Metodele de răcire a computerului sunt mijloacele de reducere a temperaturii anumitor componente ale computerului pentru a preveni supraîncălzirea acestora. Majoritatea componentelor unui computer se încălzesc, trecând de la o producție foarte mică de căldură pentru unitățile optice , la o producție mult mai mare pentru microprocesor sau chiar pentru placa grafică care uneori consumă mai mult decât procesorul. Încălzirea normală nu are nicio consecință, dar supraîncălzirea acestor componente poate duce la disfuncționalități (erori de calcul, erori , reporniri premature etc. ), care uneori pot duce la deteriorarea lor.
De la Pentium , majoritatea componentelor expuse la temperaturi ridicate sunt echipate cu sonde și dispozitive de siguranță care le protejează (prin încetinirea forțată numită restricție sau chiar printr-o oprire „bruscă” a computerului).
De circuite integrate sunt componente electronice care incalzesc cel mai mult , acestea sunt situate pe placa de bază și placa grafică , printre altele. Înainte de 1995, simplul contact al suprafeței circuitului integrat cu aerul înconjurător a făcut posibilă asigurarea răcirii acestuia, apoi unele dintre aceste circuite au devenit prea consumatoare pentru ca contactul cu aerul înconjurător să fie suficient. De procesoare , de exemplu, sunt compuse din milioane de tranzistori care, în timpul funcționării, o mulțime de căldură; atunci este necesar să le adăugați un dispozitiv de răcire pentru a le reduce temperatura.
Principalele părți ale unui computer care generează căldură sunt:
Aerul de răcire , (în limba engleză aircooling ) este principiul de răcire , care folosește aerul ca agent de răcire. Este simplu de implementat, suficient de eficient în majoritatea cazurilor, economic și nu este periculos.
Poate fi clasificat în două categorii:
Răcire pasivăTermenul pasiv indică aici că nici o parte mecanică nu este în mișcare. La simpla componentă de răcire este atașat un radiator simplu ( radiator ), pentru a crește suprafața de contact cu aerul ambiant și, prin urmare, pentru a facilita disiparea căldurii prin convecție . A fost primul sistem utilizat, pe tranzistoare de putere, apoi pe microprocesoare (de ex. Pentium ), când au început să se încălzească prea mult. A fost, de asemenea, soluția aleasă de Steve Jobs pe Apple III . Utilizarea sa a evoluat de-a lungul timpului, pentru a răci acum Northbridge-ul , anumite procesoare grafice entry-level, RAM sau chiar MOSFET-uri pe placa de bază .
Răcire activăComparativ cu răcirea pasivă, un ventilator este adăugat la radiator, formând un bloc adesea denumit un răcitor sau radiator . Fluxul de aer astfel menținut în jurul radiatorului îmbunătățește transferul de căldură între aer și aripioarele radiatorului prin convecție forțată .
Acest sistem a devenit un standard pentru răcirea microprocesorului: marea majoritate a celor mai puternice sunt livrate cu un cooler sau cel puțin sunt destinate să lucreze cu el. Procesoarele grafice mid-range și high-end îl au, de asemenea, la fel ca majoritatea surselor de alimentare .
Principalele dezavantaje ale răcirii active sunt zgomotul emis de suflarea ventilatorului, precum și acumularea de praf în computer dacă nu există filtru de aer , în special pentru laptopuri (dimensiuni mici, puțin potrivite pentru curățare și călătorii frecvente în zonele urbane prăfuite) zone).
Radiatoarele sunt uneori echipate cu conducte de căldură , care permit căldura emisă de componentă să fie transportată de la acesta, până la locul unde va fi disipată în aer.
Există două tipuri de răcire folosind un lichid de transfer de căldură.
Răcire cu apă ( răcire cu apă )Răcire a apei este un dispozitiv prin care circulă apa, mult mai bine termic conductor decât aerul, cu ajutorul unei pompe de într - un circuit care trece prin una sau mai multe waterblocks . Aceste blocuri de apă, situate pe componentele care trebuie răcite, permit transferul termic între apă și componentă.
Rezervată inițial pentru sisteme performante, cum ar fi supercomputerele , această metodă a fost apoi adoptată și adaptată pentru utilizarea sa zilnică în computere. În ciuda tuturor, rămâne mai complex de instalat decât răcirea cu aer și mai riscant din cauza coabitării dintre apă și electricitate.
Funcționarea silențioasă este un alt avantaj al răcirii cu apă, în cazul unui sistem fără ventilator, chiar dacă performanța este puțin mai mică în acest caz .
Răcire cu uleiRar folosit , răcirea cu ulei implică scufundarea tuturor componentelor în ulei vegetal sau mineral pentru a le răci uniform. Această metodă are avantajul de a fi silențioasă și, prin imersiunea totală a computerului, de a oferi o răcire uniformă.
Pentru a putea scufunda componentele într-un lichid, acesta trebuie să fie dielectric . Folosirea uleiului vegetal are multe dezavantaje: devine rânză în timp, nu este transparent și degajă un miros prăjit, în plus uleiurile minerale sunt potențial cancerigene dacă sunt aduse la temperaturi ridicate.
Pe de altă parte, răcirea cu ulei face posibilă evitarea oricărui ventilator și, prin urmare, reducerea consumului de energie al computerului . În Europa, acest tip de răcire nu este comercializat publicului larg. Unii indivizi încearcă singuri experiența.
Operarea pe pompa de căldură principiu , răcire cu schimbare de fază exploatează schimbarea de fază a unui agent frigorific . La temperaturile atinse sunt apoi de ordinul a -30 ° C la nivelul vaporizatorului , situat pe componenta .
Răcitor de apăUn agent de răcire a apei este un sistem care combină răcirea cu apă cu răcirea prin schimbare de fază pentru a beneficia de avantajele ambelor metode. Lichidul care circulă în circuitul de răcire este răcită printr - o pompă de căldură, obținându -se astfel răcirea foarte bun (avantaj al schimbării de stat) pentru mai multe componente în același timp (avantaj al circuitului de apă).
Plăcile cu efect Peltier permit, datorită uneia dintre cele două plăci, să răcească la temperaturi negative componentele unde sunt fixate. Cu toate acestea, ele nu pot fi folosite singure: a doua încălzire mult, este necesar să adăugați un alt sistem de răcire destul de eficient, cum ar fi răcirea cu apă sau un sistem de răcire cu schimbare de fază.
Răcit cu azot lichid permite extremă răcire prin utilizarea azotului lichid (LN2) la o temperatură de -196 ° C . Defecțiunile sale provin de la:
Acest dispozitiv a fost folosit experimental în laboratoarele IBM în 1984 pentru a rula un PC / AT la 19 MHz în loc de șase. ROM-ul BIOS trebuia înlocuit cu o memorie RAM capabilă să țină pasul cu această rată.
Răcire cu gheață uscatăFoarte similar cu răcire la azot lichid, se utilizează gheață uscată la -78 ° C . Această gheață se sublimă în CO 2în aer, ceea ce face acest sistem dificil de utilizat pentru o lungă perioadă de timp, din cauza reînnoirii dese a zăpezii cu dioxid de carbon și a dificultății de stocare a acestuia. Cu toate acestea, nu lasă urme asupra componentelor și nu riscă să le deterioreze.
CascadeCascadele sunt mai multe sisteme de schimbare a fazelor conectate în serie, care permit fiecărei etape să utilizeze un agent frigorific diferit cu o temperatură de vaporizare mai mică de fiecare dată. Cu patru etape, este posibil, de exemplu, să se utilizeze azot lichid pentru ultima etapă și, prin urmare, să se obțină răcirea la fel de eficientă ca și azotul lichid, dar fără defectul său: evaporarea în aerul ambiant . Un astfel de sistem poate funcționa pentru o perioadă foarte lungă de timp fără umplere, fără a părăsi fluidul din circuit.
Generarea unui flux de aer în interiorul computerului turn este importantă, în măsura în care permite răcirea componentelor, nu au sistem de răcire și eficiența radiatorului și a răcitorului . Acest flux de aer este generat de ventilatoare de carcase de diferite diametre și viteze de rotație. Există două utilizări:
Cablurile mari IDE , de exemplu, pot fi obstacole în calea fluxului de aer, deci pot fi înlocuite cu conducte rotunde (și mai târziu, cabluri SATA ). Acestea au multe avantaje în comparație cu fețele de masă:
Utilizarea pastei termice între componente și sistemul lor de răcire este esențială, pentru a elimina aerul rezidual dintre cele două suprafețe, conductivitatea termică a aerului fiind slabă.
Praful se colectează de obicei în timp pe radiatoare datorită formei lor. Apoi constituie un obstacol în calea disipării căldurii în aer. Prin urmare, este important să le curățați pentru a menține o performanță optimă. De exemplu, poate fi folosit un burduf mecanic sau un aer comprimat .
Overclocking , cea mai mare parte numit overclocking sau overclocking este să depășească frecvența de funcționare a unei componente prescrise de către producător pentru a îmbunătăți performanța. Cu cât este mai mare, cu atât componenta se încălzește și, prin urmare, sistemul poate deveni instabil. Prin urmare, potențialul de overclocking depinde foarte mult de răcirea componentei. Acesta este motivul pentru care, în timpul încercărilor de overclocking foarte importante, pentru a stabili noi înregistrări, de exemplu, se acordă un loc important răcirii, iar răcirea extremă este privilegiată. Competițiile de overclocking sunt organizate în fiecare an. În timpul CES 2014, Gigabyte și sponsorii săi au stabilit trei recorduri mondiale folosind azot lichid .
În centrele de date , mașinile de răcire ( servere , sisteme de stocare, echipamente de rețea etc. ) sunt esențiale pentru ca sistemele să funcționeze corect. Una dintre metodele folosite constă în respectarea principiului alternării între „culoarul rece” (unde ajunge aerul proaspăt) și „culoarul fierbinte” după trecerea prin rafturile unde aerul este aspirat de ventilatoare.
Aerul cald emis de centrele de date poate fi adesea folosit pentru a încălzi clădirile în timpul iernii. Așa s-a întâmplat deja în 1970 cu unicul 360/91 al Max-PLanck Institüt din Garching (Germania). În majoritatea cazurilor, însă, această energie este irosită.