Kompiuterio aušinimas: procesoriaus vėsinimo svarba kompiuterio našumui

Įvadas

Ar žinojote, kad šiuolaikinių procesorių oro aušintuvų variniuose vamzdeliuose yra skysčio, kurio slėgis yra beveik vakuuminis? Jis užverda vos 30–40 °C temperatūroje. Šiuolaikiniams žaidimų ir darbo stočių procesoriams reikalingi šie aušinimo sprendimai, kad būtų galima apdoroti didelius duomenų kiekius ir užtikrinti žemą temperatūrą. Žemos temperatūros palaikymas yra gyvybiškai svarbus sistemos sveikatai. Jei greitai nepašalinsime šios šilumos ir neviršysime veikimo ribų, yra tikimybė, kad sistema bus negrįžtamai sugadinta, bus sutrikdytas jos veikimas dėl perkaitimo arba gali atsirasti gedimų.

Pagal Moore'o dėsnį, tranzistorių skaičius lustuose padvigubėja kas dvejus metus. Istoriškai įrodyta, kad kartu su juo didėja ir šilumos gamyba. Inžinieriai sukūrė pažangius oru veikiančius ir CPU skysčio aušintuvai kad būtų patenkintas poreikis. Šiame straipsnyje nagrinėsime, kodėl reikia vėsinti procesorius ir kokį poveikį tai daro aparatinės įrangos našumui.

CPU šilumos valdymas

Per didelis karštis ir našumas

Kai procesorius pasiekia aukščiausią darbinę temperatūrą, kuri yra apie 96–105 °C, jis pradeda terminį droselį. Tai būdinga šiuolaikinių procesorių savybė, leidžianti jiems sumažinti veikimo dažnį (apdorojimo greitį), kad apsisaugotų nuo pažeidimų. Tyrimai parodė, kad geresnės aušinimo sistemos gali pasiekti 15 % geresnį žaidimų našumą intensyvių seansų metu, palyginti su standartiniu aušinimu. Štai keletas šilumos poveikio procesoriui pavyzdžių:

• Sklandesnis žaidimas: Šiuolaikiniai AAA žaidimai reikalauja daug fizikos apdorojimo. Visa apkrova tenka procesoriui, todėl jis įkaista. Tinkamai valdant šilumą, procesoriaus našumas nekinta, o kadrų dažnis nesumažėja.
• Užstrigimas: jei procesorius negali valdyti temperatūros, sistema galiausiai užstrigs. Tai taip pat gali reikšti, kad kai kurios programos pradės strigti arba sistema išsijungs be jokio įspėjimo.

Aparatūros ilgaamžiškumas

CPU gamintojai tiksliai žino, kada jų tarnavimo laikas pradeda mažėti. Medžiagos, iš kurių pagamintas CPU, yra sukurtos taip, kad atlaikytų praktiškai neribotą skaičių terminių ciklų, kai temperatūra žemesnė nei 80 °C. Kai temperatūra viršija 80 °C, temperatūrų skirtumas tarp įprastos kambario temperatūros ir darbo sąlygų tampa didžiulis. Greiti terminiai ciklai pažeidžia medžiagą. Tinkamos aušinimo sistemos naudojimas reiškia:

• Tarnavimo laiko padidinimas: naudojant aukščiausios kokybės aušinimo sistemą, galima pailginti aukštos klasės, intensyvaus darbo procesoriaus tarnavimo laiką maždaug 5 metais, palyginti su tuo pačiu procesoriumi, naudojamu su nekokybiškais arba baziniais / standartiniais aušinimo ventiliatoriais.
• Komponentų pažeidimai: Jei procesorius perkaista, pagrindinės plokštės, ant kurių jis sumontuotas, gali pradėti kritiškai gesti. Gali būti pažeistas litavimas ir VRM (įtampos reguliatoriaus modulis).

CPU aušinimo sprendimų veikimo mechanizmas

CPU oro aušintuvai

Norint visapusiškai suprasti procesoriaus aušintuvų svarbą, verta suprasti jų veikimo mechanizmą. Lengviau suprantamas tipas yra oru pagrįstas kompiuterio aušinimas. Paprasčiausia versija naudoja radiatorius, kurie išgauna šilumą iš procesoriaus ir perduoda ją aplinkiniam orui.

Šiuolaikinės pažangios procesoriaus oro aušintuvų versijos naudoja šilumos vamzdžius, kurie pagerina šiluminį našumą 20 %, palyginti su įprastais. Juose naudojamas skystis, uždarytas šiuose tuščiaviduriuose vamzdžiuose esant žemam slėgiui. Skystis, liesdamasis su procesoriaus paviršiumi, išgaruoja, sugerdamas šilumą. Tada patenka į šilumos kriauklę (pelekus), atvėsta iki skysčio ir grįžta į procesorių, kad vėl sugertų šilumą. Šiuolaikiniai oro aušintuvai pasižymi įvairiomis savybėmis, įskaitant:

• Išmanusis ventiliatorius: naudojant impulsų pločio moduliaciją (PWM), jie leidžia kompiuteriams sulėtinti ir pagreitinti ventiliatoriaus greitį pagal poreikį. Tai subalansuoja triukšmo lygį su aušinimo našumu.
• Tylesni menčių mechanizmai: Dėl aukščiausios kokybės medžiagų ir optimizuoto ventiliatoriaus menčių dizaino jie žymiai sumažina triukšmo lygį. Įprastas didelio našumo oru pagrįstas kompiuterio aušinimo sprendimas skleis <35 dB(A) triukšmo.
• Paviršiaus plotas: didesnis paviršiaus plotas reiškia didesnį šilumos perdavimą. CPU oro aušintuvų gamintojai naudoja FIN procesą, kad padidintų aliuminio briaunų paviršiaus plotą. Tai padidina šilumos ištraukimą iš varinių šilumos vamzdžių.

CPU skysčio aušintuvai

Skysčio šiluminė talpa yra daug didesnė nei oro. Jis gali sugerti maždaug 3000 kartų daugiau šilumos pagal tūrį. Tai reiškia, kad sistema gali būti daug kompaktiškesnė ir pasiūlyti daugiau šilumos perdavimo galimybių. CPU skysčio aušintuvų veikimo mechanizmas priklauso nuo trijų pagrindinių komponentų: siurblio, radiatoriaus ir pagrindinės plokštės. Siurblys naudojamas skysčiui perkelti tarp šilumos šaltinio (pagrindinės plokštės) ir šilumos kriauklės (radiatoriaus).

Šiuolaikiniai surinkti „viskas viename“ (AIO) skysčio aušintuvai pasižymi geriausiu našumu. Jie sumažina nuotėkio tikimybę ir idealiai tinka „pasidaryk pats“ projektams. Paprastai šie siurbliai siurbia 1,2 l/min skysčio, kad palaikytų stabilią temperatūrą. Štai jų pagrindinės savybės:

• Radiatoriai: Jie naudoja didelius šilumokaičio blokus, vadinamus radiatoriais. Jų S formos briaunos padidina šilumos išsklaidymo paviršiaus plotą. Ventiliatorius pučia vėsų orą virš šių blokų, kad atvėsintų vamzdžius, kuriais teka skystis.
• Mikrokanalų plokštės: pagrindinė plokštė liečiasi su procesoriaus integruotu šilumos paskirstytoju (IHS). Šiluma perduodama į pagrindinę plokštę ir pasklinda jos viduje, kur susidaro mikrokanalai. Jie liečiasi su pumpuojamu skysčiu ir perduoda šilumą radiatoriui per vamzdžius.
• Tylus veikimas: Dėl didelio šilumos mainų pajėgumo ventiliatoriai veikia mažomis apsukomis. Todėl esant tokiai pačiai procesoriaus apkrovai, jie skleidžia mažesnį triukšmo lygį kaip ir oro aušintuvas.

Maksimalus aparatinės įrangos potencialas

Perkrovimas ir šilumos išsklaidymas

Šiuolaikiniai kompiuterių aušinimo sprendimai yra daugiau nei įprastas veikimas. Jie stengiasi viršyti kompiuterio našumo ribas. Gamintojas sąmoningai įdiegė savo procesoriuose spartinimo funkcijas. Tai leidžia procesoriui viršyti įprastą veikimo greitį. Viršijus įprastą procesoriaus greitį, jis pradeda eksponentiškai didinti šilumos gamybą. Pradeda didėti grandinių vidinė varža, todėl jam veikti reikia daugiau elektros energijos (įtampos).

Jei maitinimas tiekiamas, visa apkrova tenka procesoriaus aušintuvui, kad būtų palaikoma jo temperatūra stabiliam veikimui. Šiuolaikinių žaidimų procesorių specifikacijose nurodytas TDP. Procesoriaus aušintuvo TDP turi būti didesnis, palyginti su procesoriaus TDP. Štai keletas šiuolaikinių procesorių TDP pavyzdžių:

• AMD Ryzen 9 9950X3D2 (dviguba versija): 200 W
• „Intel Core Ultra 9 285K / 270K Plus“: 250 W
• AMD Ryzen Threadripper PRO 9995WX: 350W
• „Intel Xeon W9 3495X“: 350 W

Estetika ir tylus veikimas

Be procesoriaus aušinimo našumo, vartotojai iš savo įrenginių reikalauja estetikos ir patogumo. Naujausia kompiuterinės įrangos tendencija – kurti akį traukiančius įrenginius. Kompiuterių aušinimo sprendimai taip pat pasižymi šiais kerinčiais, pritaikomais ekranais ir ARGB sinchronizavimu, kad būtų užtikrinta nepriekaištinga naudotojo patirtis. Viena iš madingų funkcijų – skaitmeninių temperatūros ekranų naudojimas ant radiatoriaus. Tai rodo tiesioginę realaus laiko temperatūros vertę be jokios programinės įrangos ar apdorojimo vėlavimo.

Priežiūra ir lyginamoji analizė

Išvada

Išleisti pinigus kompiuterio aušinimo sprendimui yra ne tik priedas. Tai būtina! Kadangi šiuolaikiniai žaidimai ir programinė įranga tampa vis reiklesni, procesoriaus veikimo dažniai ir našumas taip pat didėja, tačiau daugiausia šilumos gamybos sąskaita. Visada reikia aukščiausios kokybės skysčio pagrindo arba procesoriaus oro aušinimo sprendimo. Jie palaiko žemą šilumos lygį, kad būtų išvengta perkaitimo ir pailgintas procesoriaus, pagrindinės plokštės ir aplinkinės įrangos tarnavimo laikas. Patyrę kompiuterių kūrėjai visada kontroliuoja savo šilumos kiekį, rinkdamiesi geriausiai įvertintus kompiuterių aušinimo tiekėjus.

Norint apsaugoti savo procesorių ir įrangą nuo didelio karščio, jums reikia aukščiausios kokybės „ESGAMING“ šilumos sprendimo. Įkurtas 2017 m., „ESGAMING“ yra novatoriškas techninės įrangos prekės ženklas, skirtas Z kartos žaidėjams ir e. sporto kultūrai. Mes pasirūpinsime, kad jūsų svajonių sistema atrodytų ir veiktų geriau, naudodami mūsų įspūdingus kompiuterių korpusus, efektyvius maitinimo šaltinius ir aukščiausios kokybės aušinimo sistemas. Sukurtas kitai kartai, „ESGAMING“ suteikia galimybę jauniems kompiuterių kūrėjams visame pasaulyje neribotai pakelti savo darbalaukio atmosferą į aukštesnį lygį.
Daugiau informacijos rasite apsilankę www.esgamingpc.com