Ремонт и upgrade компьютеров своими руками

ПЕРЕГРЕВ И ОХЛАЖДЕНИЕ ПРОЦЕССОРА

Если у вас появятся вопросы, не освещенные на нашем сайте, вы можете задать вопрос непосредственно нашим специалистам по электронной почте: upgradecomputer@yandex.ru

В компьютерах с быстродействующими процессорами могут возникать серьезные проблемы, связанные с перегревом микросхем. Более быстродействующие процессоры потребляют большую мощность и соответственно выделяют больше тепла. Для отвода тепла необходимо принимать дополнительные меры, поскольку встроенного вентилятора может оказаться недостаточно.

Теплоотводы

Для охлаждения процессора нужно приобрести дополнительный теплоотвод (радиатор). В некоторых случаях может потребоваться нестандартный теплоотвод с большей площадью поверхности (с удлиненными ребрами).

Теплоотводы бывают пассивными и активными. Пассивные теплоотводы являются простыми радиаторами, а активные содержат небольшой вентилятор, требующий дополнительного питания.

Теплоотводы могут быть прижатыми к микросхеме или приклеенными к ее корпусу. В первом случае для улучшения теплового контакта между радиатором и корпусом микросхемы их поверхности рекомендуется смазать теплопроводящей пастой. Она заполнит воздушный зазор, обеспечив лучшую передачу тепла. На рис. 3.19 отображены способы соединения теплоотвода и процессора.

Эффективность теплоотводов определяется отношением температуры радиатора к рассеиваемой мощности. Чем меньше это отношение, тем эффективность рассеивания тепла выше.

Активные и пассивные теплоотводы

Для увеличения эффективности радиатора в него встраивают вентиляторы. Такие теплоотводы называются активными (рис. 3.20). Разъем питания вентилятора похож на обычный разъем питания накопителя, но в последнее время вызапускаются радиаторы с вентилятором, который подключается к системной плате.

В активных теплоотводах используются вентилятор или какое-либо другое устройство охлаждения, для работы того необходима электрическая энергия. Активные теплоотводы обычно подключаются к специальному разъему питания, расположенному на системной плате (а в системах более ранних версий — к разъему питания дисковода).

Рис. 3.19. Пассивные теплоотводы прикрепляются к процессору несколькими способами

При использовании теплооотводов с вентилятором не забывайте о том, что зачастую эти вентиляторы являются дешевыми устройствами весьма низкого качества. к примеру, в вентиляторах часто используется электрический двигатель с подшипниками, срок службы которых крайне непродолжителен. Я рекомендую приобретать только вентиляторы с электродвигателями на шарикоподшипниках, которые служат примерно в 10 раз дольше, чем подшипники скольжения (или подшипники втулочного типа). Конечно, подобные вентиляторы почти в два раза дороже, но их применение в конечном итоге приводит к ощутимой экономии. Покупка процессора «коробочного» типа, включающего в себя высококачественный активный теплоотвод заводского изготовления, установленный в одном корпусе с процессором, избавит от необходимости приобретения хорошего активного теплоотвода с вентилятором за 15–25 долларов.

На рис. 3.21 отображены элементы охлаждения процессоров Pentium II/III.

Пассивные теплоотводы представляют собой реберные алюминиевые радиаторы, принимающие поток воздуха, поступающего из внешнего источника (рис. 3.22). Условием хорошей работы пассивного теплоотвода является воздушный поток, огибающий ребра или пластины радиатора. Источником воздуха чаще всего служит вентилятор, встроенный в системный блок. Для повышения его эффективности обычно применяется специальная трубка, используемая для направления воздушного потока прямо через ребра радиатора. Интегрирование пассивного теплоотвода является довольно сложным занятием, поскольку необходимо обеспечить постоянный приток воздуха, поступающего из какого-либо внешнего источника. рекомендуется заметить, что при соответствующем исполнении пассивный теплоотвод может оказаться довольно эффективным и рентабельным. Это является основной причиной, по той во многих фирменных системах, к числу которых относятся

Рис. 3.20. Активный теплоотвод, используемый с процессором Pentium 4

Рис. 3.21. Элементы охлаждения процессоров Pentium II/III

компьютеры Dell и Gateway, часто используются пассивные теплоотводы с туннельным вентилятором. Системам, собираемым отдельными пользователями или специалистами небольших компаний, не имеющими возможности разработать нестандартную схему пассивного охлаждения, приходится полагаться на активные теплоотводы со встроенными

Рис. 3.22. Пассивный теплоотвод процессоров Pentium II/III и способ его крепления

вентиляторами. Активные теплоотводы обеспечивают надежное принудительное охлаждение процессора независимо от схемы движения воздушных потоков, используемой в данной системе.

Так называемые коробочные версии процессоров Intel и AMD или процессоры, поступающие в розничную продажу, включают в себя высококачественные активные теплоотводы, предназначаемые для работы в максимально неблагоприятных условиях. Одна из основных причин, по той я склоняюсь к приобретению процессоров коробочных версий, состоит в гарантированном получении надежного теплоотвода, предназначенного для охлаждения процессора при самых неблагоприятных внешних условиях, что является условием долгой «жизни» компьютера.

Установка теплоотвода

Для эффективной работы радиатора необходимо обеспечить надежный контакт с корпусом процессора. Даже небольшая воздушная прослойка между процессором и радиатором приведет к перегреву процессора и выходу его из строя. Для надежности соединения теплоотводных элементов иногда используются специальные крепежные материалы, к примеру теплопроводный клей. Один из примеров крепления радиатора отображен на рис. 3.23.

В большинстве новых систем используется улучшенный формфактор системной платы, называемый АТХ. В системах с системной платой и корпусом этого типа улучшено

Рис. 3.23. Теплопроводный материал, используемый для передачи тепла от кристалла процессора к теплоотводу

охлаждение процессора: он установлен близко от источника питания, а вентилятор источника питания в большинстве систем АТХ установлен так, что обдувает процессор. И потому в таких системах можно использовать пассивный теплоотвод (т. е. обойтись без вентилятора процессора).

В корпусе FC-PGA, используемом в современных процессорах, необработанный кристалл процессора устанавливается в перевернутом виде на верхней части микросхемы, благодаря чему этот корпус и получил свое название (flip-chip — перевернутый кристалл). Сборка процессора методом перевернутого кристалла дает возможность устанавливать теплоотвод непосредственно на кристалл, что позволяет максимально отводить тепло от работающего процессора.

Превышение или неравномерное распределение усилия, прилагаемого при установке радиатора, является одной из основных проблем. В соответствии со спецификациями Intel средняя допустимая нагрузка, возникающая при установке радиатора на кристалл процессора, не должна превышать 20 фунтов (около 8 кг). В то же время пружинные зажимы, используемые в системах AMD для фиксации теплоотвода, имеют более высокое усилие прижима, равное 30 фунтам (примерно 12 кг). Очень часто это приводит к повреждению процессора непосредственно при установке теплоотвода. Причиной более высокой статической нагрузки на микросхемы AMD является стремление обеспечить более высокую теплопередачу, поскольку процессоры AMD нагреваются во время работы до более высокой температуры, чем микросхемы Intel. Кристалл процессора выступает над поверхностью микросхемы, поэтому установленный радиатор контактирует непосредственно только с кристаллом; при этом его края выходят далеко за границы кристалла. Слишком высокая или неравномерно распределенная нагрузка при установке радиатора может привести к физическому повреждению кристалла. В результате процессор выходит из строя, причем изготовитель микросхемы не несет никаких гарантийных обязательств, так как причиной повреждения является не заводской брак, а неправильная эксплуатация процессора. Проблема физического повреждения кристалла актуальна для процессоров компаний AMD и Intel, но более всего она касается микросхем AMD, что связано с необходимостью использовать большое усилие для фиксации теплоотвода. Многие поставщики предоставляют гарантию только в том случае, если процессор продается вместе с системной платой и предварительно установленным теплоотводом.

Рис. 3.24. Горизонтальная проекция процессора Pentium 4 с разъемом Socket 478, изображающая интегрированный распределитель тепла, установленный на верхней стороне кристалла

В компаниях AMD и Intel были разработаны определенные методы решения подобных проблем. к примеру, в процессорах AMD по углам микросхемы начали устанавливаться специальные резиновые прокладки, предназначенные для поддержки корпуса радиатора и компенсации неравномерно распределяемых усилий фиксации, приводящих к повреждению кристалла. К сожалению, использование демпфирующих прокладок не позволяет полностью избежать раскалывания кристалла при установке теплоотвода в наклонном или перекошенном положении.

В компании Intel пришли к другому решению, и в более современных процессорах над кристаллом устанавливается металлическая крышка, называемая интегрированным теплораспределителем (Integrated Heat Spreader — IHS). Эта крышка защищает кристалл от чрезмерного давления и увеличивает поверхность термического контакта между процессором и теплоотводом. Допустимое усилие прижима для многих микросхем Intel, снабженных модулем IHS, достигает 100 фунтов (около 40 кг), что практически избавляет пользователей от опасности повреждения кристалла при установке теплоотвода. Интегрированный распределитель тепла включен во все процессоры Pentium 4 и Pentium Ill/Celeron Tualatin, созданные по 0,13-миикронной технологии (рис. 3.24).

При использовании процессоров AMD или Intel, не содержащих металлической пластины интегрированного распределителя тепла, особое внимание обращайте на ровное расположение контактных поверхностей кристалла и радиатора во время закрепления или снятия фиксатора теплоотвода.

Дополнительные сведения

Информация о сопроцессорах представлена на прилагаемом к статье компакт-диске.

Вся информация собрана из открытых источников. При испльзовании материалов, размещайте ссылку на источник.