Чем охлаждается процессор на материнской плате: Как охладить процессор: программными и аппаратными методами

Как выбрать охлаждение для центрального процессора — i2HARD

Статьи

Алексей Лалитин

9 января 2019

При сборке компьютера выбору охлаждения для центрального процессора зачастую уделяют мало внимания.

Потратив выделенный бюджет на основные комплектующие – процессор, видеокарту, память и материнскую плату, охлаждение для процессора выбирают по остаточному принципу. Зачастую это — ошибочный подход, который может привести к различным проблемам.

Давайте рассмотрим основные моменты, на которые стоит обратить внимание при выборе системы охлаждения ЦП. А также обозначим мелкие нюансы, которые при этом упускают из вида.

Виды охлаждения

Прежде всего, нужно определиться с тем, какой вид охлаждения вам нужен. На данный выборпрежде всеговлияет бюджет, выделенный на приобретение системы охлаждения.

Воздушное охлаждение

BOX-версии процессоров часто комплектуются простенькими кулерами, которых достаточно для охлаждения процессора.

Но возможно будет выгоднее приобрести ОЕМ-версию процессора и отдельный кулер.

Если вы приобретаете бюджетный или среднебюджетный процессор с небольшим TDP значением, то покупать к нему СО равной ему стоимости смысла нет, и здесь подойдет обычный простой кулер, похожий на боксовый вариант. Чаще всего это призматический или цилиндрический алюминиевый радиатор с вентилятором на 80 или 90 мм. В более продвинутых моделях может быть вставлен медный сердечникили полностью медное основание с одной или двумя тепловыми трубками – такие варианты предпочтительнее.

Более эффективными для охлаждения центрального процессора являются кулеры башенной конструкции.

Из основания, прижимающегося к теплораспределительной крышке процессора, выходят тепловые трубки. На них нанизаны ребра, значительно увеличивающие площадь поверхности теплообмена. Саму башню обдувает вентилятор.

Башенные модели могут быть небольшого размера и по доступной цене, а также флагманские модели огромного размера с несколькими вентиляторами.

Эффективность последних уже будет достаточна для охлаждения любых процессоров с высоким TDP, в том числе и с разгоном.

Для компактных корпусов предусмотрены особые модели эффективных кулеров топ-конструкции. Данная конструкция похожа на рассмотренные выше башни, но вся система трубок, радиаторов и вентилятора расположена горизонтально. Такой кулер занимает мало места по высоте, вентилятор дополнительно обдувает околосокетное пространство.

Системы жидкостного охлаждения

В последние годы СЖО получили большое распространение. Многие компании выпускают разнообразные модели. Цены на них сравнимы с эффективными башенными кулерами.

В применении СЖО можно отметить ряд преимуществ. Меньшая нагрузка на текстолит материнской платы, в отличие от тяжелого башенного радиатора. Больше свободного места в корпусе, что улучшает циркуляцию воздуха. Вентиляторы не только охлаждают радиатор, но и выдувают теплый воздух из корпуса. Также можно отметить и эстетическую сторонус распространением корпусов с огромными прозрачными окнами и моды на RGB-подсветку, СЖО смотрится предпочтительнее башенного кулера.

Конструкции необслуживаемых СЖО не сильно отличаются. Обычно это водоблок, совмещенный с помпой. Гибкими шлангами он соединён с радиатором, на который установлены вентиляторы.

Радиатор может быть типоразмера 120, 240, 360, 480. Чем больше его размер, тем эффективнее охлаждение, но и тембольше места под него требуется в корпусе, и выбор будет зависеть от конкретного корпуса.

Особняком стоят кастомные системы жидкостного охлаждения. Используются в основном в компьютерах энтузиастов или эстетов с модинговыми корпусами.

Такие системы собираются непосредственно пользователем, их цена сопоставима со стоимостью самого процессора.

Основные критерии выбора

Сокет

Прежде всего, крепления системы охлаждения должны подходить под сокет материнской платы.

AMD использует одинаковые крепление для всех поколений сокетов АМ и FM, кроме AM4. Но и к АМ4 подойдет любой кулер для AMD процессора, если он крепится на прижимные скобы. Для крепления моделей с бэкплейтом потребуются другие крепежные элементы для АМ4. Практически все производители оснастили таким набором свои новые и старые модели, в крайнем случае, продают их отдельно. Особняком стоит сокет TR4, для него нужно свое охлаждение, особенного размера и варианта крепления.

Проще всего с сокетами intel, платформы с LGA 11хх используют полностью одинаковое крепление, и все системы охлаждения будут совместимы. Сокеты LGA 2066 и LGA 2011-3 имеют одинаковое крепление и они также совместимы.

Чаще всего современные башенные кулеры и необслуживаемые СЖО оснащаются универсальными монтажными наборами подходящих для большинства популярных систем креплений.

Размеры

Следующий важный момент при выборе – это габариты и размеры систем охлаждения. Башенный кулер должен без проблем входить в ваш корпус. Обычно в характеристиках корпусов указана поддерживаемая максимальная высота кулера.

Также в характеристиках корпусов указывается поддержка размеров радиаторов жидкостных систем охлаждения. Стоит учесть, что не во всякий корпус можно вообще установить радиатор СЖО.

Немаловажный нюанс для башенного кулера – совместимость с радиаторами оперативной памяти.

Если радиатор высокий, то он может перекрываться или ребрами кулера, или установленным вентилятором. Данный показатель в характеристиках кулеров не указывается, и его можно посмотреть в обзорах.

Существуют башни со скошенной конструкцией радиатора, при этом они вообще не перекрывают слоты оперативной памяти.

Характеристика TDP

В характеристиках процессоров и систем охлаждения указывается значение TDP (Thermal Design Power). Это показатель максимального количества тепла, с отводом которого должна справляться система охлаждения для эффективного охлаждения крышки процессора.

Данное значение у СО должно, как минимум, совпадать со значением процессора, а желательно превосходить его.

Здесь важно учесть, что процессоры с возможностью разгона будут при этом самом разгоне выделять значительно больше тепла.

Для таких процессоров потребуется и система охлаждения с большим значением TDP.

Второстепенные критерии выбора

Уровень шума

Многим пользователям важно не только то, что СО справляется с охлаждением, но и важен ее уровень шума.

В большей степени на уровень шума влияют характеристики используемых вентиляторов. Вот здесь и пригодится запас по эффективности, о котором мы говорили выше. Для наглядности приведем пример: процессор с TDP 90 Вти кулер с TDP 90 Вт, для охлаждения процессора под нагрузкой вентилятор будет работать на 100% оборотов, создавая при этом большой шум. Если же использовать более эффективный кулер на 180-200 TDP, то он будет работать до 50% оборотов, и вы его при этом не услышите.

Что касается регулировки оборотов вентиляторов, то все современные материнские платы умеют управлять этим показателем в зависимости от нагрузки. И не важно, подключается вентилятор 4-пин контактом с PWMили 3-пин контактом с регулировкой за счет изменения напряжения.

В последнее время обычно все производители выпускают вентиляторы с PWM.

На уровень шума будет влиять и количество вентиляторов. Во многих моделях башенных кулеров используется два вентилятора. А в СЖО может быть и три, и четыре вентилятора. С одной стороны, чем больше вентиляторов, тем выше уровень шума; но с другой, чем больше вентиляторов, тем эффективней они смогут отводить тепло от радиатора, и тем на меньших оборотах они будут работать.

Размеры вентиляторов также могут повлиять на эффективность и уровень шума. Если говорить проще – чем больше размер вентилятора, тем он эффективней может охлаждать при меньших оборотах. Естественно, поставить вентилятор 140 ммна маленький радиатор не получиться, поэтому его размеры зависят от размеров самого кулера.

Зачастую производители в характеристиках систем охлаждения указывают уровень шума в дБ. Но этому показателю не стоит доверять, лучше посмотреть обзоры на независимых ресурсах, там авторы указывают реальные шумовые характеристики, которые добавляют в плюсы или минусы той или иной модели.

Тепловые трубки

Наиболее оптимальные по цене/эффективности башенные кулеры имеют три-четыре тепловых трубки. Здесь на эффективность влияет не столько количество трубок, сколько размер радиатора и вентилятора. Чем они больше, при прочих равных условиях, тем кулер будет эффективней.

Более пяти трубок – это уже массивный суперкулер, рассчитанный на охлаждение разогнанного процессора. Может быть двухсекционным, с двумя или тремя вентиляторами.

Можно еще обратить внимание и на подошву башенного кулера. Распространены два варианта крепления тепловых трубок: с непосредственным их контактом с теплораспределительной крышкой процессораи трубки, впрессованные в пластину основания, без непосредственного контакта. Здесь более важным будет качество самой поверхности. Она должна быть идеально ровной и отшлифованной. В бюджетных вариантах с прямым контактом трубок этого условия добиться сложнее.

Подсветка

Напрямую на эффективность данный параметр не влияет. Но с эстетической точки зрениядля общего оформления интерьера корпуса данный параметр важен.

Подсветка может быть одноцветной, например, в башенных кулерах. Многоцветная RGB-подсветка может подключаться к контроллеру материнской платы, иметь собственный контроллер с пультом ДУ. Здесь выбор зависит только от ваших предпочтений.

Варианты выбора

Подведем итоги наших рекомендаций.

Для бюджетного процессора с небольшим значением TDP будет достаточно боксового кулера. Аналогичный по конструкции кулер, приобретенный отдельно может быть и тише, и эффективнее. Эффективность модели с медным основанием будет выше. Заострять внимание на наличие PWM в данном случае не нужно.

Для среднепроизводительных процессорови не самых горячих процессоров с возможностью разгона лучше всего подойдут недорогие башенные кулеры с тремя-четырьмя тепловыми трубками. Если бюджет позволяет, и важна эстетика сборки, то можно присмотреться к СЖО с радиатором на 120 мм.

При сборке системы в компактном корпусе нужно выбирать среди специальных решений с топ-конструкцией. Небольшая высота такого кулера хорошо сочетается с его эффективностью.

Для охлаждения флагманских процессоров с возможностью разгона и высоким тепловыделением нужны башенные суперкулеры или СЖО. Они обеспечат эффективное охлаждение и низкий уровень шума.

Экстремальное охлаждение процессоров — Ferra.ru

Существует на свете такая порода людей, которым всегда мало того, чего для всех других, казалось бы, хватает с лихвой. Им всегда надо большего. Да так, что бы кровь кипела, потому что давно зависимый от адреналина организм, требует все новых и новых острых ощущений. Экстремалы. Что им нужно? Конечно же скорость, где бы и в каком бы виде она ни была: диких мотоциклетных гонках, быстрых автомобилях, в горах,  прыжках с парашютом или в виртуальном мире скоростей процессорной техники. Да уж, наш технотронный мир породил новые ощущения, ощущения от гонки процессоров, гонки самых быстрых вычислений, которые способны понять лишь считающие себя избранными. Разгон компьютеров в экстремальных условиях стал уже той субкультурой, которая поглотила в себя многих…

Современный процессор — это еще тот номер. Он и без всякого экстремального разгона греется как паяльник, которым запросто можно было бы запаять дырявый бак автомобиля. И чтобы прилично поднять планку его производительности, требуются уже совершенно иные условия, новые типы борьбы с тепловыделением — экстремальное охлаждение. Инновации коснулись и этой области техники. Тут уж в силах помочь лишь особые системы охлаждения. Вернее, это уже не охлаждение в простом понимании этого слова, это режим тотальной заморозки. Обеспечение температур,  близких к температурам воздуха Антарктики, или же космического холода …

В мире существует всего несколько фирм, специализирующихся на выпуске специальных систем экстремального охлаждения для компьютеров. Монтируются такие установки в специальные корпуса и стоят немало. Однако, что деньги для тех, кто  привык брать от жизни все, бороться за каждый лишний мегагерц и за каждый градус. И немалая сумма, выложенная за самую эффективную в мире установку охлаждения центрального процессора, этим людям не кажется излишней. Что можно сотворить с  процессором с помощью этой установки — это уже, наверное, тема индивидуального, сокровенного захватывающего повествования…

Самыми мощными средствами охлаждения для компьютеров на сегодняшний день являются, так называемые, криосистемы. Криосистемы могут опустить температуру процессорного ядра до -40 градусов Цельсия, а то даже и еще ниже. Криогенные установки стоят дорого — сотни и тысячи долларов. Поставляются уже встроенными в специальные корпуса, либо в виде собранного на заказ готового компьютера. Имея такое охлаждение, можно повышать частоту и напряжение питания процессора до максимально возможного предела, не заботясь о перегреве ядра. Такие установки котируются в немногочисленных тестовых лабораториях, и, конечно же, от криосистемы не отказался бы каждый истинный компьютерный фанат.

Конструктивные особенности криосистем

Криогенная система охлаждения (под криогенными системами здесь и далее автор понимает обычные холодильные машины. Что ж, его право, не будем настаивать,  хоть это и не совсем верно с точки зрения физики — прим. ред.) на компьютере, на первый взгляд, кажется чем-то чрезвычайным, некой чудовищной машиной, чья конструкция была создана, как минимум, где-то в холодных далях чужой звездной системы. Название-то какое — криогенное охлаждение. Однако за броскими словами на самом деле скрывается самая тривиальная установка, сотни миллионов которых неизменно трудятся практически в каждом нашем доме, не зависимо от того, являются ли их владельцы обладателями ПК или слыхом о таких не слышали. Загляните за заднюю стенку своего домашнего холодильника, и вы наверняка увидите то, что является его сердцем и сердцем любой компьютерной криосистемы — мирно урчащий «горшок» холодильного агрегата. Широко применяются холодильные агрегаты и в другом бытовом, промышленном и лабораторном оборудовании.

Принцип действия криосистемы хорошо известен, и отработан уже более чем за сотню лет (рис.1). Компрессор нагнетает сжиженный газ — хладагент, фреон или его заменитель, в испарительную камеру.

Подаваемый под давлением через дроссель (представляющий собой капиллярную трубку) сжиженный газ интенсивно испаряется и охлаждает камеру. Тот же компрессор вытягивает охлаждающий газ с другой стороны камеры и сжижает его в специальном конденсаторе. При сжижении, превращаясь в жидкость, газ нагревается, поэтому для конденсатора желательно дополнительное охлаждение. Хладагент вновь подается в испарительную камеру, где он опять выступает в роли охлаждающего вещества. Хладагент постоянно циркулирует в замкнутой системе, проходя фазы жидкость/газ, забирая тепло в испарительной камере и отводя его через конденсатор наружу.

Конструктивно, небольшой холодильный агрегат монтируется в корпус компьютера  в нижней или верхней его части. Туда же помещается небольшой конденсатор, снабженный собственным вентилятором. Охлаждающая испарительная камера, она же кулер процессора, по меркам бытовых холодильных машин выглядит совершенно миниатюрной, да и все детали в этой системе, в общем-то, не очень большие, следовательно, хладагента тоже немного, и с ттаким его объемом справляются даже маленькие компрессоры. Компрессор всегда производит какой-то шум, однако от маленького агрегата он невелик, и ощутимые звук и вибрация появляется лишь в момент запуска цикла. То же можно сказать и о тихом низкооборотном вентиляторе конденсатора. В компьютерных корпусах могут применятся холодильные агрегаты, рассчитанные на питание постоянным током 12 В. Но это не значит, что компрессор разработан специально для блока питания ПК. Просто взят обычный компрессор от автомобильного холодильника, рассчитанного на бортовую сеть автомобиля, в которой тоже 12 В.

Как уже говорилось,  такая система способна обеспечить процессору отрицательную температуру по шкале Цельсия. Поэтому в конструкции компьютерной криосистемы обязательным элементом является не только сама холодильная машина, но еще, как бы это ни дико звучало, нагреватель. Большие и резкие перепады температур приводят к проблемам, которые никогда не могу проявиться при охлаждении воздухом или даже водой комнатной температуры. Влага из окружающей среды (которая всегда есть в воздухе) интенсивно конденсируется на элементах, чья температура ниже температуры воздуха и иногда даже, поскольку температура этих элементов часто оказывается не только ниже температуры окружающей среды, но и ниже нуля, спокойно меняет свое агрегатное состояние еще раз, то есть превращается в лед. И даже если не превращается в лед, то все равно остается на этих элементах в виде воды. Поэтому, если не принять мер, то корпус процессора, окружающие его участки материнской платы, и даже обратная ее сторона постепенно покроются толстой шубой из намерзшего инея (вы это видели — загляните в морозильную камеру), или тонким слоем чистейшей дистиллированной воды Чем это грозит, нетрудно догадаться. Влага является проводником электричества, следовательно, вода на материнской плате и процессоре запросто может вывести из строя множество дорогих железок.

Самый эффективный способ борьбы с конденсацией — это нагрев. Поэтому криосистемы снабжаются не только охладителем, но и элементами нагрева. Испаритель охлаждает ядро процессора, а нагреватель греет его корпус по периметру и часто обратную сторону материнской платы. Получается, что при охлаждении ядра даже до очень низких температур корпус процессора и окружающие его элементы остаются теплыми, препятствуя, таким образом, конденсации на них угрожающей электронике коротким замыканием влаги. Кроме того, процессор помещается в специальный изолирующий футляр. Трубки, подходящие к испарителю, заключаются в теплоизоляцию. Для лучшей гидроизоляции применяются специальные герметики.

Примечательно то, что КПД холодильных установок выше единицы. То есть, количество поглощенной тепловой энергии больше, чем затраченной электрической.  Нет, речь идет не о вечном двигателе, и с законом сохранения энергии здесь все в порядке. Дело в том, что холодильная компрессорная установка не вырабатывает энергию сама, а просто работает тепловым насосом — перекачивает уже существующую  энергию с одного места в другое, и тепло  от испарителя транспортируется к конденсатору, где и выделяется. Энергию компрессор, разумеется, потребляет, причем зачастую немалую — скажем, сотню ватт.

Криогенные компрессорные установки для компьютеров выпускает не так уж много фирм. Среди них нужно отметить VapoChill от Asetek и криоустановку KryoTech Super G2. Обе они оборудованы холодильными компрессорными агрегатами, вмонтированными в поставляемый вместе с установками ATX корпус.

Криогенные системы VapoChill отличаются стильным дизайном, разнообразием цветовых решений, поставляются для разных типов процессоров с агрегатами, рассчитанными на разную мощность. Холодильный компрессор в корпусе VapoChill устанавливается сверху (рис.2), там для него отведен специальный вместительный отсек, куда помещается также радиатор и его вентилятор.

Корпус с криоустановкой оборудован системой термоконтроля и всеми атрибутами приличного компьютерного корпуса. Вентиляционные прорези и окошко индикатора температуры выполнено в приятных плавных линиях, как и формы всего корпуса VapoChill. Лицевую панель дополняют три стандартные 5,25’ отсека и один отсек для флоппи. Внутри есть еще пять 5,25’ отсеков. Несмотря громоздкое внутреннее оборудование и немалые размеры, корпуса VapoChill выглядят довольно легко и элегантно (рис.3).

Верхняя часть корпуса VapoChill изолирована от остальной его части обычного АТХ формата стальной перегородкой. Здесь установлен горшкообразный компрессор, трубчатый радиатор конденсатора и его вентилятор (рис. 4).

Кругом достаточно места для хорошей вентиляции пространства вокруг компрессора. Верхнее расположение тяжелого компрессора высоко смещает центр тяжести всего корпуса и делает его менее устойчивым, тем более, что внизу никаких дополнительных опор для придания устойчивости не предусмотрено. В нижнюю часть корпуса, где установлена материнская плата и все остальное оборудование компьютера в обычном порядке, опускается двунаправленный трубопровод в толстой теплоизоляции. Главный охлаждающий элемент CPU, испаритель, заключен в специальный футляр довольно сложной конструкции, в который также вмонтирован плоский нагревательный элемент. Все это надежно изолируется от окружающего пространства с помощью внешнего кожуха (рис.5).

В то время как медная вставка радиатора охлаждает ядро процессора до низких температур, нагреватель обогревает корпус процессора, препятствуя конденсации внутри влаги. Общая плотная изоляция направлена на защиту охлаждающего блока от проникновения атмосферной влаги. На материнской плате криоблок VapoChill выглядит довольно компактно (рис.6). Разные модификации криогенных установок VapoChill могут понижать температуру незагруженного процессора до  -25…-40 градусов Цельсия.

Другой известной установкой для охлаждения компьютеров является криосистема KryoTech Super G2. В ней реализован тот же принцип охлаждения — с помощью стандартного холодильного компрессора. В отличие от описанной выше установки VapoChill, теперь холодильный агрегат крепится внизу, что придает хорошую остойчивость этому довольно высокому корпусу.

KryoTech Super G2 также поставляется уже вмонтированной в собственный корпус. Внизу установки — отсек для холодильного агрегата (рис.7), вверху — пространство стандартного АТХ корпуса. Корпус укомплектован четырьмя 5,25’ внешними отсеками, двумя наружными отсеками для 3,5’ устройств, блоком питания на 350W. Есть несколько посадочных мест для дополнительных вентиляторов.

В нижнем отсеке стоит компрессор, радиатор конденсатора и тихоходный вентилятор увеличенного диаметра. Там же, с выходом на переднюю панель, стоит жидкокристаллический индикатор системы встроенного температурного контроля. Изолированная шина для хладагента идет снизу по задней стенке корпуса, соединясь с испарительным блоком охладителя CPU. Охлаждающий блок для CPU изготавливается только для процессоров AMD (рис.8). Он, как и положено, закрыт изолирующим футляром и оборудован встроенным нагревателем по периферии корпуса процессора. Заявлена максимально низкая температура охлаждения радиатора испарителя -40 градусов Цельсия.

Про конденасцию влаги мы уже писали. Эта проблема, хотя и решается частично путем нагревателей и изоляции, все же присутствует, и от нее никуда не деться. Даже в описанных криосистемах вероятность выхода комплектующих из строя  из-за влаги все же есть.

У холодильных систем есть и другие недостатки. Для того, что бы холодильный компрессор вошел в свой рабочий режим, требуется некоторое время. Поэтому криоустановку лучше включать за некоторое время перед запуском процессора.
Если какой-то элемент цикла выйдет со строя, то перестанет работать вся система охлаждения ядра, и процессор перегреется и, если ваша плата не оборудована системой защиты от перегрева, сгорит, так как сам радиатор надежно изолирован от окружающего воздуха и рассеивания тепла в окружающую среду практически нет. К счастью, для Pentium 4 эта проблема вовсе неактуальна, да и качественные платы для Socket A уже давно оснащаются системами контроля температуры, реагиру\ющими на ее повышение практически мгновенно А вот если выйдет со строя система обогрева корпуса процессора, то процессор обмерзнет и, в конце концов, что-то все-таки сгорит. Систем контроля уровня влажности в материнские платы и процессоры, к сожалению, не встраивают.

Также к недостаткам таких систем можно отнести большие габариты и немалый вес, шум, ну и, само собой — очень уж высокую стоимость.

Охлаждение CPU на основе элементов Пельтье

Кулеры на основе элемента Пельтье также могут охлаждать радиатор CPU ниже температуры окружающего воздуха и даже ниже нуля. Эффект Пельтье относится к разряду термоэлектрических явлений, он был впервые открыт французом Жаном-Шарлем Пельтье в 1834 году. Когда Жаном-Шарлем Пельтье пропустил постоянный ток через полоску висмута, подключенную с помощью двух медных проводников, то он заметил, что соединение, где ток идет от меди к висмуту нагревается, другое соединение — висмут-медь, через которое ток шел в обратном направлении, охлаждалось.  Позже выяснилось, что этот эффект в значительной степени усиливается, если вместо металлов использовать соединения из разнородных полупроводников. На том и основаны конструкции современных элементов Пельтье.

Конструктивно охладитель на основе эффекта Пельтье состоит из последовательного соединения множества чередующихся полупроводниковых элементов n и p-типов. При прохождении постоянного тока через такое соединение одна половина p-n контактов будет нагреваться, другая наоборот — охлаждаться. Полупроводниковые элементы ориентированы так, чтобы нагревающиеся контакты выходили на одну сторону, охлаждающиеся — на другую. Получается пластинка, покрытая с обеих сторон материалом из керамики.

Если подать на пластинку из элементов Пельтье достаточно сильный ток, то одна ее сторона нагреется, а другая охладится, а разность температур между ними может достигать нескольких десятков градусов. Холодную сторону кладут на ядро CPU, на горячую же устанавливают радиатор с воздушным или водяным охлаждением. Получается конструкция очень похожая на обычный воздушный кулер или систему водяного охлаждения. Тонкую, всего несколько миллиметров толщиной пластинку Пельтье, здесь сразу можно и не заметить. Однако эффект от охлаждения сильно возрастает, так как теперь температуру со стороны ядра можно опустить ниже температуры окружающего воздуха и даже ниже нуля, чего никак не достичь при обычных системах воздушного или водяного охлаждения.

Для достижения нужного эффекта через него нужно пропускать ток большой величины — более 10 А. КПД элемента Пельтье достаточно низок. Значительная часть затраченной энергии не приносит никакой пользы, а лишь выделяется в виде дополнительного тепла с горячей стороны элемента. Таким образом, суммарное количество тепла, выделяемого на радиаторе элемента Пельтье, будет раза в два больше, чем, если бы он не использовался вообще.Соедовательно, радиатор потребует куда мощную систему отвода тепла. Спасает лишь то, что радиатор на элементе Пельтье может выдерживать температуры гораздо выше, чем если бы это был просто радиатор на ядре процессора. Элемент Пельтье не выходит из строя при 100 градусах.

Воздушные кулеры, дополненные элементом Пельтье очень легко устанавливаются, не требуя корпусов специальной конструкции. Да и на вид они мало чем отличаются от своих простых воздушных собратьев. Однако для них требуется либо дополнительный блок питания, либо БП компьютера должен быть рассчитан на большую мощность, что бы ее могло хватить и на немалые аппетиты термоэлектрического охладителя.

Системы охлаждения CPU, использующие в своей конструкции элемент Пельтье выпускаются разными фирмами. Это может быть просто очень тонкая термоэлектрическая пластинка элемента Пельтье, которая вкладывается между радиатором обычного воздушного кулера достаточной мощности или ватерблоком (рис. 9, 10), не требуя никаких дополнительных приспособлений.

В качестве примера более завершенной конструкции можно привести систему совместной разработки Thermaltake и ActiveCool — SubZero™ 4G (рис.11). Эта установка состоит из массивного радиатора с мощным вентилятором, в подошву которого встроен термоэлектрический модуль Пельтье. Крепится радиатор SubZero™ 4G как обычный процессорный кулер.

Вместе с ним в комплекте идет PCI-карта, содержащая систему терморегуляции и управления вентиляторами (рис.12), в ней же встроен дополнительный блок питания для модуля Пельтье, также снабженный собственным вентилятором. БП SubZero™ 4G довольно плоский, и запросто вмещается в PCI-слот материнской платы, не мешая установке других плат расширения.

К недостаткам элементов Пельтье, прежде всего, следует отнести их низкий КПД и высокое энергопотребление. Радиатор на элементе Пельтье нагревается гораздо выше обычного кулера. Если он охлаждается воздушным кулером, то количество рассеиваемого тепла теперь гораздо больше: к теплу самого процессора добавляется немалое тепловыделение от термоэлектрического элемента Пельтье. Все это тепло попадает во внутрь корпуса, поэтому требуются дополнительные меры для его вентиляции. Надежность элементов Пельтье тоже не очень высока. Сама пластинка обладает очень плохой теплопроводностью. Если термоэлектрический модуль по каким-то причинам перестанет работать, то элемент Пельтье сразу же превращается в керамический теплоизолятор, и огромный кулер поверх него попросту окажется бесполезным, а процессор, если не будет принято каких-либо мер автоматического отключения, скорее всего сгорит. При установке модули Пельтье также требуют применения специальных герметизирующих прокладок, так как их холодная сторона способна конденсировать влагу из окружающего воздуха.

И еще несколько слов

В свете последних достижений процессорной индустрии, когда штатные частоты CPU перевалили за рубеж 3 ГГц, киличество выделяемого процессорами тепла увеличивается и каких-то кардинальных решений по его уменьшению на уровне чипа пока что не предвидится, применение средств охлаждения, которые мы сейчас именуем не иначе как экстремальными или альтернативными, может стать делом совершенно обычным. И из удела экстремалов и оверклокеров они, может быть, перейдут в разряд устройств для спокойных домашних пользователей. Может, мы еще доживем до такого времени, когда в стандартном компьютерном корпусе, кроме предустановленного БП, будет присутствовать отсек с небольшим холодильным агрегатом. Учитывая давно отработанные технологические процессы производства бытовых компрессоров, при их серийном выпуске в качестве компьютерных аксессуаров, цена должна быть не слишком высокой. Или может быть воздушные кулеры вдруг массово обзаведутся встроенными в свое основание модулями Пельтье…

Нет, я не хочу доживать до этого времени.

Как работает вентилятор охлаждения процессора? | Малый бизнес

Милтон Казмейер

Центральный процессор — это мозг любой компьютерной системы, выполняющий миллионы вычислений каждую секунду. Однако вся эта компьютерная мощность выделяет тепло — достаточное, чтобы вывести из строя деликатную электронику. Вентилятор охлаждения ЦП необходим для рассеивания этого тепла, а техническое обслуживание систем охлаждения ваших компьютеров может увеличить срок их службы и снизить вероятность повреждения важных бизнес-систем.

Конвекция

1. Основным термодинамическим принципом охлаждения процессора является конвекция. Горячий объект передает часть этого тепла молекулам воздуха у своей поверхности, слегка охлаждаясь при этом. Если воздух движется, то эти нагретые молекулы уплывают, позволяя более прохладному воздуху заменить их и поглотить больше тепла. Использование вентилятора заставляет воздух двигаться, обеспечивая постоянный поток более холодного воздуха для поглощения тепла от объекта и значительно увеличивая скорость охлаждения.

Радиаторы

1. Простого обдува процессора воздухом недостаточно для его охлаждения из-за высоких температур, которые могут достигать эти чипы. Радиатор — это блок из алюминия или другого металла, предназначенный для отвода тепла. Нижняя часть радиатора плоская, чтобы обеспечить максимальный контакт с процессором, а верхняя поверхность содержит ряд узких ребер с воздушными каналами между ними. Это значительно увеличивает площадь поверхности, доступную для конвективного охлаждения, и увеличивает количество тепла, которое вентилятор процессора может рассеять, когда он продувает воздух через эти каналы.

Переменная скорость

1. Большинство современных вентиляторов ЦП имеют регулировку скорости. Датчики на материнской плате отслеживают температуру процессора во время работы компьютера и направляют вентилятор на ускорение или замедление в зависимости от активности и нагрузки. В зависимости от производителя вашего процессора и кулера вентилятор может останавливаться в периоды простоя, раскручиваясь только в условиях интенсивных вычислений. Вы должны услышать, как вращается ваш вентилятор при запуске графически интенсивных программ, таких как инструменты автоматизированного проектирования или программы рендеринга видео. Если вы слышите, как вентилятор процессора работает на высокой скорости, когда компьютер выполняет менее интенсивные задачи, такие как вычисления в электронных таблицах или обработка текстов, это может указывать на проблему или мошенническое вредоносное ПО, работающее в вашей системе.

Эффективность охлаждения

1. Вы можете обеспечить максимальную эффективность вентилятора охлаждения процессора, выполнив несколько шагов. Вы должны регулярно очищать вентилятор и радиатор с помощью пылесоса со сжатым воздухом, чтобы предотвратить накопление тепла, которое может удерживать тепло и повредить двигатели вентиляторов и подшипники. Обязательно выключите компьютер и оставьте его выключенным на несколько минут, чтобы он остыл, прежде чем вытирать пыль. Вы также должны попытаться максимизировать поток воздуха через компьютерные корпуса, следя за тем, чтобы воздухозаборники и вентиляционные отверстия оставались чистыми и свободными, а также избегая спутывания кабелей внутри корпуса, которые могут препятствовать потоку воздуха. Потратив несколько минут на обслуживание системы охлаждения ЦП, вы сможете продлить срок службы ценного оборудования компании или заменить сгоревшие системы на ранней стадии.

Ссылки

• Anandtech: Руководство по радиаторам — Основы технологии охлаждения и радиаторов
• ExtremeTech: Руководство ExtremeTech по воздушному охлаждению вашего ПК
• TechRadar: Как работают процессорные кулеры?

Писатель Биография

Милтон Казмейер работал в сфере страхования, финансов и производства, а также работал федеральным подрядчиком. Он начал свою писательскую карьеру в 2007 году и в настоящее время работает полный рабочий день писателем и транскрипционистом. Его основные области знаний включают компьютеры, астрономию, альтернативные источники энергии и окружающую среду.

Ваша материнская плата перегревается? 9 способов исправить это

Корпус ПК имеет несколько вентиляционных отверстий, радиаторов и вентиляторов, чтобы максимально снизить нагрев. Но даже после стольких предосторожностей ваша система может перегреться. И это может стать подавляющим.

Еще более тревожной является ситуация с перегревом Материнской платы, так как ее постоянно охлаждают вентиляторы и радиаторы.

Причин чрезмерного повышения температуры материнской платы может быть несколько, от простого скопления пыли до неисправной схемы. Но вам не о чем беспокоиться. Вы можете легко исправить большинство этих проблем и вернуть свою систему в нормальное состояние.

В этом руководстве мы предоставим вам наиболее вероятную причину перегрева материнской платы и способы ее устранения.

Содержание

Почему материнская плата перегревается?

Нагрев процессора является нормальным явлением. Но когда вы получаете сигнал тревоги о перегреве вашей материнской платы, это может вызвать у вас зуд в голове.

Очень редко материнская плата перегревается . Но это возможно. Есть несколько причин, по которым она превышает нормальную температуру. Давайте посмотрим на некоторые из них.

Скопление пыли

Одной из основных проблем является скопление пыли на материнской плате. Мы просто чистим корпус снаружи и забываем, что внутренняя часть тоже может быть загрязнена.

Когда пыль скапливается на плате, она может забить поры радиатора или помешать нормальной работе вентилятора . Это может привести к неэффективному охлаждению, и материнская плата может начать перегреваться.

Неисправный вентилятор

В вашем компьютере есть по крайней мере 2 вентилятора для обеспечения охлаждающего эффекта, даже если это основной вентилятор. Один вентилятор установлен над процессором для его охлаждения. Еще один лежит на задней части корпуса, что снижает температуру всей системы в целом.

Если вентилятор на задней панели не работает должным образом, материнская плата может перегреться. Причинами могут быть неисправный провод, неправильное или слабое соединение или поврежденный вентилятор.

Уменьшенное или избыточное количество вентиляторов

Как мы упоминали ранее, в каждой системе есть как минимум два вентилятора, которых может быть недостаточно. Если вы заядлый геймер или используете энергоемкие программы, то этих двух вентиляторов будет недостаточно для охлаждения вашего ПК. Вам понадобится корпус, который может вместить больше вентиляторов, и все вентиляторы должны работать.

Аналогичным образом, чрезмерное количество вентиляторов и неправильное управление воздушным потоком также могут привести к неправильному охлаждению. Поперечный ветерок от каждого вентилятора может мешать, и ваша материнская плата не получит необходимого охлаждающего эффекта.

Отапливаемое помещение

Если вы уезжаете в место с более жарким климатом или имеете относительно теплое помещение, то страдаете не только вы. Вентиляторы, какими бы эффективными они ни были, будут только гонять горячий воздух обратно к материнской плате.

Следовательно, внутренние компоненты могут перегреваться при использовании в таких условиях, что приводит к повышению температуры материнской платы.

Как сделать так, чтобы компьютер не НАГРЕВАЛ комнату!

Посмотрите это видео на YouTube

Разгон вашего процессора

Если вы любите настраивать параметры своей системы и разогнали свой компьютер, чтобы сделать его быстрее, то это может быть причиной перегрева вашей материнской платы.

Возможно, ваша система не рассчитана на дополнительные усилия, необходимые для разгона. Это может привести к повышению температуры некоторых частей, что приведет к перегреву материнской платы.

Неисправный блок питания

Неисправный блок питания или блок питания может вызвать ряд проблем в системе. Он может перегреться, повредить разъемы и поднять температуру материнской платы.

Если разъемы также не в порядке, то это могло привести к короткому замыканию некоторых частей. В конечном итоге это приведет не только к перегреву, но и к полному повреждению материнской платы.

Компактный корпус

Если вы выбрали меньший корпус для размещения оборудования вашего компьютера, то это также может быть причиной более высокой температуры материнской платы.

Компактный корпус не может обеспечить достаточную циркуляцию воздуха вентилятором. Вы, должно быть, чувствовали, что ноутбук горячее, чем рабочий стол. Это связано с его компактностью.

Если у вас такой кожух, то он может нагревать внутренние компоненты и соответственно материнскую плату.

Неверное чтение

Если вы получили предупреждение о более высокой температуре материнской платы от приложения на вашем ПК, возможно, это просто неисправность программы. Программа могла быть повреждена какой-то ошибкой и показывала неправильное чтение.

Поврежденный радиатор или неисправность схемы

Иногда проблема может оказаться более серьезной, чем ожидалось. Электронная схема внутри материнской платы могла быть повреждена. Или радиаторы на материнской плате могут быть физически сломаны.

Если термопрокладка и паста в стоке повреждены и недостаточны, то материнская плата обязательно перегреется.

Теперь, когда мы узнали причину проблемы, давайте перейдем к ее подробному решению.

Как устранить перегрев материнской платы?

Изучив причины, вы, должно быть, поняли, что большинство проблем легко устранимы. Ваш компьютер просто нуждается в небольшом уходе от вас, и он может быть как новый.

Теперь мы собираемся узнать , как решить проблему перегрева материнской платы без каких-либо задержек.

Тщательная очистка компьютера

Если вы видите пыль, скопившуюся внутри корпуса процессора после того, как открыли его, значит, пришло время тщательно очистить систему. Эффективный способ очистки корпуса процессора вы найдете ниже.

1. Отключите все провода и внешние устройства, такие как блок питания, VGA, USB и т. д. от системы.
2. Поместите корпус в открытое и чистое место .
3. Открутить гайки , удерживающие крышку кожуха с обеих сторон.
4. Разберите вентилятор, оперативную память, жесткий диск или твердотельный накопитель, видеокарту и все съемное оборудование.
5. Используйте воздуходувку для продувки корпуса воздухом, чтобы очистить его от пыли.
6. Используйте мягкую чистящую щетку , чтобы удалить грязь, застрявшую в компонентах.
7. Аккуратно очистите снятые компоненты , не причиняя им повреждений.
8. Организованно соберите оборудование и всю систему.
9. Если возможно, свяжите кабели и уложите их надлежащим образом с помощью стяжек-молний.
10. Если вы чувствуете, что ваша система нуждается в дополнительной очистке, вы можете найти другие способы ухода за своим компьютером.

Я бы не рекомендовал выполнять этот процесс самостоятельно, если вы пользуетесь ноутбуком. Вы можете причинить ему больше вреда. Для чистки ноутбука следует обратиться в ближайший сервисный центр.

Очистка очищает поры и способствует правильной работе радиатора и вентилятора и предотвращает нагрев материнской платы.

Если это не работает, давайте рассмотрим другое решение.

Заменить и добавить оптимальное количество вентиляторов

Еще одной причиной перегрева материнской платы, о которой мы упоминали ранее, был отказ охлаждающего вентилятора.

Если вы обнаружили, что ваш вентилятор не работает должным образом, вам необходимо немедленно отремонтировать или заменить его. Ниже вы увидите, как это сделать.

1. Откройте крышку корпуса.
2. Запустите компьютер.
3. Обратите внимание, правильно ли работает вентилятор.
4. Если он не работает, попробуйте отсоединить и снова подсоединить кабель, подключенный к источнику питания. В основном это кабель типа Molex, подключенный непосредственно к блоку питания для вентилятора корпуса.
5. Снимите вентилятор , отвернув гайки сзади, если повторное соединение не помогло.
6. Найдите или измерьте размера вентилятора и приобретите новый такого же размера.
7. Подсоедините кабель питания к разъему Molex блока питания.
8. Вставьте другой кабель, регулирующий скорость, в порт на материнской плате с именем Вентилятор корпуса 1.
9. Проверьте работу вентилятора.
   

При подключении вентилятора следует также учитывать использование компьютера. Если вы активный пользователь, вам необходимо приобрести корпус, в котором можно разместить больше вентиляторов.

Кроме того, вы также не должны превышать вентилятор, чтобы воздух от всех вентиляторов перемешивался и вообще не работал. Вы должны расположить вентиляторы таким образом, чтобы одни вентиляторы втягивали воздух в систему с одного конца, а остальные выдували воздух с другого конца.

Это создаст отличный охлаждающий эффект и поможет вашей материнской плате остыть. Проверьте, решена ли проблема.

Поддержание температуры в помещении и использование открытых площадок

Как мы говорили о влиянии комнатной температуры, вам не следует использовать горячие помещения для работы вашей системы. Точно так же вашему компьютеру требуется надлежащая вентиляция, чтобы он не нагревался сверх установленного предела. Если в помещении жарко, то процессорные вентиляторы будут гонять один и тот же горячий воздух, и разницы не будет.

Если вы не можете достать больше вентиляторов, то лучше открыть обе крышки корпуса для надлежащей вентиляции.

Итак, вы можете решить проблему, следуя приведенной ниже инструкции.

1. Если вы можете a отрегулировать температуру в помещении , уменьшите температуру, подходящую как для вас, так и для вашей системы.
   
2. Если возможно, используйте холодильную камеру . Вы также можете использовать вентиляторы во время работы за компьютером.
3. Разместите ПК на открытой площадке в комнате. Не размещайте его под шкафом или компактным столом.
   
4. Регулярно сдувайте пыль.

Это обеспечит подачу более холодного воздуха и, в конечном счете, охладит вашу материнскую плату.

Мы также рекомендуем использовать более крупный корпус с достаточным пространством и большим количеством вентиляторов вместо компактного.

Если вы пользуетесь ноутбуком, вам следует использовать твердую поверхность для размещения его нижней части, чтобы обеспечить надлежащий поток воздуха. Не используйте мягкие поверхности, такие как кровать, для работы с ПК.

Проверить, исчезла ли проблема. Если нет, то давайте перейдем к другому исправлению.

Остановить или уменьшить Разгон системы

Разгон требует от системы огромного количества энергии. Вы должны быть уверены, что ваш компьютер может справиться с требованием разгона. Если система не способна к разгону, то вам следует вернуть настройки в нормальное состояние.

Давайте проследим, как установить настройки по умолчанию.

1. Мощность ваша система включена.
2. Нажмите F2 , F12 , Esc , Del или рекомендуемую клавишу несколько раз, чтобы открыть настройки BIOS .
3. Найдите параметр Загрузить значения по умолчанию и связанный с ним ключ.
   
4. Нажмите клавишу и выберите Хорошо.
5. Найдите ключ к Сохранить и выйти из и нажмите его.
   
6. Ваши настройки BIOS будут изменены на значения по умолчанию.

Убедитесь, что отключение функции разгона предотвращает перегрев материнской платы.

Замените блок питания и поврежденное оборудование

Неисправный блок питания может принести больше вреда, чем пользы. Если вы столкнулись с внезапным перезапуском или отключением питания в вашей системе вместе с перегревом, возможно, у вас неисправный блок питания.

Вам следует рассмотреть замену блока питания на исправный. Кроме того, вы также должны заменить поврежденное оборудование, если оно подлежит замене.

Пожалуйста, следуйте инструкциям по замене блока питания.

1. Удалите все подключения к вашей системе.
2. Отсоедините разъемы блока питания от материнской платы и оборудования.
3. Открутите штифты с задней части блока питания.
4. Снимите блок питания изнутри.
5. Получите новый и вставьте его изнутри корпуса.
6. Затяните винты.
7. Соедините разъемы обратно с материнской платой соответственно.
8. Разберите поврежденное оборудование.
   

Проверьте, сохраняется ли проблема.

Замените термопасту

Вы видели заднюю часть процессора? Если вы пользователь настольного компьютера, возможно, вы обнаружили белую пасту под процессором или даже другим оборудованием. Эта паста называется термопастой, которая регулирует температуру оборудования.

Ваша система будет сопровождаться такой пастой с самого начала. Однако он начнет исчезать, и ваш процессор или оборудование начнут нагреваться.

Следовательно, при возникновении такой проблемы с нагревом следует заменить термопасту. Вам просто нужно отключить питание, разобрать оборудование и нанести пасту.

Для нанесения термопасты на процессор выполните описанную ниже процедуру.

1. Откройте крышку корпуса ЦП .
2. Отвинтите вентилятор процессора, расположенный сверху материнской платы.
3. Снимите кабель вентилятора, подключенного к материнской плате.
4. Вытащите вентилятор и разблокируйте металлическую планку, удерживающую процессор на месте.
5. Выньте процессор и очистите его от остатков пасты.
6. Аккуратно нанесите на него новую термопасту .
7. Соберите оборудование на место и снова прикрутите вентилятор.

Запустите компьютер на некоторое время и посмотрите, решена ли проблема.

Обновите настройки BIOS

Иногда в используемой вами версии BIOS могут быть ошибки, из-за которых плата может работать неправильно. Производители материнских плат предоставляют обновления для исправления таких ошибок, и следующее обновление может решить их за вас.

В этой ситуации следует выбрать обновление BIOS. Но, напомню, обновление BIOS очень рискованно и может навсегда сломать ваш компьютер.

Однако вам не о чем беспокоиться. Вы можете найти несколько самых безопасных способов для обновления BIOS в этом подробном руководстве.

После завершения обновления убедитесь, что проблема решена.

Используйте кулер

Если материнская плата по-прежнему нагревается выше порогового значения, вы всегда можете использовать кулер или охлаждающую подставку для пользователя ноутбука.

Купите лучшую охлаждающую подставку, доступную в вашем районе, и положите ее под ноутбук во время работы.

Проверьте приложение для измерения температуры

Вы уверены, что ваша материнская плата действительно перегревается? Если вы находитесь на рабочем столе, вы можете просто коснуться материнской платы после того, как получите сигнал тревоги.

Однако в ноутбуке довольно сложно определить, действительно ли плата перегревается. Это может быть горячее нормальное количество, и приложение для измерения температуры в вашей системе могло подать ложный сигнал тревоги.