Нове покоління кулерів, Охолодження, огляди

З кожним днем ​​технології створення процесорів змінюються. І тепер, окрім частотних характеристик, до процесорів пред’являються дві основні вимоги: вони повинні мати невеликі розміри, вони повинні споживати менше потужності.

Нові процесори дійсно мають малі розміри, і з кожною новою серією вони споживають все менше потужності засчет зниження напруги живлення, але від цього вони не перестають грітися. І якщо раніше процесори персональних комп’ютерів спокійно могли працювати, охолоджуючись лише пасивними радіаторами, то сьогодні їм потрібні вже повноцінні кулери з великим радіатором і потужним вентилятором. У цій статті я постараюся розповісти про нові рішення для охолодження процесорів. Скажу відразу, що більшість розглянутих кулерів в цій статті відносяться до класу HI-END, отже, ціни на них лежать в межі від 25 доларів і вище.

Перш за все, проведемо деякий лікнеп по кулерам.

Отже, тепер можна дати визначення, що ж є хороший кулер. Хороший кулер – це кулер, який добре охолоджує процесор.

Які проблеми відчувають сучасні кулери?

Основна проблема – в недостатньому термічному опорі. Іншими словами, кулери не можуть належним чином охолодити розігнані процесори. Вже нікого не здивуєш кулером, що несе на борту два вентилятора. На жаль, і цей спосіб не завжди є ефективним. Інша справа – тип вентилятора. Всі сучасні брендові кулери йдуть зі встановленими на них вентиляторами розміром 60х60х25, або 50х50х20. Такі вентилятори більше шумлять, але і переганяють більше повітря. Вентилятори великих розмірів ставити незручно, та й недоцільно – адже тут вже питання впирається в радіатори. Розміри радіаторів вже давно перевищили розміри самих процесорів в рази. Японська фірма ALPHA випускає найбільший на сьогоднішній день кулер для процесорів Pentium II / III.

 

Цей кулер має ребра довжиною близько 60 мм і вентилятори розміром 60х60х25, уркепленние зверху над кольором. Що досягається таким чином? Найвища продуктивність з усіх вентиляторних кулерів. Але тут є і проблеми. Маса всієї конструкції становить близько 600 грам, кулер встановлюється не на всі материнські плати (на деяких він просто впирається в DIMM слоти, чи в системний чіп) і не в усі корпусу. При перевезенні комп’ютера виробники рекомендують виймати кулер разом з процесором і перевозити окремо, так як він створює велике навантаження на процесор і тому може нанести ушкодження при трясці. Ось ми і підійшли до однієї з головних проблем усіх сучасних кулерів – проблеми сумісності. Чому б не зробити просто величезний радіатор? Та тому, що вже при певних розмірах його установка ускладнюється через особливості материнських плат.

Друга проблема пов’язана з вентиляторами, розрахованими на використання з SECC II процесорами. Тут для ефективного охолодження чіпів кешу використовується спеціальна конструкція радіатора, іменована VentSink. Суть її в тому, що повітря, що направляється вентиляторами, при проході через ребра прямує прямо на мікросхеми кешу через спеціальні отвори в підставі радіатора.

Таким чином, можна не турбуватися за перегрів кеша. Тепер ми можемо визначити основні вимоги до кулера.

1) Кулер повинен володіти низьким термічним опором і забезпечувати належне охолодження

2) Кулер повинен володіти сумісністю – ставиться на всі материнські плати і в усі корпусу

3) Якщо це кулер для SECC II процесорів, то він повинен охолоджувати мікросхеми кешу

4) Кулер повинен мати гарне кріплення – легко ставитися на процесор і легко зніматися.

Що щодо процесорів? Сучасні процесори Pentium III, AMD K7, Celeron виділяють занадто велику кількість теплоти. Навіть незважаючи на те, що фірми-виробники процесорів весь час знижують напругу напруга, кожний наступний процесор гріється сильніше. І тому кулери для кожного нового процесора повинні удосконалюватися. Ви бачили офіційний кулер для AMD K7? Так от, це кулер фірми CoolerMaster, модель DP5-5f53-m2. Ось її фотографія.

Це просто монстр, а не кулер. Він був розроблений для SECC I процесорів (таких, як Pentium II), але завдяки високій продуктивності було вирішено використовувати його і для Athlon. Подивіться на цей вентилятор. Він має розміри 50х50х15, що має частоту обертання 5400 rpm, потужність 1.2 Вт і продуктивність 14.3CFM. І як би дивно він не виглядав, це тільки початок. Адже Athlon має застарілий SECC I корпус, де радіатор стикається не напряму з процесором, а із спеціальною пластиною. Тому тут охолодження не таке ефективне, як в корпусах SECC II, які використовують процесори Pentium III. Це сподвігает виробників кулерів ставити більш потужні вентилятори та максимально покращувати радіатори кулерів.

VOS32

Що ми маємо в підсумку? Подивіться на новий кулер від фірми GlobalWin. Найближчим часом він надійде в продаж. Цей кулер призначений для установки на нові процесори. Він може бути монтований як на SECC I процесори, так і на SECC II.

Кулер має просто гігантський голчастий радіатор розміром 118х75х45, на якому встановлені два вентилятори розміром 60х60х25. Вентилятори встановлені не посередині, а у верхній частині кулера для того, щоб забезпечити сумісність з усіма материнськими платами. Кріплення зроблено таким чином, щоб забезпечити можливість установки як на SECC I, так і на SECC II процесори.

Як видно, радіатор має конструкцію “Ventsink” і забезпечує доступ свіжого повітря до чіпів кешу процесора SECC II.

На процесори, що мають корпус SECC I (старі Pentium II, Athlon), SECC II (новіші Pentium II, PentiumIII), а також на процесори, що мають корпус SEPP (слотові версії Celeron) можна поставити кулери, мають великий радіатор. А що робити з більш маленькими процесорами, що використовують Socket 7 (AMD K6), Socket 8 (Pentium Pro), Socket 370 (Celeron) і Coppermine? Адже тут майже завжди немає можливості встановити радіатор, що перевищує по ширині і довжині розміри процесора (виняток, коли ви використовуєте перехідник SLOT1 – Socket 370). У такому випадку вам доведеться змінювати висоту радіатора. Але і тут є свої ліміти.

TurboCooler

Але і для таких маленьких і “гарячих” процесорів є свої рішення. Наприклад, Hewlett Packard продає комп’ютери з процесорами, що споживають до 100 Ватт. Очевидно, що їм довелося розробляти власне рішення для охолодження системи. Всі ці кулери були запатентовані і продавалися тільки з комп’ютерами HP. Але кілька місяців тому фірма HP вирішила заробити на цьому гроші через дочірню компанію HP Polarlogic. В даний час Polarlogic не продає кулери для PC, однак у майбутньому вони планують випустити серію кулерів для процесорів Xeon.

Нові кулери носять назву TurboCooler. Більш докладно про них написано тут. Як зробити хороший кулер? Можна піти двома шляхами – збільшити розміри радіатора, або поставити більш потужний вентилятор. HP застосувала на практиці обидва способи. Їх радіатор має дуже великі ребра, що оточують вентилятор з усіх сторін і розташовані саме під тим кутом, під яким вентилятор жене повітря. Саме тому не створюється турбулентного ефекту, збільшується потік повітря, що проходить через радіатор і зменшується шум. Технологія виготовлення радіатора також відрізняється від інших. Радіатор виплавляється, а не штамп, тому на ньому менше кутів і задирок, що створюють шум.

Тепер розглянемо, як він працює.

Конструкція радіатора являє собою циліндричне тіло. Стінки циліндра одночасно виконують роль ребер радіатора. Ребра загнуті точно за напрямком руху повітря від вентилятора, щоб створювати як можна менший опір і шум. Через те, що ребра радіатора розташовуються не вертикально, а загнуті під кутом, вони мають значно більші розміри і займають менше місця. А завдяки їх розташуванню, повітря рівномірно проходить по всій довжині ребра і охолоджує радіатор.

На малюнку ліворуч показано воздухоток через кулер. Як ми бачимо, холодне повітря надходить з верхньої частини кулера, прискорюється вентилятором і виводиться в нижній частині. При виході з кулера повітряний потік має швидкість 3.5 метра в секунду і товщину близько 10 мм. Вихід повітря можна використовувати для охолодження різних компонентів навколо процесора. Ілюстрація показує установку кулера на SECC II процесор. Як видно, кулер займає місце, порівнянне з розмірами ядра процесора. При встановленні додаткових радіаторів на мікросхеми кешу SRAM, можна домогтися того, що виходить повітря буде охолоджувати і кеш.

HP TurboCooler показує кращі результати – оптимальний вибір для розігнаного PPGA процесора. Проблема в тому, що цей кулер був розроблений для комп’ютерів HP, тому він поставляється без кріплень. Але ця проблема вирішувана за допомогою термоклея, яким його можна приклеїти до процесора. Ще в мережі з’явилися відомості, що хтось продає ці кулери з кріпленнями, що дозволяють встановлювати їх як нормальні кулери. Але це вже кому як пощастить. Тим більше, що наші люди на вигадки хитрі. Так що якщо ви настільки “advanced”, щоб купити цей кулер, то ви зможете його прікрепіть.Другая проблема в тому, що через свої розміри цей кулер поміститься не на всі материнські плати (такі як ASUS P5A, P5A-B, ABIT BP6) – тут вже нічого не поробиш.

Цей кулер має дуже високу сумісністю TurboCool можна поставити практично на всі перехідники Slot1-PPGA. При цьому він не буде блокувати DIMM-слотів, як інші кулери. Він також з легкістю вміститься і на Socket-x материнських платах.

Плюси таких кольорів в наявності: висока продуктивність, низький рівень шуму і висока сумісність.

Проте, іноді навіть такі рішення не дозволяють охолодити комп’ютерні процесори. Кілька місяців ця ідея здавалася просто сумашедший. Так, фірма Innovalue продає водяні кулери для комп’ютерів.

Тут потрібно сказати, що відведення тепла за допомогою води – відмінна ідея. Навіть атомні реактори охолоджуються водою, що говорити про комп’ютерні процесори?

Водяні кулери

Підхід до водяних кулерам більш складний і вимагає посиленого контролю, насамперед, з боку виробника. Ось чому виробників систем водяного охолодження можна перерахувати по пальцях, а коштують такі системи досить дорого. Зазвичай, повноцінний водяний кулер складається з радіатора, прилеглого до процесора, водяної помпи, ганяє воду по сполучних трубок, самих з’єднувальних трубок і радіатора, в якому нагрілася вода охолоджується, перш ніж охолоджуючи процесор. Модель SCC-01 може бути використана для процесорів AMD-K5, K6, K7, всіх моделей Pentium і Celeron. Кулер має шість каналів, по яких протікає потік води. Він кріпиться на процесор за допомогою спеціальних кріплень із нержавіючої сталі. У комплект входять: 3 метри силіконової трубки, 15 м. термопасти, 2 шматки липкої стрічки. Перед встановленням кулера на процесор рекомендується перевірити, не протікає де вода, і якщо таке трапляється, усунути неполадку. Адже фірма не несе відповідальності за принесені кулером ушкодження.

Для повноцінної подачі води в кулер тут же пропонується водяний насос продуктивністю до 200 літрів на годину. Повністю сумісний з SCC-01, він міститься під воду і працює там як завгодно довго. Тільки от 200 літрів на годину – це майже що ванна. Це означає, що для роботи потрібно забезпечити завжди наповнену ванну з водою. Тоді кран води повинен мати як мінімум не меншу швидкість потоку, щоб через дві години ванна не спорожніла. Тоді виникає питання: навіщо використовувати водяну помпу, коли можна підключити кран до кулеру безпосередньо?

А ось це – вже охолоджувач для води. Його мета – знизити температуру води, що використовується для охолодження процесора. Дуже корисна річ, якщо ви використовуєте не проточну воду. Що мене тут здивувало, так це те, що діаметр вхідний і вихідний трубки набагато менше діаметра інших трубок. Навіщо? Навіщо робити трубки радіатора більшого розміру, адже тиск і потік води визначаються вхідний і вихідний трубками?

Фірма Innovalue попереджає, що використання водяних кулерів пов’язано з деяким ризиком для комп’ютера, і що за це вона ніякої відповідальності не несе. Проте тут же обмовляється, що при правильному використанні ризик більше, ніж при використанні звичайного “повітряного” кулера.

Проте, є більш ефективні кулери, які дозволяють дійсно охолодити процесор. Це і є ті активні кулери, про які я розповів спочатку статті. Вони виділяють холод. Я не буду розповідати про різні криогенні HI-END кулера вартістю кілька сотень доларів. Тут я коротко опишу кулери Пельтье.

Кулери Пельтье

Кулери Пельтье засновані на ефекті Пельтье, що полягає в тому, що при пропущенні струму через елемент Пельтьє, що складається з двох спеціально підібраних напівпровідникових пластиночек, одна з них нагрівається, інша – охолоджується. Причому різниця температур на гарячій і холодній частині пластинки завжди однакова. Тобто якщо різниця температур становить 40 градусів, то при температурі гарячої пластинки 50 градусів, температура холодної складе 10 градусів. При 20 градусах на гарячій пластинці – 20 градусів нижче нуля на холодній частині. Таким чином, виникає необхідність у найбільш ефективному охолодженні гарячій частині кулера.

Елементи Пельтьє можна зістиковувати в послідовні каскади – кожен гарячий полюс одного елемента пластинки до холодного полюса іншого. Тоді між гарячою і холодною сторонами крайніх елементів виникне велика різниця температур, наближено дорівнює сумі різниць температур всіх кольорів (співвідношення вірно для двох – трьох елементів). Тоді гарячий полюс такого каскаду доведеться дуже сильно охолоджувати. Звичайний радіатор + вентилятор з цим не впорається. Але використання навіть одного кулера Пельтье пов’язане з небезпеками.

1) Перегрів. Кулери Пельтье поставляються зі встановленими на них “повітряними” кулерами. При поломці вентилятора миттєво підніметься температура на холодному полюсі елемента. Це може привести до пошкодження процесора. Крім того, кулери Пельтье розсіюють багато теплоти, тому в корпусі комп’ютера треба забезпечити хорошу вентиляцію.

2) Кулери Пельтье споживають велику кількість потужності. Іноді більше, ніж може дати блок живлення. Тому комп’ютер може просто не включатися, або можуть не запускатися вінчестери (так як в момент пуску вони споживають більше потужності). Для вирішення цієї проблеми на кулер Пельтьє ставляться спеціальні теплові реле, які при досягненні певної температури на процесорі включають елемент Пельтьє, а коли в цьому немає потреби – вимикають його. Але це – не вирішення проблеми. Адже буває, що при грі ваш процесор працює на повну, а вінчестер заснув (перейшов в Suspend-mode). Тоді, коли буде потрібно знову вважати інформацію, він просто не прокинеться. Те ж стосується CD-ROM, адже він засинає частіше і споживає більше потужності при запуску.

3) Конденсація води. При включенні комп’ютера процесор стає набагато холодніше кімнатної температури, що викликає конденсат, здатний завдати шкоди процесору і материнської плати.

4) Елемент Пельтье повинен мати потрібні розміри. Якщо він менше процесора, то він не буде належним чином забезпечувати охолодження. Якщо більше, то на ньому буде утворюватися конденсат.

Що стосується продуктивності, то кулери Пельтье по охолоджуючим параметрам обходять усі відомі “повітряні” кулери і водяні кулери. При правильній збірці і установці вони стають кращим рішенням для розігнаної системи.

Фірма DesTech Solutions, Inc. випускає Пельтье кулер, забезпечений спеціальним блоком контролю. Цей блочок запускає елемент Пельтьє, коли процесор перегрівається і вимикає, коли температура нормалізується.

Інша справа, що якщо ви використовуєте дуже потужний кулер Пельтьє, то треба дуже уважно стежити за його охолодженням. Для потужних напівпровідникових модулів повітряного охолодження може не вистачити, тоді доводиться охолоджувати їх за допомогою води. Але якщо водяне охолодження з яких-небудь причин вийде з ладу, модуль Пельтье може просто спалити не тільки сам процесор, але і материнську плату і навіть пошкодити модулі пам’яті. Так що будьте обережні.

Кріогенні системи

Принцип дії кріогенних систем простий. Досить сказати, що криогенні кулери за принципом роботи нічим не відрізняються від звичайних домашніх холодильників. Як охолоджуючого речовини використовується Фреон 134, речовина, що міняє свій стан при зміні температури і тиску. При випаровуванні Фреон поглинає велику кількість теплоти, за рахунок чого і опускає температуру охолоджувачів нижче нульової позначки. Тоді постає питання: чому ж домашні холодильники мають велику потужність, але опускають температуру тільки до +5проС, а криогенні системи, працюючи від постійного струму, охолоджують процесор до -10проС – -40проС? Тут нічого складного немає, так як порівняйте розміри випарників у холодильниках та кріогенних системах. В останніх вони трохи менше розмірів самого процесора. А охолодити меншу поверхню набагато легше.

Існує хибна думка, що криогенні системи підтримують робочу температуру процесора нижче нуля градусів за Цельсієм. Справа в тому, що кожна Кріосистеми має свою потужність. Ця потужність повинна бути більше потужності охолоджуваного процесора, інакше кулер просто не зможе справлятися зі своїм завданням. Але навіть якщо кулер могутніше процесора, в більшості випадків він буде тримати температуру ядра на рівні +2проЗ – +10проС. Однак, є й такі системи, які будуть підтримувати роботу навіть самого потужного процесора при температурі -30проС. У будь-яких кріогенних системах основна проблема – конденсат, що осідає на контакти і поверхня процесора і гнізда, або слота при зниженні його температури нижче кімнатної. Такий конденсат в 95% здатний вивести з ладу як процесор, так і материнську плату. Щоб уникнути його появи місце контактів на процесорі спеціально підігрівають, або покривають різними силіконовими мастилами.

Виробників кріогенних систем можна перерахувати по пальцях на одній руці. З відомих це Asetek з системою Vapochill (читайте огляд на нашому сайті) і Kryotech зі своїми кріокомпьютерамі. Остання взагалі продає комп’ютери в зборі і не займається продажем окремих кольорів. Кріокулери коштують дуже дорого, часом дорожче самого комп’ютера. Але зібрати кріокулеров можна і самому, якщо ви володієте технологією пайки мідних труб, або якщо у вас є знайомий з ремонту холодильників. Основне ж завдання – придумати спосіб позбавлення від конденсату. Впоравшись із цим завданням, ви станете предметом заздрощів більшості оверклокерів світу.

Висновки

На сьогоднішній день кількість і якість кольорів вражають своєю різноманітністю. Вже цього року комп’ютерні кулери почнуть зазнавати зміни, пов’язані з розмірами процесорів. Це треба враховувати при виборі кулера. І при покупці HI-END кулера потрібно розуміти, що він купується “на віки” і тому повинен володіти наступними характеристиками.

1) Зносостійкість. Багато виробників гарантують до 11 років безперервної роботи кулера, але чомусь (не знаю чому), я їм не вірю.

2) Повна відсутність вібрації. Кулер може шуміти, але не вібрувати

3) Великі кулери повинні поміщатися на всі розповсюджені і дешеві материнські плати, не повинні блокувати DIMM слотів.

4) Кулер повинен встановлюватися на якомога більшу кількість типів процесорів.

5) Кулер повинен мати зручне кріплення

6) Кулер для процесорів в корпусі SECC II повинен мати радіатор конструкції “Ventsink”, або, принаймні, забезпечувати охолодження чіпів кеша.

7) Водяний кулер повинен не пропускати воду на стиках і не підтікати.

8) Кулери Пельтье повинні мати блок логіки, яка контролює їх запуск і зупинку.

9) Кулери Пельтье і кріокулери повинні не допускати утворення вологи на процесорі і в корпусі.

10) Звичайно ж, всі кулери повинні забезпечувати достатнє охолодження процесора.

На сьогоднішній день я б назвав кращим вибором кулер HP TurboCool, але це була б вже реклама. Кожен вибирає кулер по собі.

P.S. Для тих, хто хоче купити собі HI-END кулер повідомлю, що дістати їх дуже складно. Оптимальний варіант-інтернет-магазини. Які саме – вибирати вам.

 

LIKE OFF

15/01.2000

20/02.2001

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*