როგორ მუშაობს პროცესორის სითხის გამაგრილებელი? დამწყებთათვის სახელმძღვანელო

იმის გასაგებად, თუ როგორ მუშაობს თხევადი გაგრილება პროცესორში, განვიხილოთ, თუ როგორ გაგრილება ძრავა მანქანაში. სითხეებს უფრო მაღალი სპეციფიკური სითბო აქვთ, რაც ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ სითბოს მოცილება ჰაერზე უკეთესად. მანქანა წყალს იყენებს ძრავიდან სითბოს ასაღებად და რადიატორის გამოყენებით ჰაერში გამოსაყოფად. პროცესორის თხევადი გამაგრილებლებიც იგივე პრინციპით მუშაობენ.

ყველა პროცესორი, როგორც ელექტრონული კომპონენტი, სითბოს გამოიმუშავებს და ამ სითბოს წყლის ბლოკი შთანთქავს, სადაც თხევადი გამაგრილებელი ცირკულირებს. ეს სითხე წყლის ბლოკიდან რადიატორში გადაიტუმბება, ისევე როგორც ის მანქანებში მუშაობს. რადიატორის ფუნქციაა სითბოს გამოდევნა შიგნით მომდინარე სითხიდან და მისი რადიატორის ფარფლებზე გადატანა. შემდეგ ვენტილატორი ფარფლებზე ცივ ჰაერს გადაადგილებს. ეს სისტემა, როგორც სურათზეა ნაჩვენები, განსაკუთრებით აღსანიშნავია, რადგან თხევადი გაგრილების წყალობით უფრო ეფექტური გახდა სითბოს მოცილება მაღალი TDP-ის მქონე თანამედროვე პროცესორებიდან, რომლებიც გადატვირთულია და მნიშვნელოვან სითბოს გამოიმუშავებენ.

პროცესორის გაცხელების გაგება : რატომ არის გაგრილება მნიშვნელოვანი

ელექტროენერგია არის ელექტრონების ნაკადი გამტარში. როდესაც ელექტროენერგია გადის ნებისმიერ გამტარში, ის წარმოქმნის სითბოს ელექტრონების ნაკადისადმი წინააღმდეგობის გამო. ანალოგიურად, როდესაც ელექტროენერგია გადის CPU-ში, ისიც წარმოქმნის სითბოს.

მიკროპროცესორი ან ცენტრალური პროცესორი მილიარდობით ტრანზისტორისგან შედგება. როდესაც ჩვენ ვიყენებთ ცენტრალურ პროცესორს, ის ამ ტრანზისტორებს გამოთვლით ლოგიკაში იყენებს. ეს ტრანზისტორები იტენება და განიმუხტება, რაც წარმოქმნის ელექტრულ წინააღმდეგობას, რომელიც გავლენას ახდენს ელექტრონების ნაკადზე და სითბოს წარმოქმნის. ცენტრალურ პროცესორზე უფრო ინტენსიური ოპერაციები, როგორიცაა თამაშები ან ვიდეო რენდერინგი, მეტ სითბოს წარმოქმნის და ასეთი მომთხოვნი სამუშაო დატვირთვებისთვის გაგრილების სისტემას მოითხოვს.

ასეთ შემთხვევებში, ტემპერატურის ლიმიტების ფარგლებში შესანარჩუნებლად სასურველია CPU-ს დახურული ციკლის თხევადი სისტემა. წინააღმდეგ შემთხვევაში, CPU დაიწყებს თერმულ შენელებას, რაც გავლენას მოახდენს მის მუშაობაზე. ზოგიერთ შემთხვევაში, თუ გაგრილება ძალიან ცუდია, ამან შეიძლება დააზიანოს CPU ან სხვა შიდა კომპონენტები, როგორიცაა ოპერატიული მეხსიერება და გრაფიკული პროცესორი.

თხევადი გაგრილების სისტემის ძირითადი კომპონენტები

თხევადი კომპონენტების ძირითადი კომპონენტები მოიცავს

• წყლის ბლოკი
• ტუმბო
• რადიატორი
• მილები, რეზერვუარი და გამაგრილებელი

წყლის ბლოკი

ეს არის თხევადი გაგრილების სისტემის გული, რომელიც სითბოს გამოდევნის პროცესორიდან. წყლის ბლოკების ყველაზე პრემიუმ ტიპი დამზადებულია უჟანგბადო სპილენძისგან, რომელსაც აქვს მაღალი თბოგამტარობა. თუ წყლის ბლოკი გამოიყენება ალუმინის ნაწილებთან ერთად, ეს წყლის ბლოკები დამზადებულია ნიკელით მოპირკეთებით (ძირითადად წყლის ბლოკის ძირი ნიკელითაა მოპირკეთებული დაჟანგვის თავიდან ასაცილებლად).

ამ ბლოკებს ძირში აქვთ 0.5-დან 1 მმ-მდე მიკროარხები, რაც სითხის დინებას და პროცესორის მიერ გამომუშავებული სითბოს შთანთქმას უწყობს ხელს. ბლოკსა და პროცესორს შორის ჰაერის უფსკრულის მინიმიზაციისთვის გამოიყენება თერმოპასტა, რომლის თბოგამტარობა 8-12W/mK-ზე მეტია. გამტარობის გაზრდის მიზნით, წყლის ბლოკსა და პროცესორს შორის უფსკრული მინიმუმამდეა დაყვანილი 0.1 მმ-მდე, რასაც ხელს უწყობს წყლის ბლოკის მყარი სამონტაჟო მექანიზმი. გაგრილების სისტემის თერმული ეფექტურობა დიდწილად დამოკიდებულია ნაკადსა და ფარფლების მასივის დიზაინზე. როდესაც სითხე ბლოკში შედის, ის იწყებს კონვექციურ გაგრილებას 500-5000W/m2 სითბოს გადაცემის კოეფიციენტით.

ტუმბო

გაგრილების სისტემაში არსებული ტუმბო უზრუნველყოფს გამაგრილებლის წყლის ბლოკსა და რადიატორში გადინებას, რაც უზრუნველყოფს სითხის წნევას მილების წინააღმდეგობის დასაძლევად. შესაბამისი ნაკადის გარეშე, ყველაზე ეფექტური სისტემაც კი არ იმუშავებს სწორად. გაგრილების სისტემების უმეტესობაში, ეს ტუმბოები მუშაობს 12 ვოლტზე 2000-4000 ბრ/წთ სიჩქარით, რაც უზრუნველყოფს საკმარის 0.5-1 ლ/წთ ნაკადს და წნევას გაგრილებისთვის . პროცესორების თანამედროვე გაგრილების სისტემებში, ეს ტუმბოები დამზადებულია სიზუსტით, რათა ჰქონდეთ დაბალი ხმაური და ვიბრაცია, კერამიკულ საკისრებთან ერთად, რაც უზრუნველყოფს ხახუნის გარეშე მუშაობას. ამ ტუმბოებს შეუძლიათ სიჩქარის შეცვლა სითბური დატვირთვის მოთხოვნილების შესაბამისად.

რადიატორი

CPU-დან სითხის მიერ მიღებული სითბო გამოიყოფა ატმოსფეროში მოწყობილობის, რადიატორისა და მასზე დამონტაჟებული ვენტილატორის დახმარებით. რადიატორები დამზადებულია ალუმინის ბირთვით სპილენძის ფარფლებითა და გამაგრილებლის არხებით. ფარფლები გათვალისწინებულია უკეთესი გამტარობის სითბოს გადაცემისთვის 0.8-0.9 ეფექტურობით. ფარფლებს შორის მანძილი ძალიან მნიშვნელოვანი ფაქტორია. თუ ფარფლების სიმკვრივე FPI (ფარფლები ინჩზე) მაღალია, ეფექტური ფართობი გაიზრდება. თუმცა, ჰაერის ნაკადისადმი გაზრდილი წინააღმდეგობის გამო საჭიროა ჰაერის უფრო მაღალი ნაკადი.

დაბალი FPI ამცირებს ჰაერის ნაკადის წინააღმდეგობას, მაგრამ ასევე ამცირებს ეფექტურ ზედაპირის ფართობს. როგორც წესი, პროცესორიდან გამომავალი სითხის ტემპერატურა 10-20 °C-ით მაღალია, ვიდრე გარემოს ჰაერი. ის შედის რადიატორში, სადაც სითბოს ფარფლებს გადასცემს. შემდეგ ვენტილატორი (1000-2000 ბრ/წთ) უზრუნველყოფს ჰაერის ნაკადს ფარფლებიდან სითბოს მოსაშორებლად.

მილები, რეზერვუარი და გამაგრილებელი

სითხის სისტემაში არსებული მილები უზრუნველყოფს სითხის ერთი კომპონენტიდან მეორეზე გადასვლის გზას, დამზადებულია PVC-სგან, რომლის შიდა დიამეტრი 10 მმ და გარე დიამეტრი 13 მმ. ის ასევე აღჭურვილია ნაქსოვი საყრდენით, რათა თავიდან იქნას აცილებული დეფორმაცია და გასკდომა ექსტრემალურ სამუშაო პირობებში. მილებს არ უნდა ჰქონდეს მკვეთრი მოხრა, რადგან ეს გაზრდის ნაკადის წინააღმდეგობას და შეამცირებს საერთო მუშაობას.

რეზერვუარი მართავს ჰაერისა და სითხის მოცულობას. ის დამზადებულია PVC-სგან და უზრუნველყოფს მექანიზმს სითხით შესავსებად და ჰაერის ბუშტების ატმოსფეროში გასაფრქვევად . ზოგიერთ შემთხვევაში, რეზერვუარი ტუმბოს განუყოფელი ნაწილია, განსაკუთრებით AIO (ყველაფერი ერთში) სისტემაში. უმეტეს შემთხვევაში, შიგნით სითხე არის გამოხდილი წყალი და 30% გლიკოლი. ბაქტერიების ზრდის თავიდან ასაცილებლად ასევე ემატება ზოგიერთი ბიოციდი, ხოლო გლიკოლი ემატება გაყინვის წერტილის -10°C-მდე დასაწევად. გამაგრილებლის დანიშნულებაა სითბოს ათვისება პროცესორიდან და მისი რადიატორში გამოყოფა.

გაგრილების ციკლი

სითბოს გამომუშავება

მუშაობის დროს, განსაკუთრებით ინტენსიური დავალებების შესრულებისას, როგორიცაა თამაშები ან ვიდეო რენდერინგი, ან ნებისმიერი გრაფიკული ან გამოთვლითი სამუშაო, ცენტრალური პროცესორი 300 ვატზე მეტ სითბოს გამოიმუშავებს. ეს სითბოს გამომუშავება იწყება ცენტრალური პროცესორის შიგნით ჩაშენებული ტრანზისტორიდან და საბოლოოდ გადადის ინტეგრირებულ სითბოს გამანაწილებელში, სადაც დამონტაჟებულია წყლის ბლოკი, რომელიც სითბოს იღებს ცენტრალური პროცესორიდან მასში მოძრავი სითხის დახმარებით. გამტარობის პროცესი შლის ამ სითბოს, რადგან წყლის ბლოკი უფრო მაღალ ტემპერატურაზეა, ვიდრე სითხე.

შეწოვა

წყლის ბლოკში არსებული სითხე შთანთქავს CPU-ს მიერ გამომუშავებულ სითბოს, როდესაც ის წყლის ბლოკში გაკეთებულ არხებში გადის. სითხე, ბლოკში გავლისას, უზრუნველყოფს, რომ ტურბულენტობა და სითბოს გამტარობა გათვლილი იყოს მაქსიმალური ეფექტურობით თბოგამტარობის თვალსაზრისით. როდესაც სითხე წყლის ბლოკიდან გამოედინება, მისი ტემპერატურა მომატებულია.

ტირაჟი

პროცესორის სითხის გაგრილების სისტემაში დამონტაჟებულია ტუმბო, რომელიც გაცხელებულ სითხეს გადასცემს და უზრუნველყოფს, რომ ტემპერატურა არ გადააჭარბოს კონკრეტულ ზღვარს. ტუმბო უზრუნველყოფს სითხის მუდმივ ნაკადს წყლის ბლოკიდან რადიატორამდე, ინარჩუნებს პროცესორის გაგრილებას და ეფექტურად ასრულებს მის დავალებებს. თანამედროვე სისტემაში ტუმბოები შეირჩევა მათი ძალიან დაბალი ხმაურისა და კომპონენტების მინიმალური ცვეთის გამო, მაღალი ნაკადის სიჩქარის წყალობით.

გაფანტვა

გაცხელებული სითხე საბოლოოდ შედის რადიატორში, სადაც ის გაცივდება რადიატორში დამონტაჟებული ვენტილატორის ჰაერით. რადიატორები დამზადებულია ალუმინისგან სპილენძის ფარფლებით. ეს ფარფლები ზრდის ზედაპირის ფართობს, როდესაც ვენტილატორი ჰაერს უბერავს და ამ პროცესში აცივებს მათ. როდესაც ეს ფარფლები გაცივდება, მილებში გამავალი გამაგრილებელი სითხეც გაცივდება.

დაბრუნება

სითხე შემდეგ წყლის ბლოკში ბრუნდება რადიატორის მიერ გაგრილების შემდეგ. სითხის გაგრილების სისტემაში დამონტაჟებულია მოწყობილობის კიდევ ერთი ნაწილი, რომელიც ცნობილია როგორც რეზერვუარი. ის საშუალებას აძლევს წყალს დაბრუნდეს, თუ ჭარბი რაოდენობაა და ეხმარება სისტემას შევსებაში, როდესაც სითხის დონე მცირდება.

საინჟინრო ინოვაციები, რომლებიც თხევადი გაგრილებას მომხიბვლელს ხდის

ტექნოლოგიების განვითარებასთან ერთად, ჩვენ გვაქვს 7 ნმ-იანი მაღალსიჩქარიანი პროცესორები, რომლებიც მეტ სითბოს გამოყოფენ. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, ჩვენ ვიყენებთ თხევად გაგრილების სისტემას, რადგან ჰაერით გაგრილება არასაკმარისია მაღალი სითბოს გამომმუშავებელი პროცესორებისთვის. ინჟინერია ამჟამად ავითარებს თხევად გაგრილების სისტემას და მის წარმოების პროცესს.

ამჟამად, წყლის ბლოკები მზადდება სითხის ნაკადისთვის 0.2 მმ ვიწრო გასასვლელით, რაც ქმნის ტურბულენტობას სითბოს გადაცემის 50%-მდე გაზრდის მიზნით. თანამედროვე სითხის ბლოკებს ასევე მოყვება PID კონტროლერი, რომელიც აკონტროლებს ტემპერატურას დადგენილი წერტილიდან 2°C-ის ფარგლებში ვენტილატორისა და ტუმბოს სიჩქარის ცვალებადობისას და უზრუნველყოფს ტემპერატურის რეალურ დროში მონიტორინგს. გარდა ამისა, სპილენძის ოქსიდით შეყვანილი სითხეები ტესტირებულია თბოგამტარობის გასაზრდელად, რაც აჩვენებს 20%-ით უკეთეს მუშაობას.

მოიცადეთ, კიდევ ბევრი რამ არის! თხევადი გაგრილება მუდმივად ვითარდება ინჟინერიის დახმარებით, რომელიც იყენებს CFD სიმულაციებს ფარფლის კონსტრუქციის, ნაკადის სიჩქარისა და ტურბულენტობის, გაგრილების და თერმული დიზაინის ოპტიმიზაციისთვის. თუ ეს ტექნოლოგიური განახლება გაგრძელდება, შეიძლება გვქონდეს გაგრილების სისტემა, რომელიც გამოიყენებს სითხის ფაზურ ცვლილებას ცხელ ინტერფეისზე პროცესორის გასაგრილებლად, რომელიც შემდეგ კონდენსირდება რადიატორზე.

ინსტალაციისა და მოვლა-პატრონობის რჩევები

სითხის დაყენება მოითხოვს ექსპერტის უნარებს, რადგან ის მოიცავს ძალიან მგრძნობიარე კომპონენტებს, მათ შორის წყალს, რომელმაც გაჟონვის შემთხვევაში შეიძლება დააზიანოს პროცესორი. ინსტალაციის დაწყებამდე გაწმინდეთ ყველა ელემენტი და წაუსვით თერმული პასტა პროცესორს. დაამონტაჟეთ წყლის ბლოკი და გამკაცრეთ ხრახნები თანაბარი ბრუნვის მომენტით, რომელიც შეიძლება მერყეობდეს 0.6-1 ნმ-მდე და გაითვალისწინეთ, რომ ხრახნები უნდა გამკაცრდეს ჯვარედინი ნიმუშით. მილი, რომელშიც სითხე გაედინება, ასევე მნიშვნელოვანი კომპონენტია. მისი დამონტაჟებისას დარწმუნდით, რომ მილი გაყვანილია ინსტრუქციის შესაბამისად და რომ ყველა შლანგი დამაგრებულია დამჭერით. დაწყებამდე დარწმუნდით, რომ სისტემა სათანადოდ არის დამუშავებული და არ არის ჩარჩენილი ჰაერი.

ტექნიკური მომსახურებისთვის განიხილეთ ექსპერტის რჩევის მიღება ან სამუშაოს შესრულება. რამდენიმე რჩევა, რომლის გაზიარებაც შეგვიძლია, მოიცავს ულტრაიისფერი სხივების ზემოქმედების ქვეშ ანათებული მატრიცის გამოყენებას გაჟონვის აღმოსაჩენად, გაწმენდის ციკლების ყოველწლიურად ან საჭიროებისამებრ შესრულებას, რაც ჰაერის 95%-ს გამოდევნის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად. ასევე, დარწმუნდით, რომ სისტემა ყოველწლიურად გამორეცხავთ ძმრის ხსნარით. ხსნარი 30 წუთის განმავლობაში გაანაწილეთ მილებსა და კომპონენტებში არსებული ნადების გასახსნელად, შემდეგ კი ჩამოიბანეთ.

უპირატესობები ტრადიციულ ჰაერით გაგრილებასთან შედარებით

წყლის სპეციფიკური სითბო გაცილებით უკეთესია, ვიდრე ჰაერის და ეს ბუნებრივად უპირატესობას ანიჭებს სითხის გამოყენებით გაგრილების სისტემას. თუ პროცესორზე მუდმივი დატვირთვა იქნება გამოყენებული, თხევადი გაგრილება ტემპერატურას 40%-ით დაბალს შეინარჩუნებს, ვიდრე იგივე პროცესორის ჰაერით გაგრილების სისტემით გაგრილების შემთხვევაში. თხევადი სისტემები უკეთეს გაგრილებას უზრუნველყოფენ და უფრო ჩუმია, რადგან ტუმბოები ნაკლებ ხმაურს გამოყოფენ, წყალი ხმაურის ბუნებრივი დემპფერენტის როლს ასრულებს, ხოლო რადიატორებში არსებული ვენტილატორები უფრო ჩუმია. თხევადი გაგრილების სისტემები უფრო პატარა ზომისაა და მათი მარტივად რეგულირება კომპაქტურ ITX კომპიუტერში მარტივია, რაც კომპიუტერს უფრო მიმზიდველს ხდის უკეთესი ესთეტიკით.

დასკვნა

თერმოდინამიკამ და ინჟინერიამ შეცვალა თხევადი გაგრილების ტექნოლოგია, რამაც უზრუნველყო პროცესორის უკეთესი მუშაობა ზუსტად დამუშავებული ნაკადის გზებით. ტუმბოებისა და ეფექტური რადიატორების გამოყენებით სტაბილური ნაკადის ნიმუშები, რომლებსაც ტრეიდერები იყენებენ გარემოს გასათბობად, მას თანამედროვე მაღალი გამოთვლითი კომპიუტერებისთვის საიმედო გაგრილების გადაწყვეტად აქცევს. ისინი გვთავაზობენ უკეთეს თბოგამტარობას, უფრო ელეგანტურ დიზაინს, გაუმჯობესებულ ესთეტიკას და უფრო ჩუმ მუშაობას, რაც მათ ჰაერით გაგრილების გადაწყვეტილებებთან შედარებით უკეთეს არჩევნად აქცევს და სითბოს მართვას ხელოვნებად აქცევს.

CPU-ს თხევადი გამაგრილებლების პრაქტიკული გამოყენებისთვის, განიხილეთ ESGAMING-ის თხევადი გამაგრილებლების გვერდის მონახულება. თქვენ ნახავთ ამ გამაგრილებლების სხვადასხვა დიზაინსა და ტევადობას, რომლებიც დამზადებულია უმაღლესი ხარისხის მასალისგან.