Загрузка...
Учебная работа. Курсовая работа: Системы охлаждения центрального процессора
Введение
Радиатор
интерфейс меж чипом и радиатором
Аэрогенные системы
Аэрогенные системы с элементами Пельтье
Гидрогенные системы
Криогенные системы
Циклические термо трубки
Электроосмос
Воздействие низких температур на работу электрических схем
Нитрогенные системы
Программные средства остывания микропроцессора
Заключение
Литература
Введение
В крайнее время складывается таковая ситуация, что развитие имеющихся средств остывания процессоров не успевает за повышением выделяемой ими термический мощности. Модернизация технологических действий, влияющих на потребляемую отдельным транзистором мощность, на практике не дозволяет отлично «термокомпенсировать» всевозрастающее количество этих самых транзисторов на кристалле. И классические процессорные кулеры уже чуть управляются с остыванием новейших жарких «камешков».
По сложившимся эталонам все полупроводниковые приборы, которые характеризуются выделяемой мощностью наименее 3 Вт, могут работать без доп теплоотводов. Процессоры 8080, 8086, 80186, 80286 и 80386 отлично работали без каких-то кулеров благодаря тому, что выделяемая ими мощность была порядка тех же 3 Вт, и они намертво впаивались в материнскую плату, используя ее в качестве доп теплоотвода. i80486 стал первым «сокетным» микропроцессором для РС, и он же первым востребовал спец остывания (вообщем, тогда было довольно малеханького кулера, приблизительно соответственного габаритам систем остывания современных low-end графических адаптеров). С возникновением Pentium II, Intel заявила, что наступил конец света для сокета, на нем недозволено создать много дешевенького кэша, он не обеспечивает подабающего остывания, и сейчас всем миром пора перебегать на слоты. AMD пошла следом и опосля сокетных 486, К5, К6, К6-2, К6-3 стала созодать 1-ые слотовые К7 (Athlon). Исходя из убеждений отвода тепла мысль была, в общем-то, хорошая, но в силу ряда обстоятельств через пару лет все возвратилось к старенькым хорошим сокетам. Выделяемая микропроцессорами мощность неприклонно повышалась, кулеры эволюционировали: росла нужная площадь теплоотводов, увеличивались — поперечник вентилятора, скорость его вращения и, естественно, шум, но ничего принципно новейшего так и не возникло.
сейчас, уже невообразимо представить, что новейший машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор может показаться без анонсирования черт тепловыделения и энергопотребления. Почему совершенно появляются претензии к теплу и почему машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор не может работать при температуре градусов в 200? Физика, естественно же. Начнем с того, что тепло никогда не сказывалось положительным образом на надежности электрических компонент. Вообщем, пора перейти к наиболее практическим вопросцам. Но, сначала нам придется затронуть некие теоретические базы предмета и побеседовать о отводе тепла от микропроцессора. Для начала пойдет речь о термопастах и радиаторах.
Радиатор
тут, на всякий вариант стоит коснуться различия меж теплом и температурой. Радиатор не понижает температуру чипа! Он просто наращивает поверхность, соприкасающуюся с воздухом, за счет что улучшается отвод тепла. Довольно обычная вещь, но, почему-либо, не постоянно тривиальная. Радиатор дозволяет создать так, что этот же машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор для воздушных потоков, грубо говоря, смотрится как пластинка площадью не в 100 квадратных мм, а, к примеру, в 1000. Вообщем, на подобные площади в компе для вас навряд ли кто-то дозволит претендовать, так что нынешний радиатор для массивных микропроцессоров — это очень маленькая трехмерная вещица, чей эквивалент в двухмерном виде иногда мог бы с легкостью растянуться на всю площадь корпуса вашего PC.
Вообщем, площадь, как ни крути, и как отлично размер радиатора не применяй, все таки является ограниченным ресурсом. Когда она завершается, в действие вступает последующий шаг защиты — внедрение теплопроводных параметров разных материалов. В свое время эталоном в данной для нас области являлся алюминий, отлично справлявшийся с отводом тепла от относительно прохладных чипов прямо до конца 90-х годов.
Но, с возрастом, с чипами происходила одна соответствующая метаморфоза: их площадь безпрерывно сокращалась, а температура так же безпрерывно росла. В итоге, если ранее мы имели дело с огромным чипом под огромным радиатором, т.е., источник тепла по отношению к радиатору был приблизительно умеренно распределен по всей его площади, а скорость потока воздуха была относительно слабенькой, так как речь шла или о радиаторе самом по для себя, или о простом слабом вентиляторе. В таковых критериях, естественно же, алюминий был хорошим вариантом.
Медь тут было употреблять просто глупо — медный радиатор здесь обеспечивал бы приблизительно те же характеристики, будучи в три раза тяжелее, также сложнее в обработке и дороже. Но, когда чипы начали изменяться вышеперечисленным образом, а вентиляторы в кулерах начали становиться все сильнее и сильнее, медь очевидно стала вырываться вперед. При относительно больших скоростях потока воздуха, и малой площади чипа, разница в термальном сопротивлении схожих радиаторов из меди и алюминия может составлять до 30 с излишним процентов. Хотя, естественно, троекратная разница в весе при всем этом остается.
Вообщем, есть и наиболее достойные внимания в этом смысле материалы. к примеру, различные формы углерода. От природного графита до искусственных алмазов, которые издавна уже стали нормой в прецизионных системах остывания полупроводниковых лазеров. В PC же возможно обойтись и графитом, во всех его формах: при весе наименьшем, чем у алюминия, тепловые характеристики у него быстрее соответствуют меди.
Это в особенности животрепещуще, беря во внимание текущий тренд развития микроэлектроники — уменьшение размеров чипов на фоне роста их мощности и, соответственно, тепловыделения. Так что производителям решений для их остывания придется употреблять все имеющиеся у их в распоряжении средства. И новейшие материалы, такие как графит, быстрее всего, в обозримом будущем в радиаторах покажется, и новейшие формы, обеспечивающие наиболее действенное остывание.
С самим агентом — воздушной средой, создать ничего не получится. В плане конфигурации ее физических параметров, вроде очень низкой теплопроводимости. Так что приходится изменять те вещи, которые все таки можно поменять — коэффициент теплопередачи и площадь поверхности, участвующей в обмене тепла.
Коэффициент теплопроводимости можно поменять целым набором разных методов, где на первом месте по распространенности стоит повышение скорости потока воздуха, омывающего радиатор. правда, больше 10 метров за секунду обычно этот параметр все таки подымать не рискуют — уж очень звучным выходит кулер. Тогда в действие вступает 2-ой доступный конструкторам фактор — варианты с формой радиаторов, чтобы прирастить эффективную площадь рассеяния, при всем этом, лучше, учесть конфигурацию воздушных потоков, чтоб, например, скорость воздуха в итоге не снизилась на огромную величину, нежели возрастет площадь радиатора.
тут, вообщем, тоже есть свои классические способы. К примеру, «ежик», когда на квадратном сантиметре поверхности пробуют расположить наибольшее количество пластин-иголок, в итоге что вправду площадь, соприкасающаяся с воздухом, возрастает очень, но при недостаточно действенной конструкции есть шансы существенно понизить скорость продирающегося через их потока воздуха. С каждым годом технологии прессовки все совершенствуются, так что и плотность ребер на ту же площадь безпрерывно вырастает, и форма их безпрерывно усложняется — от прямых выступов тут уже издавна перебежали к изогнутым плоскостям разных конфигураций (рис.1).
Набросок 1. Радиатор с изогнутыми ребрами.
интерфейс меж чипом и радиатором
Воздух, как мы уже гласили, не является эталоном по теплопроводимости, так что для лучшего остывания требуется еще один фактор: чтоб радиатор очень плотно прилегал к поверхности чипа, и чтоб меж ними нигде не появлялось даже мелких воздушных прослоек. Для этого требуется или безупречная полировка их поверхностей, или же некий посредник, способный заполнить все впадины и обеспечить, в то же время, приличную теплопередачу.
Речь, естественно же, идет о различных пастах, гелях, и тому схожих вещах. Нынешние материалы подобного рода владеют теплопроводимостью до 13 Вт/квадратный метр/градус Цельсия, что наиболее чем довольно для нынешних устройств, но если реализуются прогнозы на конец этого десятилетия, этот параметр должен будет вырасти раза в три. Но тут физических заморочек тоже не наблюдается — потенциал имеется и выше 100 Вт/квадратный метр/градус Цельсия, а означает, химики и физики в этом направлении наверное продвинутся.
По мере их работы, непременно, будет находиться применение все новеньким и новеньким материалам. Как это было, к примеру, с материалами с изменяющимся фазовым состоянием, описанными еще 20 лет вспять, но в охлаждении чипов начавших применяться лишь тогда, когда возникли довольно жаркие микропроцессоры, уровня Pentium. Изменяющееся фазовое состояние имеет, к примеру, вода, которая, зависимо от температуры, может, не меняя собственного хим состава, перебегать из 1-го фазового состояние в другое — жесткое, жидкое, газообразное.
Воду, естественно, в качестве прослойки меж чипом и радиатором не используют, но есть и остальные варианты, представляющие из себя смесь полимерной базы и глиняного наполнителя, повышающего термопроводимость консистенций — к примеру, Al2O3, BN, AlN либо ZnO. Подобные консистенции при комнатной температуре представляют из себя очень вязкую субстанцию, в промежутке 40-70 градусов по Цельсию переходящую в жидкое состояние, вытесняя воздух меж чипом и радиатором, и понижая термосопротивление этого участка. В таком состоянии материалы с изменяющимся фазовым состоянием работают не ужаснее гелей и водянистых термопаст, но они приметно наиболее комфортны в воззвании.
Аэрогенные системы
Воздушное остывание, при всех его недочетах, владеет основным преимуществом — простотой и дешевизной реализации. Определенные же доработки разрешают заного посмотреть на последующие перспективы воздушного остывания применительно к остыванию все наиболее массивных микропроцессоров.
Набросок 2. RevoltecFreezeTower (иллюстрация веб-сайта Hotline.ru).
Есть куда стремиться и создателям моторов, и дизайнерам лопастей. И в плане увеличения эффективности главный функции и в плане понижения шума. В области обычных кулеров совершенно еще есть к чему стремиться. здесь и сочетания разных материалов в одном радиаторе, когда, допустим, база делается из 1-го материала, а ребра — из другого, и вентиляторы с завышенной в разы мощностью, и пьезоэлектрические ребра остывания (рис.2).
Набросок 3. ScytheKATANACu (иллюстрация веб-сайта Hotline.ru).
В истинное время в данной для нас области почти все поменялось — хорошая половина моделей переместилась в разряд неактуальных, на рынке возникли системы остывания с уникальными конструкциями и усовершенствованными чертами.
Энергопотребление и, как следствие, тепловыделение представителей бессчетного семейства c архитектурой Intel Core оказалось еще ниже самых оптимистичных прогнозов. Практически все современные микропроцессоры AMD вначале отличались умеренным энергопотреблением, а сейчас юзерам предлагаются к тому же наиболее экономные модели Energy Efficient. Потому производители кулеров сейчас много внимания уделяют не только лишь эффективности собственных решений, да и улучшению наружного вида и шумовых черт систем остывания, также обеспечению наибольшей сопоставимости товаров с разными процессорными разъемами. Некие компании даже ворачиваются к испытанным конструктивным решениям, только слегка их модернизировав (рис.3). С выходом Core 2 Duo требования к эффективности остывания во время их работы в штатном режиме существенно снизились. Но для раскрытия частотного потенциала пригодится усовершенствованный отвод тепла, ну и возникновение четырехъядерных микропроцессоров возобновляет Энтузиазм к другим системам остывания.
Набросок 4. Zalman CNPS8000 (иллюстрация веб-сайта Hotline.ru).
Сейчас при производстве большинства систем остывания в конструкции массово употребляются термо трубки, которые разрешают понизить общую массу радиатора при сохранении его высочайшей эффективности, сделать лучше теплопередачу от основания радиатора к ребрам, использовать относительно дешевенький алюминий заместо меди (рис.4,5).
Набросок 5. ThermaltakeBeetle (иллюстрация веб-сайта Hotline.ru).
Аэрогенные системы с элементами Пельтье
Есть и еще один любопытнейший интерфейс меж чипом и радиатором, основанный на открытом еще в первой половине 19-го века эффекте, по имени его первооткрывателя получившего заглавие эффекта Пельтье. Эффект состоит в том, что напряжение, поданное на два обратных друг другу материала вызывает разницу температур. Перетекая в один, электроны перебегают в наиболее высочайшее энергетическое состояние, поглощая тепло, ворачиваясь в иной, они это тепло освобождают. Обычный термоэлектрический модуль, таковым образом, состоит из 2-ух отлично пропускающих тепло глиняних пластинок, являющихся его оболочкой, и расположенных меж ними пар из прилегающих друг ко другу P и N легированных материалов полупроводника теллурида висмута (Рис.6).
Набросок 6. Элемент Пельтье.
При подаче напряжения одна из сторон охлаждается, иная — греется. Это ни в коем случае не средство остывания, как часто относятся к элементам Пельтье не разбирающиеся в теме люди. Это термический насос, который не превращает тепло в холод, а просто, практически, отлично передает его с 1-го собственного конца на иной. Размер совершаемой работы, естественно, вполне зависит от напряжения и силы тока и в имеющихся сейчас на рынке моделях, разница меж прохладной и жаркой сторонами элемента может составлять очень импозантную величину. До 65-70 градусов в случае использования одной пары термоэлектриков, и еще больше — если такие пары в одном элементе накладываются друг на друга (рис.7).
Набросок 7. кулер с термоэлектрическим модулем Пельтье — Thermaltake SubZero4 (иллюстрация веб-сайта 3DVelocity).
Да, мы тихо можем создать температуру стороны, прилегающей к микропроцессору, скажем, 0 градусов по Цельсию. Весь вопросец в том, каких издержек энергии нам это будет стоить, и какова будет температура жаркой стороны, которую придется охлаждать обычными способами. Элемент Пельтье способен несколько облегчить жизнь чипу, так как, будучи малой площади, способен отвести конкретно от чипа куда больше тепла, чем хоть какой радиатор куда наиболее больших размеров, но количество тепла в системе чип-радиатор он понизить не может по определению. Это всего только термический насос.
Гидрогенные системы
Так что далее с отводом тепла придется биться или все тому же традиционному кулеру, или же чему-нибудь несколько наиболее массивному. Массивному — читай, имеющему наилучшую теплопроводимость, чем воздух. Да, речь идет о жидкостном охлаждении во всех его проявлениях. За счет собственной наиболее высочайшей теплопроводимости жидкость лучше поглощает тепло от его источников, а принудительное ее остывание в отведенном для этого месте может не ограничиваться доведением ее до комнатной температуры, тогда как в случае с воздухом нам приходится воспользоваться тем, что дают.
Набросок 8. Система с жидкостным остыванием.
Традиционная схема в этом случае смотрится последующим образом: с чипом соприкасается полая железная пластинка, через которую протекает охлаждающая жидкость. Поглотив тепло от стен пластинки, нагретых чипом, она попадает в особый резервуар. Из него, при помощи насоса, подогретая жидкость {перемещается} в теплообменник, где у нее делается отъем тепла помощью воздуха. Вновь охлажденная жидкость попадает все в ту же пластинку, соприкасающуюся с чипом (рис.8,9).
Набросок 9. Система водяного остывания Thermaltake Aquarius II.
Криогенные системы
Эти системы различаются от гидрогенных лишь тем, что в качестве теплоносителя заместо воды употребляется термальный агент — фреон. Соответственно, контур вполне и непременно герметичен, а насос и теплообменник различаются усовершенствованным качеством (рис.10).
Набросок 10. Система испарительного остывания Asetek Vapochill (иллюстрация веб-сайта Extreme Overclocking).
В итоге выходит собственного рода минихолодильник на микропроцессоре. При обычном тепловыделении 70 Вт температура может поддерживаться в районе 5°C. Эффективность выше, да и стоимость — как минимум, несколько сотен баксов.
Циклические термо трубки
Тем не наименее, никто не воспрещает употреблять в теплообменнике наиболее всеохватывающие технологии остывания — это только вопросец цены системы. К примеру, можно разглядеть таковой вариант, как пульсирующие термо трубки, они же — циклические.
Берем узкую трубку, и изгибаем ее так, чтоб она создавала огромное количество U-образных переходов. Трубка заполнена жидкостью не вполне, а так, что остается свободное пространство. В итоге того, что одной стороной вся эта система примыкает к источнику тепла, а другую ее сторону охлаждает воздушный поток, снутри начинаются испарения и осаждения воды, с образованием пузырьков пара и перевоплощением их назад в жидкость по мере неизменного пульсирующего конфигурации давления в системе. Эти процессы и являются единственной движущей силой снутри системы, перемещающей жидкость от теплого ее конца к прохладному, и назад! Другими словами, ряд излишних в данном случае вещей, вроде гидравлического насоса, мы просто-напросто вычеркиваем (рис.11).
Эта разработка пока что еще исследована достаточно слабо для доведения ее до массового использования, но перспективы, судя по первым опытам, у нее самые что ни на есть жизнеутверждающие. Вот таковая вот ажурная «коронка», установленная на базе 80х80х2 мм, способна пропускать через себя до 450 Вт тепла при разнице температур на различных собственных сторонах до 40 градусов, будучи обдуваемой потоком воздуха со скоростью всего в 3 м/с.
Набросок 11. Циклические термо трубки.
Можно вспомянуть и о остальных увлекательных и, может быть, многообещающих способах отвода тепла. к примеру, кое-чем похож на лишь что описанный процесс способ переноса жидкостью тепла снутри пластинки радиатора, когда в ней употребляется капиллярная структура, по которой жидкость переносит тепло от нагретого конца пластинки к прохладному, ворачиваясь потом назад. В итоге понижается термосопротивление пластинки по сопоставлению с тем, если б она была изготовлена из незапятнанного сплава, в итоге что улучшается перенос тепла с одной стороны на другую. Это дозволяет неким производителям графических адаптеров созодать решения с схожими радиаторами, не нуждающиеся в принудительном охлаждении потоком воздуха.
Наиболее того, возникают предложения употреблять этот подход наиболее, если можно так выразиться, интегрировано. Другими словами, созодать чипы, в каких капиллярная структура будет употребляться не в радиаторе, а в теле самого чипа. Понятно, что в идее есть свое здравое ядро — тепло отводится конкретно от термических очагов, про термосопротивление интерфейса совершенно можно запамятовать за фактическим отсутствием оного. Хотя понятно, что серьезно гласить о каких или способностях использования этого предложения в современных микропроцессорах, где на счету любой квадратный мм, просто глупо. тут даже криогенное остывание получится дешевле, если учесть, сколько сейчас стоит мелкая частичка площади чипа. Это излишний раз подчеркивает, что, когда мы говорим о охлаждении микропроцессоров, стоимость решений принципиальна вроде бы ни больше, чем их эффективность. На то он и массовый Рынок.
Электроосмос
Либо, например, очередной схожий вариант. Но тут к термодинамике добавляются к тому же электронные силы. Есть таковой эффект — электроосмос, когда наружное электронное поле перемещает ионы в воды, заставляя весь ее размер передвигаться в том же направлении. В итоге у нас возникает возможность сотворения маленького гидравлического насоса, не имеющего передвигающихся частей — полностью безупречный вариант для внедрения в PC традиционных систем с аква остыванием. Ученые из Стэнфорда изучили подобные системы в сочетании с радиаторами с внутренней капиллярной структурой, и достигнули очень обнадеживающих результатов, полностью позволяющих советовать подобные композиции, к примеру, для использования в массивных ноутбуках (рис.12).
Набросок 12. Система электроосмос в сочетании с радиаторами с внутренней капиллярной структурой.
Воздействие низких температур на работу электрических схем
По мере того, как чипы стают все наиболее сильными и маленькими, нынешние массовые решения, основанные на охлаждении железных радиаторов воздушным потоком, начнут все далее и далее отступать в прошедшее, уступая свое пространство вышеперечисленным решениям либо даже их композициям. Благо, что за те годы, что употребляются сегодняшний подход, технологии сделали приметный скачок, так что уже видна возможность их выхода на коммерческий Рынок. Крайние модели графических High-End карт, в комплекте с которыми опционально можно приобрести систему водяного остывания и наличие на рынке огромного ассортимента систем для водяного остывания центрального микропроцессора излишний раз это обосновывают.
Вообщем, бывают случаи, когда даже такового уровня остывания оказывается недостаточно. Вообщем, тут затрагиваются несколько наиболее фундаментальные вопросцы. к примеру, о направлении развития всей микроэлектроники, как такой. Сейчас мощность чипов нарастает всем известным образом — за счет уменьшения размеров транзисторов, роста их количества, и дела напряжение/размер транзистора.
Меж тем, еще несколько 10-ов лет тому вспять проводились суровые исследования на тему воздействия низких температур на работу электрических схем. Композиция вышла безупречная: производительность работы увеличивалась, за счет уменьшения времени переключения транзистора и сопротивления межтранзисторных соединений, сразу повышалась надежность за счет роста времени жизни и уменьшения количества отказов. Таковым образом, есть и другой вариант для роста производительности чипов — довольно охладить их до очень низких температур. Чем, к слову, и пользуются их производители, когда им нужно показать потенциал собственного детища — довольно применить водянистый азот.
Нитрогенные системы
Набросок 13. Система остывания на водянистом азоте (иллюстрация веб-сайта Muropaketti. com).
Самый «хардкорный», самый труднодоступный, самый неловкий и самый действенный на сей день подход — «нитрогенное остывание». В емкость, закрепленную на кристалле, наливается сжиженный газ — азот, имеющий температуру далековато ниже нуля по Цельсию (рис.13). тут вопросец действенного подвода прохладного теплоносителя не стоит, поэтому что он или есть (и имеет свои — 196°C), или его нет. Термообмен также не является неувязкой по той же причине — емкость на кристалле имеет практически ту же температуру — 196°C, пока там есть водянистый азот.
И отвод жаркого теплоносителя тоже не является неувязкой, так как все происходит само собой — азот стремительно и с шумом испаряется. Но в этом подходе при массе его плюсов остается одна непролазная неувязка — фактически сам водянистый азот, который необходимо будет брать в большущих количествах и часто доливать в ту ужасную, покрытую инеем и туманом систему, бывшую когда-то вашим индивидуальным компом.
Как демонстрируют результаты опытов, в среднем, зависимо от черт чипа, можно гласить кое-где о приросте 1-3 процентов производительности CMOS транзисторов на понижение температуры на любые 10 градусов Цельсия. Это весьма не не много — снизив температуру чипа, например, с 60 градусов выше нуля до 40 градусов ниже нуля, как это полностью удачно делает сейчас Kryotech, мы получим суммарное понижение в 100 градусов, а это — уже плюс 10-30 процентов к производительности, что на нынешний денек для центральных микропроцессоров дает прирост в сотки мгц.
Вообщем, так сложилось на нынешний денек, что убыстрение чипов классическими способами считается наиболее дешевеньким и обычным вариантом. Потому производители предпочитают вкладывать млрд баксов в улучшение техпроцессов, а более-менее видными примерами использования криогенных способов остывания с внедрением компрессоров (схема, наподобие которой работают кондюк и холодильник), являются разве что та же Kryotech со своими системами на базе Athlon, да IBM, с некими из собственных серверов.
Хотя, стоит чуток наиболее подробнее коснуться этого способа, тем наиболее, что он употребляется в коммерческих PC. способ является, пожалуй, самым «томным», так как потенциально способен давать остывание хоть до температур сжижения газов, т.е., намного ниже — 200 по Цельсию. Он основан на использовании легкоиспаряющихся жидкостей и на том, что газы (в данном случае, именно эта испарившаяся жидкость), при расширении охлаждаются, за ранее же эти самые пары сжимают при использовании компрессора. В конденсаторе, расширяясь, они отдают тепло (как от чипа, так и то, что было получено при сжатии), конденсируясь назад во воду, которая вновь идет в прилегающую к чипу пластинку для того, чтоб в очередной раз улетучиться.
Тем не наименее, как уже говорилось, невзирая на всю потенциальную (ну и демонстрируемую) мощность такового подхода, применяется он не так и нередко. В чем либо таковая позиция обусловлена, так как, все таки, вода и чипы — понятия не совместимые, так что хоть какое внедрение жидкостных систем остывания для производителей PC является довольно хлопотным занятием. нужно тщательнейшим образом выслеживать все вопросцы, связанные с плотностью, возникновением конденсата, и т.д. Добавим сюда достаточно большенный занимаемый размер в корпусе PC и довольно высшую стоимость, и мы усвоим, почему этот способ остывания так и не получил до сего времени массового признания. Вообщем, подождем еще несколько лет, пока температура чипов поднимется до той точки, когда потребуются новейшие способы остывания.
Применение «открытой воды«.
Может быть, что тогда эти суждения особенной роли играться не будут, наиболее того, в ход пойдут и еще наиболее экстремальные технологии, основанные уже на применении «открытой воды«, не загнанной в разные резервуары, а имеющей прямой контакт с чипом.
1-ый из схожих способов, он же — более поражающий собственной эффектностью, это полное погружение внутренностей компа в охлаждающий раствор. При всем этом мы совершенно вполне избавляемся от термосопротивления прилегающей к чипу пластинки, в какой содержится вода, и всех иных схожих термоинтерфейсов. Прямой контакт — тепло сходу передается в охлаждающую среду.
Как бы, лишь что говорилось о полной несовместимости чипов и воды? Да. Но тут вся хитрость в том, что речь идет в том, что имеются неповторимые составы, имеющие жидкое агрегатное состояние, но являющиеся при всем этом всеполноценными диэлектриками. Так что чип может тихо работать, будучи погруженным в таковой раствор — отсутствие маленьких замыканий гарантировано так же, как если б меж контактами находился бы воздух. На нынешний денек принятым вариантом в этом случае является целый класс флюорокарбоновых жидкостей, из которых более известна предлагаемая 3M марка «Fluorinet», также представляющая из себя целый набор товаров с разными качествами. Термосвойства у нее ужаснее, чем у воды, но, за счет того, что вероятен прямой контакт с чипом…
С схожими системами интенсивно работала IBM, использовались флюоркарбоновые составы и в охлаждении CRAY-2. естественно, что речь не идет просто о отводе тепла в жидкость, по другому, при температурах сегодняшних чипов, модуль с ней стремительно перевоплотился бы в бурлящий котел. Как и в системах с непрямым жидкостным остыванием, тут также находится охлаждающий блок, где состав может отдавать поглощенное им от чипов тепло.
Есть и еще один, не наименее любознательный способ использования жидкостей в открытом виде. тут употребляется тот обширно узнаваемый факт, что при испарении температура жидкостей снижается. Предстоящее, грубо говоря, понятно — радиатор чипа в таком случае представляет из себя маленький бассейн, откуда идет испарение воды. Из-за этого дно бассейна, прилегающее к чипу, охлаждается, а пар каким-либо образом собирается, и конденсируется назад в ту же жидкость. В общем, кое-чем все припоминает вышеперечисленный криогенный способ. метод очень экзотичный, в коммерческих решениях на нынешний денек не применяется.
Программные средства остывания микропроцессора
Доп защиту центрального микропроцессора от перегрева могут обеспечить особые программные средства, так именуемые программные кулеры либо программы-кулеры. Принцип работы данных средств основан на внедрении в циклы работы микропроцессора установок временной остановки на периоды, в течение которых машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор компа не загружен. Остановленный микропроцессор меньше потребляет электроэнергии и соответственно меньше выделяет тепла. Подобные функции введены и в такие операционные системы, как Windows NT и Linux. Эти системы делают так именуемый halt-цикл в низкоприоритетных задачках. При всем этом происходит временная остановка ядра микропроцессора, но остальные системы продолжают свою работу.
Для Windows есть специально разработанные программки и драйверы, осуществляющие функции временной остановки центрального микропроцессора. В качестве примера можно привести такие пользующиеся популярностью и всераспространенные программки, как Cpuldle, Rain, Waterfall Pro и т.п. Используя программки подобного типа, можно достигнуть больших результатов разгона микропроцессоров даже со штатными средствами остывания и значительно наиболее значимых результатов с применением доп средств.
Необходимо подчеркнуть, что программка Cpuldle не только лишь обеспечивает программное охлаждает микропроцессоров, да и в неких вариантах улучшает их работу. Современные микропроцессоры имеют некие доп функции, которые время от времени содействуют росту производительности. Если эти функции не задействованы, то программка способна активизировать данные функции и тем повысить производительность системы.
Программка Cpuldle также способна надзирать температуру микропроцессора. Если она превзойдет определенное, установленное юзером работы по остыванию микропроцессора либо даже инициировать процесс выключения компа. Для этого нужно, чтоб система поддерживала мониторинг характеристик микропроцессора, а именно, температуру, также на компе обязана быть установлена программка мониторинга MotheBoard Monitor.
Заключение
В общем, вариантов, по сути — море. И весь вопросец почаще всего заключается не в том, как отлично будут они делать свою основную работу по остыванию чипов, а сколько это будет стоить. А еще поточнее — соотношение этих 2-ух причин. Вприбавок, есть и остальные аспекты. К примеру, в случае воздушного остывания, нам требуется очень открыть воздуху все теплоизлучающие части. Но для понижения электромагнитных наводок (чей уровень очень агрессивно ограничен в различных эталонах, ну и по определению должен удерживаться под контролем хотя бы для того, чтоб все работало) напротив, было бы безупречным закрыть эти самые радиоизлучающие части в железную экранирующую упаковку. Приходится находить баланс. И так — во всем.
К тому же, если не так издавна речь могла идти максимум о охлаждении центрального микропроцессора, то сейчас: северный мост чипсета, графический машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор, иногда уже — винчестер. При нынешних скоростях вращения шпинделя, достигающих 15,000 оборотов за минуту, от нагрева не выручают никакие утонченные технологии, так что нагреваются High-End винчестеры наиболее чем приметно. тут требования форм-фактора высоки, как нигде, так что производителям винчестеров приходится попотеть. Тем не наименее, как уже сказано, начали появляться наборы из 2-3 вентиляторов, созданные для помещения во передную панель и обдува винчестера. Жаркий воздух, таковым образом, загоняется вовнутрь корпуса, что делему борьбы с температурой снутри него никак не решает. И тут пока никаких конструктивных способов предложено не было. Не считая, разве что, второго доп вентилятора. Пока что этого более-менее хватает, но разумеется, что в дальнейшем тут также пригодится приход новейших технологий. Каких — пока что представить достаточно тяжело.
Литература
По материалам веб-сайтов:
1. BankReferatov.ru
2. HotLine.ru
3. Revoltec. com
4. Eletek. com
5. NVD. com
6. It-Link. com
7. Muropaketti. com
8. ExtremeOverclocking. com
9. 3DVelocity. com
10. Kryotech. com
]]>