Технологично развитие на процесорите
Първите процесори не се нуждаеха от охлаждане. Това беше така, защото те не отделяха много топлина и не прегряваха.В резултат от бързото развитие на технологиите за производство на интегрални схеми с появата на всяко следващо поколение процесори съвременните компютри стават все по-бързи. Наистина, производителността на компютрите не е еднозначна величина и на практика зависи не само от хардуера, но и от използвания софтуер. Но ние ще говорим за хардуер, а това означава честоти и архитектури. Факт е, че всяко следващо поколение интегрални схеми се произвежда по нов технологичен процес, който позволява да се намалят физическите размери на транзисторите, респективно да се увеличи техният брой в единица обем. Така един съвременен процесор съдържа до 820 милиона транзистора и всичките те са разположени на повърхност само един квадратен сантиметър. Всеки транзистор отделя известна топлина докато работи и по този начин се загрява повърхността на чипа. При равни други условия (архитектура, тактова честота и захранващо напрежение) това означава не само намаляване на общата площ на силициевата пластина, от която се изработва съответната интегрална схема, но и увеличаване на топлината, която се отделя от единица площ. А тази топлина трябва да се отвежда (разсейва) по един или друг начин.
Овърклок
При овърклок най-големият враг е прегряването на процесора. Всеки процесор има някаква граница на преускоряване, като при някои модели тя е близо до тази скорост на която го купуваме от магазина, а при други е по-далече. С увеличаване на мегахерците се увеличава и отделената топлина, а полупроводниковите елементи, от които е изграден всеки процесор могат да работят само в определени температурни граници. В този случай трябва да добавим задължително охлаждане на процесора.
Охлаждането на компютърната конфигурация е една сложна система от елементи, които се конфигурират по определен начин с цел поддържане на оптимални работни условия. Независимо дали става дума за овърклокинг, охлаждане на високопроизводителна система, изграждане на определен тип компютър със специално приложение, или просто за вашата домашна система, адекватното конфигуриране на типа охлаждане за нея ще помогне за дългогодишната й безпроблемна експлоатация.
Видове охлаждания
Делят се на две главни групи: пасивни и активни. Пасивното охлаждане се състои в следното има вентилатор, който охлажда същинския cooler на процесора – радиатора не се охлажда процесора със този вентилатор, ами радиатора. Затова му се вика пасивно – играе косвена роля във цялосното охлаждане на процесора. При активните нещата стоят така: Вие охлаждате директно процесора – при водното охлаждане това става чрез алуминиевото блокче, което седи на ядрото, а при peltier елементите – чрез студената страна на peltier елемента. Има и други видове активни охлаждания като азотно охлаждане, охлаждане на базата на криоген, но те са доста по-скъпи и рядко срещани. Доброто охлаждане на процесора и на графичното ядро зависи от няколко компонента. Най-важният е приличен охладител, способен да се справи с отделяната топлина. Добрият въздушен поток в кутията също е сред основните причини да сме доволни от охлаждането си. Третият пилон (ако можем да го наречем така) на доброто охлаждане е повърхността на радиатора и използваната термопаста. Използването на паста цели компенсиране на некачествено обработената повърхност на радиатора. Колкото по-добри характеристики има една термопаста, толкова по-успешно тя ще компенсира неравностите, или лошия контакт между процесора и охладителя.
Радиатор с вентилатор
Радиатори
Радиатора се явява устройство, съществено облегчаващо топлообмена на процесора с околната среда. Площта на повърхността на кристала на процесора е безкрайно малка (в днешни дни не надвишава няколко квадратни сантиметра) и е недостатъчна за каквото и да било ефективно отвеждане на топлинна мощност, измервана с десетки ватове. Благодарение на оребрената си повърхност, радиатора, поставен върху процесора, в стотици и дори в хиляди пъти увеличава площа на неговия топлинен контакт с околната среда, подпомагайки по този начин повишаването на интензивността на топлообмен и кардинално понижаване на работната температура. Фундаментална техническа характеристика на радиатора се явява термичното съпротивление относно повърхността на кристала на процесора – величина, позволяваща да се направи оценка на неговата ефективност в качеството му на охлаждащо устройство. Понастоящем на пазара са представени пет типа радиатори, задействани в масово производство:
- «Екструзионни» (пресовани) радиатори. Най-евтините, общопризнати и най-разпространени на пазара, основен материал, използван за производството им – алуминий. Такива радиатори се изотвят по метода на екструзия (пресоване), който позволява да се получи достатъчно сложен профил на оребрената повърхност и достигане на добри топлоотвеждащи свойства.
- “Нагънати” радиатори. Отличават се с доста интересно технологично изпълнение: на базовата пластина на радиатора чрез поене (или с помощта на адхезионни топлопроводящи пасти) се закрепва тънка метална лента, сгъната на хармоника, гънките на която играят роля на своеобразна оребрена повърхност. Основни материали: алуминий и мед. По сравнение с екструзионните радиатори, дадената технология позволява получаване на продукти с по-компактни размери, но с еднаква топлинна ефективност (и дори по-добра).
- “Ковани” (студенодеформирани) радиатори. За тяхното изготвяне се използва технологията на студено пресоване, която позволява да се «вае» повърхността на радиатора не само във форма на правоъгълни ребра, но и във вид на колони с произволно сечение. Основният материал отново е алуминий, но често в основата (подметката) на радиатора допълнително интегрират медни пластини (за подобряване на неговите топлоотвеждащи свойства). Технологията на студеното пресоване се характеризира с относително малка производителност, затова «кованите» радиатори, като правило, са по-скъпи от «екструзионните» и «нагънатите», но не винаги са по-добри по отношение на топлинната ефективност.
- “Съставни” радиатори. Като цяло повтарят методиката на «нагънатите» радиатори, но същевременно с това притежават една съществена разлика: тук оребрената повърхност се формира вече не с лента-хармоника, а с разделени тънки пластини, закрепени на подметката на радиатора чрез поене или челна заварка. Основният използван материал тук е медта. Като правило, «съставните» радиатори се характеризират с по-висока топлинна ефективност, отколкото «екструзионните» и «нагънатите», но това се наблюдава само при условия на строг контрол на качеството на производствените процеси.
- “Струговани” радиатори. Засега това са най-добрите и най-скъпите изделия. Те се произвеждат с прецизна механична обработка на монолитни заготовки (обработват се специализирани високоточни стругове с компютърно управление) и се отличават с най-добра топлинна ефективност. Основни материали – алуминий и мед. «Стругованите» радиатори напълно могат да изместят от пазара всички останали типове, ако себестойността на тази технология бъде намалена до приемливи стойности.