КомпьютерМастер КомпьютерМастер
Программы

  Услуги   Цены   Гарантии Вызов мастера Всё о компьютерах   Полезные ссылки

Радиаторы и вентиляторы


В компьютере охлаждение требуется как правило процессору, блоку питания, высокоскоростным жестким дискам, графическим акселераторам - всему выделяющему немало тепла. Практически любое потребляющее электроэнергию устройство ПК выделяет тепло. Значит, всех их надо охлаждать.

Для большинства устройств (приводов CD-ROM, обычных жестких дисков, плат расширения) достаточно обдува вентилятором блока питания - основного механизма охлаждения системного блока. Некоторым устройствам требуется увеличение обдуваемой поверхности при помощи радиаторов - ребристых металлических надстроек над наиболее теплонапряженными микросхемами. Радиаторы устанавливаются на простых графических платах, чипсете материнской платы (на самой большой ее микросхеме) и, в последнее время, на некоторых видах модулей памяти.

Радиаторы

По своей сути радиатор является устройством, существенно облегчающим теплообмен устройства с окружающей средой. Площадь поверхности процессорного кристалла чрезвычайно мала (на сегодня не превышает нескольких квадратных сантиметров) и недостаточна для сколько-нибудь эффективного отвода тепловой мощности, измеряемой десятками ватт. Благодаря своей ребристой поверхности, радиатор, будучи установленным на процессоре, в сотни и даже тысячи раз увеличивает площадь его теплового контакта с окружающей средой, способствуя тем самым усилению интенсивности теплообмена и кардинальному снижению рабочей температуры. Фундаментальной технической характеристикой радиатора является термическое сопротивление относительно поверхности процессорного кристалла - величина, позволяющая оценить его эффективность в качестве охлаждающего устройства. В настоящее время на рынке представлены пять "типов" радиаторов, задействованных в массовом производстве.

"Экструзионные" (прессованные) радиаторы.
Наиболее дешевые, общепризнанные и самые распространенные на рынке, основной материал, используемый в их производстве - алюминий. Такие радиаторы изготавливаются методом экструзии (прессования), который позволяет получить достаточно сложный профиль c ребристой поверхности и достичь хороших теплоотводящих свойств.

"Складчатые" радиаторы.
Отличаются довольно интересным технологическим исполнением: на базовой пластине радиатора пайкой (или с помощью адгезионных теплопроводящих паст) закрепляется тонкая металлическая лента, свернутая в гармошку, складки которой играют роль своеобразной ребристой поверхности. Основные материалы - алюминий и медь. По сравнению с экструзионными радиаторами, данная технология позволяет получать изделия более компактных размеров, но с такой же тепловой эффективностью (или даже лучшей).

"Кованые" (холоднодеформированные) радиаторы.
Для их изготовления используется технология холодного прессования, которая позволяет "ваять" поверхность радиатора не только в форме стандартных прямоугольных ребер, но и в виде стрежней произвольного сечения. Основной материал - алюминий, но зачастую в основание (подошву) радиатора дополнительно интегрируют медные пластины (для улучшения его теплоотводящих свойств). Технология холодного прессования характеризуется относительно малой производительностью, поэтому "кованые" радиаторы, как правило, дороже "экструзионных" и "складчатых", но далеко не всегда лучше в плане тепловой эффективности.

"Составные" радиаторы.
Во многом повторяют методику "складчатых" радиаторов, но обладают вместе с тем весьма существенным отличием: здесь оребренная поверхность формируется уже не лентой-гармошкой, а раздельными тонкими пластинами, закрепленными на подошве радиатора пайкой или стыковой сваркой. Основной используемый материал - медь. Как правило, "составные" радиаторы характеризуются более высокой тепловой эффективностью, чем "экструзионные" и "складчатые", но это наблюдается только при условии жесткого контроля качества производственных процессов.

"Точеные" радиаторы.
На сегодня это самые продвинутые и наиболее дорогие изделия. Они производятся прецизионной механической обработкой монолитных заготовок (обрабатываются на специализированных высокоточных станках с ЧПУ) и отличаются наилучшей тепловой эффективностью. Основные материалы - алюминий и медь.

Вентилятор блока питания

Как правило, системой потребляется и, соответственно, уходит в тепло от 40% до 80% от номинальной мощности БП, в зависимости от комплектации компьютера различными платами расширения и дополнительными устройствами. Для слабо укомплектованной системы с БП номинальной мощностью всего 200 Вт по минимуму получается уже 80 Вт, уходящих в тепло. Штатного вентилятора в блоке питания для отвода даже такой минимальной мощности может быть недостаточно. Поэтому для эффективного теплоотвода корпуса оборудуют дополнительными вентиляторами (обычно от 1 до 4 вентиляторов). Эти вентиляторы могут быть уже установлены или же поставляться опционально и пользователь сам может их выбрать.

Таким образом, в более или менее путевых корпусах должны присутствовать хотя бы отсеки для установки дополнительных вентиляторов (в хороших корпусах - от двух до четырех отсеков). Если таковых нет, то не стоит обращать внимание на такой корпус. Обязательно нужно посмотреть, какие это вентиляторы, правильно ли они установлены и соответствуют ли они требованиям качества, производительности, надежности. Не исключаю возможности, что потребуется их заменить. Если же вентиляторы не установлены, то мы можем сразу приступить к рассмотрению вопроса - что и как нам выбрать. Изначальные спецификации корпусов формата АТХ предусматривали обратный ток воздуха - вентилятор должен был нагнетать холодный воздух вовнутрь системного блока. Но потом оказалось, что такая схема неэффективна. Блок питания устанавливается в верхней части корпуса. Туда же поднимается конвекционный поток нагретого компонентами компьютера воздуха. Сменить направление воздушного тока - отказаться от конвекции, снизив тем самым эффективность охлаждения. К тому же нагнетаемый воздух трудно очистить от пыли. Отдельно главный вентилятор приобретается редко. Срок службы блока питания - 3-4 года. За это время компьютер полностью устаревает морально. Новый компьютер - новый корпус. Следовательно, и новый блок питания с охлаждающим вентилятором. Но это в идеале. На практике блок питания приходится менять именно из-за "гремящего" вентилятора либо разбирать, заменяя сам кулер (от cooler - теплосъемник). Собирая компьютер самостоятельно, есть смысл обратить внимание на фирменные корпуса и, особенно, на качество блоков питания, идущих с ними в комплекте. Как правило, качественные вентиляторы устанавливаются в серверные блоки питания повышенной мощности. Как правило, долговечный, стабильно работающий вентилятор снабжается подшипниками качения, что означает и повышенный акустический шум при работе, а простые вентиляторы на подшипниках скольжения работают тише и меньше.

Охлаждение центрального процессора

Процессоры греются в зависимости от их тактовой частоты, например 286-я серия PC вовсе не требовала охлаждения процессора (при 12 Мгц частоты), до 486-ой вполне можно было обойтись маленьким радиатором и лишь поколение Pentium потребовало полноценного кулера. Всё возрастающие частоты требуют всё более интенсивного охлаждения, недаром в продаже уже появились такие "монстры", как Dragon Orb для P4! И устройство вентиляторов постоянно усложняется. Если раньше это был простой вентилятор с подшипником скольжения, постоянной скоростью вращения 1000 об/мин, то сейчас обороты вентиляторов достигают 9000, и возникает проблема излишней громкости системы охлаждения, оттого, например, в кулеры от Thermaltake уже встраивают некое подобие коробки передач, обеспечивающей три скорости вращения.

Охлаждающий вентилятор, устанавливаемый на радиаторе центрального процессора, ответственен за стабильную работу машины, поскольку даже небольшой перегрев ведет к сбоям. Процессорные вентиляторы всегда работают в паре с радиатором, увеличивающим теплоотводную поверхность процессора. Для изготовления дешевых радиаторов используется дюралюминий, для дорогих - сплавы или чистая медь. Самым эффективным считается медный радиатор, но он же и самый дорогой - от 17 долларов и выше. Вентиляторы центрального процессора также могут быть изготовлены на подшипниках качения либо скольжения. Температурный режим здесь гораздо более напряженный, поэтому выбирать следует вентилятор понадежней (что, как правило, означает - подороже). Установка охлаждающего вентилятора сводится к плотному присоединению его к радиатору (четырьмя винтами, которые надо затягивать крест-накрест и в равной степени, иначе вентилятор будет шуметь из-за перекоса оси и быстро выйдет из строя), а сам радиатор при помощи пружинных зажимов или винтов - к процессору. Для лучшего теплоотвода между поверхностью процессора и контактной пластиной наносят либо термопасту, либо размещают специальную легкоплавкую прокладку. Лучше всего работает именно термопаста. Поэтому даже в "боксовых" версиях центральных процессоров, уже оборудованных вентиляторами, есть смысл демонтировать радиатор, нанести слой термопасты, притереть его к контактной площадке радиатора (не должно быть пустот и раковин), собрать и хорошо просушить.

Все процессорные кулеры можно разделить на следующие типы:

Типичный кулер представляет из себя небольшой прямоугольный радиатор, состоящий из n-ного количества рёбер, необходимых для циркуляции воздуха. Существует множество вариантов исполнения радиаторов. Сверху на радиаторе закреплён вентилятор, вдувающий воздух в пространство между рёбрами радиатора. Таким образом достигается наилучшая теплоотдача.

Цилиндрический кулер отличается от обычного формой радиатора. Как видно, рёбра такого кулера расположены на окружности, а в середине либо стоит вентилятор, либо установлены дополнительные рёбра для увеличения поверхности обдува. Цилиндрические кулера дороже аналогов с обычным радиатором, да и пользы от них побольше. Хотя нет смысла менять хороший обычный кулер на цилиндрический. Падение температуры не будет большим, если вообще будет. Зато с эстетической точки зрения, цилиндрические кулера лучше смотрятся.

Кулеры с медной подошвой/основанием. Медная подошва ставится на качественных кулерах среднего и верхнего ценового диапазона для увеличения теплоотдачи.

Радиаторы без вентилятора используются в основном для серверных решений.

Двухвентиляторные кулеры не представляют собой ничего особенного, да и охлаждают они ненамного лучше своих собратьев с одним вентилятором.

Вентиляторы для видеоадаптеров

Охлаждения чипсетов графических ускорителей осуществляется миниатюрными вентиляторами. Устанавливаемые на видеоплаты вентиляторы имеют меньшие размеры, чем процессорные, и найти качественную замену бывает не просто. Поэтому есть смысл модифицировать систему охлаждения - притереть с помощью пасты к поверхности главной микросхемы ускорителя подходящий по размеру радиатор и в ближайший слот расширения (первый PCI, который располагается сразу за слотом AGP, куда и установлен графический ускоритель) поставить дополнительный охладитель, выполненный в формате карты расширения, но использующий для крепления только винт торцевой заглушки корпуса, а не контактный разъем самого слота. Иногда (если положение совсем безвыходное) вентилятор ускорителя заменяют процессорным, но тогда приходится искать свободный разъем питания - разъем, расположенный на видеоплате, для процессорного кулера не подходит. Также охлаждение PCI/AGP/CNR/ISA/AMR карт может осуществляться с помощью устройства именуемого "Blower" - вытягивающего горячий воздух от карты наружу.

Охлаждения жестких дисков

Жёсткие диски, выпускаемые на данный момент, почти поголовно нуждаются в охлаждении. Причём обязательно следует устанавливать устройства охлаждения на диски с оборотами шпинделя 7200 в минуту и более. Определить нуждается ли Ваш диск в охлаждении несложно. Если он поддерживает технологию S.M.A.R.T., то можно воспользоваться одной из небольших программ, измеряющих его температуру. Если температура диска 47'С и более, то для него необходимо установить систему охлаждения. В противном случае значительно уменьшится срок эксплуатации диска или он выйдет из строя. Существует множество решений проблемы охлаждения HDD, так что вы всегда сможете подобрать оптимальный вариант.

Устройство типа "HDD cooling kit". Состоит из блока, устанавливаемого вместо заглушки в 5" отверстие в котором установлены от одного до трёх вентиляторов (дешёвых, в основном на подшипниках скольжения), вставляемого в отверстие 5", и салазок для крепления 3.5" диска в 5" слот. Показывает неплохие результаты, снижая температуру диска на 10 - 15 градусов.

Устройство поддува воздуха к днищу жёсткого диска состоит из нескольких или одного вентиляторов закреплённых на "поддоне" для HDD. Является альтернативой предыдущему устройству, при этом не требует установки HDD в пятидюймовый слот. Устройства можно использовать и совместно, однако снижение температуры будет незначительным.

Продвинутая версия имеет радиатор для установки в него HDD. Бесполезна для дисков с противоударной и антистатической защитой, например, Seagate Barracuda 4. Не даёт особого понижения температуры.

Также для охлаждения диска можно применить и обыкновенный корпусный вентилятор, установив соответствующий размеру под диск, использовав стандартные устройства крепежа. Хотя это уже "несколько нестандартный" вид охлаждения. Mobile Rack - устройство для переноски HDD. Обычно имеет штатные места и разъёмы для установки кулеров. Для него подходят кулера от 486 и подобные.

Охлаждение устройств чтения/записи лазерных дисков

На сегодняшний день CD-, DVD-ROM и RW практически не нуждаются в охлаждении, хотя в некоторых моделях и предусмотрено штатное место для вентилятора. Такой вентилятор найти в продаже довольно трудно, так что охлаждение этих устройств сугубо дело вкуса владельца.

Оперативная память

В своём большинстве оперативная память не требует охлаждения, однако для увеличения стабильности и срока эксплуатации рекомендуется устанавливать на модули DDR и RUMBUS (RIMM) памяти специальные охлаждающие модули (так называемые Memory Cooling Kits).

Чипсет

Многие производители современных материнских плат уже оснащают чипсеты устройствами охлаждения радиаторами или кулерами, однако всегда есть возможность улучшить / заменить систему охлаждения на более производительную, дополнив её вентилятором или поставив нештатный кулер.

Термодатчики

Термодатчики контролируют температуру наиболее важных узлов компьютера. Однако, автоматическая регулировка частоты вращения вентилятора посредством термодатчика может оказаться для процессора роковой. Ведь в этом случае, если термодатчик выйдет из строя, то вентилятор не запустится.

Теплопроводные материалы

Как уже было сказано выше, для заполнения пространства между поверхностью охлаждающего компонента и контактной площадкой радиатора используются специальные теплопроводные материалы - так называемые тепловые интерфейсы. В настоящее время наибольшее распространение получили специальные пластичные смеси - термопасты. Однако, поскольку использование термопаст связано с определенными проблемами (в частности, с довольно трудоемким процессом ее нанесения), многие производители радиаторов комплектуют свои изделия специальной прокладкой, используемой вместо термопасты. Одной из важнейших характеристик термопаст является тепловая проводимость, измеряемая в ваттах на метр-кельвин. Чем выше этот показатель, тем эффективнее данная паста. Вполне понятно, что чем больше тепла выделяет нагревающийся компонент, тем более высокой должна быть тепловая проводимость применяемой пасты. Стоит также учитывать, что тепловая проводимость изменяется в зависимости от того, какие пары материалов контактируют между собой! Например, при контакте двух металлических поверхностей она будет выше, чем в случае контакта керамической и металлической поверхностей. Из этого следует, что при охлаждении компонента с керамической поверхностью использование термопасты более важно. Что касается химического состава современных термопаст, то наиболее недорогие и широко распространенные из них изготавливают на основе силикона. Поскольку чистый силикон имеет невысокую теплопроводность, его смешивают с оксидом цинка. Кстати, именно это вещество придает смеси белый цвет. Более эффективные термопасты обычно изготавливают без использования силикона: в качестве основного наполнителя в них добавляют нитрид или оксид алюминия, а также нитрид бора; пластичность смеси обеспечивают входящие в ее состав специальные синтетические масла. Относительно недавно появились очень эффективные пасты, изготовленные на основе измельченного серебра. Как известно, этот материал обладает очень высокой тепловой проводимостью; правда, оборотной стороной медали является его довольно высокая цена. Тепловая проводимость паст на силиконовой основе лежит в пределах от 0,7 до 0,9 Вт/м К. Аналогичный показатель более качественных паст, изготовленных без применения силикона, может достигать 2-3 Вт/м К и более. Что касается серебросодержащих термопаст, то их тепловая проводимость на порядок выше силиконосодержащих смесей. Помимо тепловой проводимости, важными характеристиками термопасты являются ее пластичность и стабильность. Очень важно правильно определить оптимальный состав смеси: с одной стороны, она не должна быть слишком жидкой, чтобы избежать ее вытекания из-под радиатора, а с другой - должна быть достаточно мягкой, чтобы наилучшим образом заполнить микрорельеф на контактирующих поверхностях. При этом состав пасты должен сохранять свои пластичные свойства на протяжении всего срока эксплуатации - в противном случае (если, например, смесь начнет засыхать) ее тепловая проводимость резко снизится. Многие современные высококачественные пасты обладают изменяемыми свойствами: первоначально они обладают некоторым избытком пластичности, что позволяет наилучшим образом заполнить микрорельеф поверхностей контактных площадок радиатора и охлаждаемого компонента, а через 50-200 часов работы становятся чуть менее пластичными, обеспечивая оптимальную тепловую проводимость.

Цены на кулеры

Скажу сразу - не бывает дешевых вентиляторов. Бывают либо довольно плохонькие, либо достаточно дорогие. Конечно, не все дорогие вентиляторы оказываются действительно качественными - можно наткнуться на подделку или на second-hand. Но, несомненно, то, что большинство совсем уж дешевых вентиляторов ($1-3) всегда не заслуживают оценки выше "удовлетворительно". Вопрос "brand name или no name", а точнее "brand name или unknown name" по отношению к вентиляторам решается не так уж просто. Практически все вентиляторы как-то маркированы, поэтому под no name следует подразумевать вентиляторы производства малоизвестных фирм или же совершенно неясного происхождения. Сомнительный с виду вентилятор может оказаться просто не маркированным брэндом. И наоборот - предполагаемый брэнд может быть всего лишь подделкой. Но, к сожалению, нет абсолютно объективных признаков, позволяющих отличить действительный брэнд от изделий сомнительного качества.

Поэтому, к выбору системы охлаждения следует приступать с большой аккуратностью - ведь от этого зависит качество, а подчас и сама возможность, работы вашего ПК - и руководствоваться выше описанными особенностями кулеров.

Расшифровка обозначений на коробке кулера

Fan Dimensions. Буквально - размеры [мм] вентилятора, а не кулера в целом. Как правило, чем больше габариты вентилятора, тем выше его производительность. Наиболее распространенные типоразмеры - 60х60х15 мм, 60х60х20 мм, 60х60х25 мм, 70х70х15 мм, 80х80х25 мм.

Dimensions. Размеры кулера в сборе.

Rated Voltage. Стандартное напряжение питания. Этот параметр у всех современных вентиляторов имеет значение 21VDC, что и означает - 12 Вольт постоянного тока.

Started Voltage. Этот параметр показывает напряжение, при котором вентилятор может начать вращение, т.е. если подать меньше - он, скорее всего, просто не будет крутиться.

Rated Current. Ток проходящий через вентилятор при номинальном напряжении.

Power Input. Входная Мощность - и есть мощность [Вт], которую потребляет двигатель кулера.

Rated Speed или Fan Speed. Скорость вращения крыльчатки (в отечественной практике выражается в об/мин, американская единица измерения - rotations per minute, RPM). Чем быстрее вращается крыльчатка, тем выше становится производительность вентилятора. Типичные значения скорости - от 1500 до 7000 об/мин - иногда до 9000. Однако, чем больше - тем громче.

Air Flow или Max Air Flow. Поток воздуха, прогоняемый вентилятором через радиатор кулера в минуту. Производительность (технический термин - "расход") - величина, показывающая объемную скорость воздушного потока. Выражается она в кубических футах в минуту (cubic feet per minute, CFM). Чем больше производительность вентилятора, тем он более эффективно продувает радиатор, уменьшая термическое сопротивление последнего. Типичные значения расхода - от 10 до 80 CFM.

Max Static Pressure или Static Pressure. Давление воздуха на радиатор. Параметр менее важный, чем Air Flow.

Noise Level или просто Noise. Уровень шума вентилятора выражается в децибелах и показывает, насколько громким он будет в субъективном восприятии. Значения уровня шума вентиляторов лежат в диапазоне от 20 до 50 дБА. Человеком воспринимаются в качестве тихих только те вентиляторы, уровень шума которых не превышает 30-35 дБА. Чем больше - тем хуже пользователю, сидящему за компьютером.

Locked Protection. Это время до отказа вентилятора, если его заклинить.

Polarity Protected. Защита от включения с обратной полярностью. Если ее нет, и вы перепутаете полярность, - вентилятор будет крутиться в другую сторону.

Operating Temperature. Температура при которой кулер способен исправно функционировать.

Storage Temperature. Температура хранения.

Interface Material. Материал, из которого сделана подошва кулера. С внедрением медных оснаваний и хороших теплопроводящих паст в этой нашлепке надобность исчезает.

Bearing Type. Тип подшипников. "Ходовая" часть вентилятора может быть построена на подшипнике скольжения (sleeve bearing, наиболее дешевая и недолговечная конструкция), на комбинированном подшипнике - один подшипник скольжения плюс один подшипник качения (one sleeve -one ball bearing, наиболее распространенная конструкция), и на двух подшипниках качения (two ball bearings, самая дорогая, но в то же время очень надежная и долговечная конструкция).

Connector. Тип коннектора. 3 pin или Molex - это те, которые соединяются с материнской платой и имеют возможность регулировки оборотов.4 pin или PcPlug - соединяются с разъем питания для IDE-устройств.

Life Time. Наработка на отказ. Срок службы вентилятора выражается в тысячах часов и является объективным показателем его надежности и долговечности. На практике срок службы вентиляторов на подшипниках скольжения не превышает 10-15 тыс. часов, а на подшипниках качения - 40-50 тыс. часов.

КомпьютерМастер computermaster.ru



[Услуги] [Цены] [Гарантии] [Вызов мастера] [Всё о компьютерах] [Полезные ссылки]

© КомпьютерМастер, 2004.
Rambler's Top100 Rambler's Top100