Komputerowy system chłodzenia

Producenci komponentów komputerowych (komponentów) corocznie zachwycają użytkowników wydaniem coraz bardziej produktywnych urządzeń. Jeśli wcześniej różnica prędkości w sąsiedniej serii modeli została obliczona w jednostkach i dziesiątkach procent, teraz nikt nie jest zaskoczony nawet dwukrotnym wzrostem potencjału obliczeniowego. Chociaż proces produkcji chipów poprawia się każdego roku, równolegle z tym występuje tendencja do zwiększania liczby tranzystorów w nich. Prowadzi to do tego, że nowe chipy nagrzewają się w pracy w podobny sposób, jak rozwiązania poprzedniej generacji. W związku z tym programiści mają do czynienia z wytwarzaniem ciepła w taki czy inny sposób. Dlatego też, jak poprzednio, każdy system obliczeniowy wykorzystuje system chłodzenia dla komponentów, które różnią się "temperaturą gorącą". Wśród produktów mikroelektronicznych jest centralny procesor układ karty graficznej, konwertery napięcia itp.

Pamiętając elektrotechnikę

Uwolnienie energii cieplnej jest nieuniknionym procesem, który towarzyszy kierunkowemu ruchowi elementarnych naładowanych cząstek wzdłuż przewodzącego materiału. Elektrony, przechodzące przez przewodnik i pokonujące jego opór, wykonują pewną pracę, której towarzyszy wzrost temperatury materiału. Im większa wartość prądu, tym silniejsze ciepło. Aby przezwyciężyć to zjawisko, konieczne jest zastosowanie nadprzewodników, który wymaga niskich temperatur i, odpowiednio, nie stosuje się do urządzeń konsumenckich, lub zmienić zasadę działania obwodów, porzucając elektryczną metodę przesyłania sygnałów. Oczywiście, na tym etapie rozwoju wszystko to jest nieosiągalne, dlatego układ chłodzenia jest instalowany na elemencie grzejnym, a ciepło usuwa się siłą z powierzchni chipa. Chociaż to rozwiązanie jest zbyt trudne, jego skuteczność jest wystarczająca.

Komputerowy system chłodzenia

Aby schłodzić komponenty w systemie komputerowym, stosuje się kilka rozwiązań projektowych różniących się efektywnością. Najprostszy układ chłodzenia reprezentowany jest przez radiator metalowy, którego powierzchnia styka się z chipem grzewczym. Jego specjalna forma pozwala zwiększyć całkowity obszar dyspersji, zwiększając w ten sposób wydajność. Takie rozwiązania zastosowano w pierwszych modelach komputerów. Główną zaletą jest całkowita cisza w pracy. Jednak wraz ze wzrostem mocy chłodzonego mikroukładu konieczne jest utrzymanie akceptowalnych warunków temperaturowych: zwiększenie rozmiaru i powierzchni grzejnika, co nie zawsze jest możliwe; zmniejszyć temperaturę otoczenia. Aby przezwyciężyć to ograniczenie, zaproponowano ulepszony układ chłodzenia, w którym powierzchnia powierzchni rozpraszającej pozostała taka sama, ale dodano wentylator, zmuszając przepływ powietrza do wydmuchiwania chłodnicy. To jest najbardziej rozpowszechnione rozwiązanie. Wady to hałas podczas pracy, koszt energii elektrycznej dla wentylatora, obecność mechanicznych części wirujących narażonych na zużycie oraz spadek wydajności spowodowany nagrzewaniem otaczającego powietrza.

Alternatywne rozwiązanie

Oprócz powyższych klasycznych rozwiązań istnieją inne. Jednym z nich jest system chłodzenia wodą. Ze względu na swoją złożoność używają go tylko entuzjaści. Mikroukład wyposażony jest w wydrążony wymiennik ciepła, który jest połączony z rurami za pomocą rurek z wahadłową pompą i grzejnikiem, który umieszczony jest poza obudową komputera. Cały system jest wypełniony wodą. Różnica w stosunku do rozwiązania "wentylator z chłodnicą" polega na tym, że nie ma ogrzewania powietrza w obudowie, co oznacza, że ​​wydajność nie jest zmniejszana. Nie wspominając już o rurach cieplnych, które są obecnie stosowane w prawie wszystkich systemach chłodzenia. Wewnątrz takiej rury znajduje się szybko parująca ciecz (czasami proszek), która zwiększa intensywność przenoszenia ciepła z powierzchni mikroukładu do żeber chłodnicy.