Кулер для компьютера

Friday, April 26, 2024

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

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

Виды кулеров 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:

Р = (70-36) / 110

Р = 0.31 C/ВТ

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.