Metody chlazení počítače jsou prostředky ke snížení teploty určitých počítačových komponent, aby se zabránilo jejich přehřátí. Většina komponent počítače se zahřívá, od velmi nízké produkce tepla pro optické jednotky , až po mnohem vyšší produkci pro mikroprocesor nebo dokonce pro grafickou kartu, která někdy spotřebovává více než procesor. Normální zahřívání nemá žádný dopad, ale přehřátí těchto komponent může vést k poruchám (chyby výpočtu, chyby , předčasné restarty atd. ), Které mohou někdy vést k jejich zhoršení.
Od Pentia je většina součástí vystavených vysokým teplotám vybavena sondami a bezpečnostními zařízeními, která je chrání (nuceným zpomalením nazývaným škrcení nebo dokonce „náhlým“ vypnutím počítače).
Tyto integrované obvody jsou elektronické součástky , které ohřívají nejvíce, jsou umístěny na základní desce a grafické karty mezi ostatními. Před rokem 1995 umožňoval jednoduchý kontakt povrchu integrovaného obvodu s okolním vzduchem zajistit jeho chlazení, poté byly některé z těchto obvodů příliš náročné na to, aby stačil kontakt s okolním vzduchem. Tyto procesory , například, jsou složeny z milionů tranzistorů , které jsou během provozu, velké množství tepla; pak je nutné k nim přidat chladicí zařízení, aby se snížila jejich teplota.
Hlavní součásti počítače, které generují teplo, jsou:
Chlazení vzduchem , (v angličtině aircooling ) je princip chlazení, které používá vzduch jako chladivo. Je jednoduchý na implementaci, ve většině případů dostatečně efektivní, ekonomický a není nebezpečný.
Lze jej rozdělit do dvou kategorií:
Pasivní chlazeníTermín pasivní zde označuje, že žádná mechanická část není v pohybu. Jednoduchý chladič (tepelný chladič ) je připojen k součásti má být ochlazován, aby se zvýšila kontaktní povrch s okolním vzduchem , a tím se usnadnilo odvádění tepla od konvekcí . Byl to první použitý systém, na výkonových tranzistorech, poté na mikroprocesorech (např. Pentium ), když se začaly příliš zahřívat. Bylo to také řešení, které vybral Steve Jobs na svém Apple III . Jeho použití se postupem času vyvinulo, aby nyní ochladilo Northbridge , některé základní grafické procesory , RAM nebo dokonce MOSFETy na základní desce .
Aktivní chlazeníVe srovnání s pasivním chlazením je k radiátoru přidán ventilátor , který tvoří blok, který se často označuje jako chladič nebo chladič . Takto udržovaný tok vzduchu kolem chladiče zlepšuje přenos tepla mezi vzduchem a žebry chladiče pomocí nucené konvekce .
Tento systém se stal standardem pro chlazení mikroprocesorů: drtivá většina nejsilnějších je dodávána s chladičem nebo alespoň s ním má pracovat. Také ji mají střední a špičkové grafické procesory, stejně jako většina napájecích zdrojů .
Hlavními nevýhodami aktivního chlazení jsou hluk vydávaný vyfukováním ventilátoru a také hromadění prachu v počítači, pokud není k dispozici vzduchový filtr , zejména u notebooků (malá velikost je málo vhodná pro čištění a časté cestování v prašném městě oblastech).
Radiátory jsou někdy vybaveny tepelnými trubkami , které umožňují odvádění tepla emitovaného komponentem z něj na místo, kde se rozptýlí ve vzduchu.
Existují dva typy chlazení pomocí teplonosné kapaliny.
Vodní chlazení ( vodní chlazení )Chlazení vodou je zařízení cirkulací vody, mnohem lepší tepelnou vodivost než vzduch, se za pomoci čerpadla v obvodu, který prochází jedním nebo více waterblocks . Tyto vodní bloky umístěné na chlazených součástech umožňují přenos tepla mezi vodou a součástí.
Tato metoda byla původně vyhrazena pro vysoce výkonné systémy, jako jsou superpočítače , a poté byla přijata a přizpůsobena pro každodenní použití v počítačích. Navzdory všemu je nastavení stále složitější než chlazení vzduchem a riskantnější kvůli soužití mezi vodou a elektřinou.
Tichý provoz je další výhodou vodního chlazení, v případě systému bez ventilátoru, i když je v tomto případě výkon o něco nižší .
Chlazení olejeZřídka používané , chlazení oleje zahrnuje ponoření všech složek do rostlinného nebo minerálního oleje, aby se rovnoměrně ochladily. Výhodou této metody je, že je tichá a díky úplnému ponoření do počítače nabízí rovnoměrné chlazení.
Aby bylo možné ponořit komponenty do kapaliny, musí to být dielektrické . Používání rostlinného oleje má mnoho nevýhod: časem žloutne , není transparentní a vydává smažený zápach, navíc jsou minerální oleje potenciálně karcinogenní, pokud jsou vystaveny vysokým teplotám.
Na druhé straně chlazení olejem umožňuje vyhnout se jakémukoli ventilátoru a tím snížit spotřebu energie počítače . V Evropě není tento typ chlazení prodáván široké veřejnosti. Někteří lidé si tuto zkušenost vyzkouší sami.
Chlazení s fázovou změnou funguje na principu tepelného čerpadla a využívá fázovou změnu chladiva . Dosažené teploty jsou pak řádově -30 ° C na úrovni výparníku umístěného na součásti .
WaterchillerWaterchiller je systém kombinující vodní chlazení s chlazením se změnou fáze v Aby bylo možné využít výhod obou metod. Kapaliny cirkulující v chladicím okruhu je chlazen s tepelným čerpadlem, čímž se získá velmi dobré chlazení (výhod změny stavu) po dobu několika složek ve stejnou dobu (výhoda vodního okruhu).
Peltierovy efektové desky umožňují díky jedné ze dvou desek ochladit komponenty, kde jsou upevněny, na negativní teploty. Nelze je však použít samostatně: při druhém ohřevu je nutné přidat další poměrně účinný chladicí systém, jako je vodní chlazení nebo chladicí systém s fázovou změnou.
Ochladí kapalným dusíkem umožňuje extrémní chlazení pomocí tekutého dusíku (LN2) při teplotě -196 ° C . Jeho chyby pocházejí z:
Toto zařízení bylo experimentálně použito v laboratořích IBM v roce 1984 ke spuštění PC / AT na 19 MHz místo šesti. BIOS ROM musel být nahrazen RAM schopnou držet krok s touto rychlostí.
Chlazení suchým ledemVelmi podobné ochlazení na teplotu kapalného dusíku, používá suchého ledu na -78 ° C . Tento led sublimuje v CO 2ve vzduchu, což ztěžuje dlouhodobé používání tohoto systému z důvodu časté obnovy sněhu z oxidu uhličitého a obtížnosti jeho skladování. Nezanechává však stopy na součástech a nehrozí jejich poškození.
VodopádyKaskády jsou několik systémů fázových změn zapojených do série, které umožňují každému stupni použít pokaždé jiné chladivo s nižší teplotou odpařování. Se čtyřmi stupni je možné například použít kapalný dusík pro poslední stupeň, a proto získat chlazení stejně účinné jako s kapalným dusíkem, ale bez jeho chyby: odpařování v okolním vzduchu . Takový systém může fungovat velmi dlouho bez plnění, aniž by z jeho okruhu vycházela žádná tekutina.
Generování proudu vzduchu uvnitř věžového počítače je důležité, pokud umožňuje chlazení součástí, nemají chladicí systém a účinnost chladiče a chladiče . Tento proud vzduchu je generován ventilátory skříně, různých průměrů a rychlostí otáčení. Existují dvě použití:
Například velké kabely IDE mohou být překážkou proudění vzduchu, takže je lze nahradit kulatými kanály (a později kabely SATA ). Ve srovnání s ubrusy mají tyto výhody:
Použití tepelné pasty mezi součástmi a jejich chladicím systémem je zásadní, aby se odstranil zbytkový vzduch mezi dvěma povrchy, přičemž tepelná vodivost vzduchu je špatná.
Na radiátorech se kvůli jejich tvaru obvykle časem hromadí prach . To pak představuje překážku pro odvod tepla ve vzduchu. Pro zachování optimálního výkonu je proto důležité je vyčistit. Lze použít například mechanické vlnovce nebo stlačený vzduch .
Přetaktování , většinou tzv přetaktování nebo přetaktování je vyšší než frekvence v provozu složky předepsaném výrobcem ke zlepšení jeho výkonu. Čím vyšší je, tím více se součást zahřívá, a systém se proto může stát nestabilním. Potenciál přetaktování proto hodně závisí na chlazení komponenty. To je důvod, proč se během velmi důležitých pokusů o přetaktování za účelem vytvoření nových rekordů dostává důležité místo chlazení a extrémní chlazení je pak privilegováno. Soutěže v přetaktování se pořádají každý rok. Během veletrhu CES 2014 vytvořil Gigabyte a jeho sponzoři tři světové rekordy v používání tekutého dusíku .
V datových centrech jsou pro správné fungování systémů nezbytné chladicí stroje ( servery , úložné systémy, síťová zařízení atd. ). Jedna z použitých metod spočívá v dodržování principu střídání mezi „studenou uličkou“ (kde přichází čerstvý vzduch) a „horkou uličkou“ po průchodu stojany, kde je vzduch nasáván ventilátory.
Teplý vzduch vydávaný datovými centry lze v zimě často použít k vytápění budov. Tak tomu bylo již v roce 1970 s jedinečným 360/91 Max-PLanck Institüt v Garchingu (Německo). Ve většině případů je však tato energie zbytečná.