению с площадью корпуса элемента. Чем больше площадь радиатора, тем интенсивнее рассеивается через него тепло охлаждаемого элемента в окружающем пространстве. Существуют различные технологии изготовления радиаторов, влияющие на его качество. Однако следует отметить, что качественные изделия, как правило, являются не только эффективными, но, соответственно, и сравнительно дорогими элементами. Как правило, именно такие элементы являются наиболее оптимальными компонентами систем охлаждения.
Радиаторы обычно изготавливаются из алюминия — дешевого материала, хорошо проводящего тепло. Медь, конечно, — лучше, но этот материал существенно дороже. Кроме того, удельный вес меди значительно выше, что приводит к увеличению веса радиатора и осложняет проблему его крепления.
Из физики известно, что тела темных цветов излучают тепло лучше светлых. Именно поэтому при выборе радиатора предпочтение следует отдавать радиаторам черного цвета. Однако необходимо обратить внимание на то, что черный цвет достигается в результате применения специальных технологий, связанных с протравливанием в химических реактивах, напылением специальных веществ и т. п. И конечно, должного результата невозможно достичь с помощью обычной черной краски, которая является скорее тепловым изолятором, чем проводником.
Качественными характеристиками радиаторов являются коэффициент теплопроводности (thermal conductivity) и коэффициент термосопротивления (thermal resistance). Термосопротивление — это величина, обратная теплопроводности, в значительной степени зависит от материала, из которого изготовлен радиатор. Для этого параметра используется размерность °С/Вт. Необходимо отметить, что на величину данного параметра влияет не только материал радиатора, но и его размеры, форма и т. д., а также технология и качество изготовления радиатора. Термосопротивление показывает величину, на которую повысится температура радиатора относительно температуры окружающей среды при рассеивании охлаждаемым элементом, например, процессором мощности 1 Вт. Например, при термосопротивлении в 2 °С/Вт и рассеиваемой процессором мощности в 15 Вт температура повысится на 30 °С. Значения этого параметра обычно находятся в пределах от 0,5 до 2 °С/Вт. Кстати, большую роль играет не столько размер, сколько конструкция радиатора. Поэтому большие размеры радиатора совсем не означают, что он лучше того, который меньше.
Пример радиатора для процессора с разъемом типа Socket представлен на рис. 17.1.
Рис. 17.1. Пример радиатора для процессора
Лучшими охлаждающими свойствами обладает конструкция, состоящая из радиатора и вентилятора. Вентилятор (fan) обычно устанавливается поверх радиатора, имеющего тепловой контакт с охлаждаемым объектом. Вентилятор предназначен для отвода теплого воздуха от радиатора и одновременной подачи в него более холодного потока воздуха.
Существует несколько типов вентиляторов, которые отличаются типом используемых подшипников: подшипников скольжения (sleeve bearings) и/или подшипников качения (ball bearings). При этом лучше, если подшипники, используемые в конструкции кулера, будут подшипниками качения. Это связано с тем, что подшипники скольжения, как правило, менее надежны и обычно обладают более высоким уровнем шумов. Вентиляторы на основе подшипников качения работают в среднем в два раза дольше их аналогов на подшипниках скольжения. Часто используются оба типа подшипников — ball bearing cooler. Лучше, если используются только подшипники качения -double ball bearing cooler. В этом случае срок эксплуатации вентилятора возрастает, как минимум, в полтора раза, по сравнению с вариантом, предусматривающим одновременное использование обоих типов подшипников.
Срок эксплуатации вентиляторов составляет обычно 2—3 года. Однако следует не реже одного раза в год чистить вентилятор от скопившейся пыли. Оседая со временем, пыль может не только существенно ухудшить параметры устройства охлаждения, но и послужить причиной остановки вентилятора, результатом чего может быть выход из строя охлаждаемого элемента, например, процессора, видеочипа и т. п. Необходимо отметить, что для предотвращения перегрева процессора от остановки охлаждающего вентилятора в конструкции самого процессора, материнской платы, BIOS, системного программного обеспечения современных компьютеров предусмотрена целая система аппаратно-программных средств предупреждения и защиты. Такая система имеет в своем составе разнообразные датчики, осуществляющие контроль за температурой и напряжениями питания. О существовании данных средств следует узнать на этапе анализа и выбора комплектующих компьютера до их приобретения.
Существуют несколько основных параметров, характеризующих производительность вентилятора. Данные параметры обозначаются как CFM, LFPM и RPM.
Чем больше каждый из описанных параметров CFM, LFPM и RPM, тем выше производительность вентилятора, тем он лучше "как элемент системы охлаждения.
Размеры вентиляторов для современных процессоров составляют обычно 50x50x10 мм.
Уровень шумов, измеряемый в децибелах (дБ), характеризует эксплуатационные качества вентилятора. Высокий уровень шумов, как известно, плохо влияет на нервную систему пользователя, раздражает и утомляет. Хорошими являются вентиляторы с уровнем шумов порядка 20—25 дБ (меньше — лучше, больше — хуже). Нередко повышенный уровень шумов вызван вибрациями его конструкции. Поэтому еще один из признаков качественного вентилятора — это отсутствие значительных вибраций. Если от работающего в руке вентилятора ощущаются какие-либо вибрации, то этот вентилятор не очень высокого качества и лучше обратить свое внимание на другой. Пример вентилятора представлен на рис. 17.2.
Рис. 17.2. Пример вентилятора для процессора
Обычно охлаждающие устройства состоят из двух частей — радиатора и вентилятора, составляющих вместе производительный, эффективный кулер. При выборе оптимального кулера следует ориентироваться на продукцию brand name известных фирм. Как правило, изделия таких фирм обладают высокой надежностью и стабильными параметрами. И, конечно, выбранный и используемый кулер должен обладать высокой производительностью. В качестве примеров можно привести изделия таких фирм, как Intel, Titan, Thermaltake, Iwill, ASUSTeK, Sanyo, AVC и т. п.
На рис. 17.3 представлен схематичный рисунок кулера, состоящего из вентилятора с радиатором, установленного на процессор с разъемом типа Socket 7.
Рис. 17.3. Пример кулера для процессора
На рис. 17.4 показан внешний вид популярного кулера известной фирмы Sanyo.
Рис. 17.4. Внешний вид кулера фирмы Sanyo
Кулер фирмы Intel (рис. 17.5) поставляется совместно с процессорами Pentium III 700 в боксовом варианте. Он является оптимальным для данных процессоров и может быть использован с ними как в штатных режимах эксплуатации, так и в режимах умеренного разгона (10—20%). Однако для процессоров, эксплуатируемых в жестких режимах, характеризующихся повышенными частотами и уровнями напряжений, следует использовать либо кулеры Intel, поставляемые совместно с более производительными моделями, либо применять средства интенсивного охлаждения. В качестве примера популярных устройств можно привести такие модели кулеров, как TTC-D2T (рис. 18.6), TTC-D3T, TTC-D3TB фирмы Titan, а также Chrome Orb (рис. 18.7) и Super Orb фирмы Thermaltake, результаты тестирования которых неоднократно приводились на сайтах в Internet, например, на сайте iXBT.
Рис. 17.5. Кулер фирмы Intel, рекомендованный для процессора Pentium III 700
Рис. 17.6. Кулер TTC-D2T фирмы Titan, рекомендованный для процессоров AMD Duron и AMD Athlon (Thunderbird)
Рис. 17.7. Кулер Chrome Orb фирмы Thermaltake
He затрагивая особенности конструктивного исполнения указанных популярных кулеров, следует отметить, что их параметры, как устройств охлаждения процессоров, достаточно близки между собой. Особенно это касается изделий фирм Titan и Thermaltake. Температурные режимы процессоров, поддержку которых обеспечивают кулеры этих фирм, в тестах отличаются, как правило, в пределах 3—5 °С, что в диапазоне 50—60 градусов обычно не является существенным. Часто большее влияние на температурные режимы процессора оказывают такие факторы, как расположение кабелей, влияю-ших на циркуляцию воздуха внутри компьютера,' а также дополнительные вентиляторы системного блока.
Стоит отметить, что интенсивного охлаждения требуют не только процессоры, но нередко и микросхемы чипсета, видеокарты, некоторых типов памяти. Кроме того, рекомендуется охлаждать высокопроизводительные жесткие диски большой емкости, работа которых сопровождается значительным тепловыделением, особенно в режимах разгона.
