Как различные технологии помогают вашему ПК оставаться прохладным

По мере того, как чипы становятся быстрее и мощнее, увеличивается и их энергопотребление. К сожалению, это увеличение ваттной мощности сопровождается соответствующим увеличением генерируемого тепла. А когда чипы становятся слишком горячими, они перегреваются. Потому что иначе они перегреются и умрут.

Но как производителям графических процессоров и процессоров удается сдерживать нагрев? Какие технологии они используют, чтобы максимально эффективно использовать новый кремний? Сегодня давайте рассмотрим различные методы охлаждения, используемые производителями ПК, чтобы мы могли максимально раскрыть потенциал наших компьютеров.

Максимальная производительность рабочего стола

Компьютерные энтузиасты всегда обращаются к настольным ПК, когда им нужна чистая мощность и производительность. Это потому, что компьютерные корпуса не ограничены пространством и портативностью. В то время как некоторые настольные ПК спроектированы так, чтобы быть небольшими и портативными, большинство других настольных компьютеров максимально увеличивают пространство и воздушный поток, позволяя устанавливать большие и сложные системы охлаждения.

Вентиляторы и радиаторы

Задолго до того, как высокопроизводительные чипы потребляли сотни ватт энергии, почти все компьютеры использовали вентиляторы и радиаторы для охлаждения своих систем. На первый взгляд кажется, что радиатор прикреплен непосредственно к процессору.

Однако обычно между радиатором и процессором находится тонкий слой термопасты, который помогает эффективно отводить тепло от чипа. Затем вентилятор заставляет воздух проходить между лопастями радиатора, охлаждая его, что, в свою очередь, охлаждает процессор.

Хотя системы с водяным охлаждением неуклонно набирают популярность, особенно среди высокопроизводительных и разогнанных чипов, в большинстве современных компьютерных систем по-прежнему используются вентиляторы и радиаторы. Это потому, что они доступны по цене, просты в настройке и установке, и нет риска повредить чувствительную электронику вашего компьютера в случае отказа вентилятора.

Жидкостное охлаждение

Как следует из названия, этот метод охлаждения использует жидкий хладагент для контроля температуры вашего ПК. Обычно он состоит из водяного блока, прикрепленного к чипу ЦП или графического процессора, радиатора, водяного насоса и нескольких труб или шлангов для циркуляции охлаждающей жидкости. Эта система, как правило, более эффективно отводит тепло от вашего ПК, позволяя вам использовать его на пределе своих возможностей.

Есть два способа настроить компьютер с жидкостным охлаждением: первый — с помощью многофункционального устройства (AIO), а второй — с помощью пользовательского контура. Первый включает в себя все необходимое прямо в упаковке, что делает его простым в установке и устойчивым к утечкам. Однако обычно он позволяет только охладить процессор.

Если вы хотите охлаждать свой GPU и CPU с помощью одного радиатора, вам придется создать специальный контур. Индивидуальные системы дают вам больше свободы при проектировании системы охлаждения, позволяя создавать уникальные конструкции. Однако они, как правило, дороже, немного более хрупкие и требуют большего обслуживания по сравнению с кулерами AIO.

Массивные пассивные решения

​​​​​​​

В третьем варианте охлаждения рабочего стола используются большие радиаторы, которые используют естественный поток и конвекцию воздуха для охлаждения вашей системы. Поскольку в этих устройствах не используются вентиляторы, они должны быть гигантскими, иногда в два или три раза превышающими размер активных кулеров.

Эти конструкции созданы для того, чтобы вы могли запускать абсолютно бесшумные компьютеры. Эти системы не издают легкого жужжания, которое издают вентиляторы при включении ПК. Это делает их идеальными для людей, которым нужна полная тишина при работе за компьютером, например, для записывающихся артистов.

Однако, поскольку активного охлаждения нет, эти охлаждающие радиаторы обычно предназначены только для чипов с низкой и средней производительностью. Вы также должны ожидать, что эти чипы будут работать немного горячее, чем решения с вентилятором.

Связанный: Что такое TDP и как он связан с охлаждением?

Как ноутбуки охлаждаются

Охлаждение компьютера, когда вы можете работать с большим пространством, — это одно, но охлаждение тонкой плиты металл и пластик, где все компоненты смешаны друг с другом, - это совершенно другой мяч. игра.

Вы не можете использовать обычный вентилятор и радиатор для портативного компьютера, тем более AIO или пассивный радиатор. Вот почему ноутбуки и мобильные устройства используют совершенно разные технологии охлаждения.

Тепловые трубы

Одним из первых решений, разработанных для охлаждения ноутбуков, стали тепловые трубки. Вот как работают тепловые трубки, согласно Цельсия, производитель радиаторов.

Тепловые трубки построены с тонким слоем фитильной структуры, нанесенным на их внутренние стенки для поглощения хладагента. Затем он заполняется охлаждающей жидкостью, такой как вода, и закрывается вакуумом. Этот процесс обеспечивает равномерное распределение теплоносителя по трубе.

Когда один конец тепловой трубки нагревается, хладагент, абсорбированный во внутреннем слое, испаряется и перемещается к более холодному концу тепловой трубки. Затем пар охлаждающей жидкости конденсируется и повторно поглощается структурой фитиля. Затем сжиженный хладагент проходит через фитиль обратно в нагретую секцию за счет капиллярного действия.

Связанный: Как сделать ноутбук прохладным своими руками

Эти тепловые трубки обычно подключаются к чипу через проводящую базовую пластину с материалом теплового интерфейса между ними, который помогает отводить тепло. Однако по мере того, как процессоры становились все более горячими и мощными, этого приложения вскоре стало недостаточно. Некоторые производители решили эту проблему, установив тепловые трубки, непосредственно контактирующие с чипом, но это не так эффективно охлаждает всю поверхность чипа. Это потому, что трубы не соприкасаются со всей поверхностью процессора.

Паровая камера

​​​​​​​

Это решение проблемы ограниченного пятна контакта тепловой трубки. Паровые камеры, по сути, представляют собой тепловые трубки, сплющенные и изогнутые в соответствии с формой тепловыделяющей части. Независимо от того, является ли это плоским четырехугольником или имеет различные выступы и углубления, испарительные камеры остаются в контакте со всей его поверхностью для эффективной передачи тепла.

Согласно Celsia, испарительные камеры повышают эффективность охлаждения на 20–30%. Это означает, что ноутбуки теперь могут иметь более тонкие решения для охлаждения без снижения их производительности, что позволяет производителям создавать высокопроизводительные тонкие и легкие ноутбуки.

Ноутбуки с водяным охлаждением?

​​​​​​​

В то время как большинство из нас считает, что водяное охлаждение ноутбука невозможно или нецелесообразно, некоторые производители так не считают. Некоторые производители предлагают высокопроизводительные ноутбуки, которые можно использовать с водяным охлаждением. Обычно они включают в себя дополнительную док-станцию, для которой требуется пара подключений к компьютеру. Ноутбуки с водяным охлаждением предлагают прирост производительности, но это чрезвычайно нишевый продукт. Это потому, что неудобно подключать и отключать систему каждый раз, когда вы перемещаете свой ноутбук.

Вы должны быть особенно осторожны, чтобы при перемещении в системе не осталось воды, так как она может протечь и повредить ваше устройство. Кроме того, модуль водяного охлаждения громоздкий, что делает его непрактичным для такого портативного компьютера.

Интерфейсы чип-радиатор

Распределитель тепла чипа и испарительная камера или медное основание вашего радиатора изготовлены из твердых металлов. Это означает, что между ними обязательно будут микроскопические воздушные зазоры, что резко снижает эффективность охлаждения.

Вот почему вы должны установить термопрокладку, термопасту или жидкий металл между двумя поверхностями, чтобы лучше отводить тепло.

Термопрокладки

Эти прокладки являются самым простым в применении раствором для отвода тепла. Это потому, что это твердые, мягкие материалы, которые вы просто кладете на поверхность чипа, который вам нужно охладить. Однако, поскольку они все еще твердые, они менее эффективны для перекрытия всех воздушных зазоров между вашим кулером и процессором.

Термопаста

​​​​​​​

Как правило, это предпочтительное решение для большего числа компьютерных энтузиастов. Это потому, что они эффективно поддерживают контакт вашего чипа и кулера, оставаясь при этом доступными. Кроме того, термопаста обычно не проводит электричество, поэтому, даже если вы случайно допустите ее попадание на компоненты материнской платы, у вас вряд ли возникнут проблемы.

Как следует из названия, в этом материале используется металл для эффективного отвода тепла. Поскольку металл обладает высокой проводимостью, он отлично справляется с охлаждением ваших чипов. Однако его основным недостатком является то, что он дорогой, иногда до 50% дороже. Кроме того, поскольку металл является проводящим, если вы случайно прольете его часть на чип или плату и не очистите его, у вас могут возникнуть проблемы.

Этот материал лучше оставить профессионалам и экспертам, которые знают, что они делают с компьютерами.

Связанный: Как повторно вставить ваш процессор

Больше производительности, больше тепла, больше охлаждения

По мере того, как компьютерные чипы становятся более мощными и требуют больше энергии для работы, их тепловыделение будет увеличиваться. Вот почему крайне важно иметь эффективное решение для охлаждения, если вы хотите довести свое оборудование до предела.

Тем не менее, вам не нужна лучшая доступная система охлаждения, если вы не собираетесь сильно нагружать свое оборудование. Для большинства пользователей стандартной конфигурации радиатора и вентилятора, которая поставляется с вашим процессором и графическим процессором, будет достаточно.

И если у вас есть ноутбук, вам не нужно беспокоиться об этих вещах. Это потому, что производитель установит на ваш компьютер лучшую систему охлаждения, учитывая ее производительность, портативность и цену.

Как предотвратить перегрев компьютера и сохранить его прохладным

Перегрев компьютера может привести к повреждению оборудования. Используйте эти советы, чтобы охладить компьютер и поддерживать безопасную температуру.

Читать далее

Об авторе