Како работи течен ладилник за процесорот? Водич за почетници
За да разберете како функционира течното ладење во процесорот, разгледајте како се лади моторот во автомобилот. Течностите имаат поголема специфична топлина, што значи дека можат да ја отстранат топлината подобро од воздухот. Автомобилот користи вода за да ја одземе топлината од моторот и да ја ослободи во воздухот со помош на радијатор. Течните ладилници на процесорот работат на ист начин.
Секој процесор генерира топлина бидејќи е електронска компонента, а оваа топлина ја апсорбира блокот за вода каде што циркулира течноста за ладење. Оваа течност се пумпа од блокот за вода до радијаторот, слично како што работи во автомобилите. Функцијата на радијаторот е да извлече топлина од течноста што тече внатре и да ја пренесе до перките на радијаторот. Потоа вентилаторот го движи ладниот воздух преку перките. Ова поставување, како што е прикажано на сликата, е особено значајно бидејќи течното ладење го направи поефикасно отстранувањето на топлината од современите процесори со висок TDP кои се оверклокувани и генерираат значителна топлина.
Разбирање на топлината на процесорот: Зошто ладењето е важно
Електричната енергија е проток на електрони низ проводник. Кога електричната енергија поминува низ кој било проводник, таа генерира топлина поради отпорот на протокот на електрони. Слично на тоа, кога електричната енергија поминува низ процесорот, таа исто така генерира топлина.
Микропроцесорот или процесорот е направен од милијарди транзистори. Секогаш кога користиме процесор, тој ќе ги користи овие транзистори во компјутерска логика. Овие транзистори се полнат и празнат, создавајќи електричен отпор што влијае на протокот на електрони и генерира топлина. Поинтензивните операции на процесорот, како што се играњето игри или видео рендерирањето, ќе создадат повеќе топлина и ќе бараат систем за ладење за такви тешки работни оптоварувања.
Во такви случаи, се претпочита течен систем со затворена јамка на процесорот за да се одржи температурата во рамките на дозволените граници. Во спротивно, процесорот ќе започне со термичко ограничување, што ќе влијае на неговите перформанси. Во некои случаи, ако ладењето е многу лошо, може дури и да го оштети процесорот или другите внатрешни компоненти, како што се RAM и графичка картичка.
Клучни компоненти на систем за ладење со течност
Основните компоненти на течните компоненти вклучуваат
- Воден блок
- Пумпата
- Радијаторот
- Цевки, резервоар и течност за ладење
Водниот блок
Срцето на системот за течно ладење е тоа што ја извлекува топлината од процесорот. Најпремиум типот на водни блокови е направен од бакар без кислород кој има висока топлинска спроводливост. Ако водениот блок се користи со алуминиумски делови, овие водни блокови се изработени со никел (главно основата на водениот блок е никелирана за да се избегне оксидација).
Овие блокови имаат микроканали од 0,5 до 1 mm во нивната основа, што овозможува течноста да тече и да ја апсорбира топлината генерирана од процесорот. За да се минимизира воздушниот јаз помеѓу блокот и процесорот, се користи термичка паста со топлинска спроводливост од повеќе од 8-12W/mK. За да се зголеми спроводливоста, јазот помеѓу водниот блок и процесорот е минимизиран на 0,1 mm, што е олеснето со робустен механизам за монтирање на водниот блок. Термичката ефикасност на системот за ладење во голема мера зависи од протокот и дизајнот на ребрестиот низ. Кога течноста ќе влезе во блокот, таа започнува со конвективно ладење со коефициент на пренос на топлина од 500-5000W/m2.
Пумпата
Пумпата во системот за ладење овозможува течноста за ладење да тече низ блокот за вода и радијаторот, обезбедувајќи притисок врз течноста за да се надмине отпорот на цевките. Без соодветен проток, дури и најефикасниот систем не би работел правилно. Во повеќето системи за ладење, овие пумпи работат на 12 волти при 2000-4000 вртежи во минута, обезбедувајќи доволен проток од 0,5-1 л/мин и притисок за да се изврши ладењето . Во современите системи за ладење за процесори, овие пумпи се изработени прецизно за да имаат низок шум и вибрации, заедно со керамички лежишта за да обезбедат работа без триење. Овие пумпи можат да ја менуваат својата брзина како што е потребно за топлинското оптоварување.
Радијаторот
Топлината што течноста ја зема од процесорот се одбива во атмосферата со помош на уред наречен радијатор и вентилатор монтиран на него. Радијаторите се направени со алуминиумско јадро со бакарни перки и канали за течноста за ладење. Перките се обезбедени за подобар спроводлив пренос на топлина со ефикасност од 0,8-0,9. Растојанието меѓу перките е многу важен фактор. Ако густината на перките FPI (перки на инч) е висока, ефективната површина би се зголемила. Сепак, потребен е поголем проток на воздух поради зголемениот отпор на протокот на воздух.
Понискиот FPI го намалува отпорот на протокот на воздух, но исто така ја намалува и ефективната површина. Типично, течноста од процесорот има температура 10-20 °C повисока од амбиенталниот воздух. Таа влегува во радијаторот, каде што ја пренесува топлината до перките. Потоа вентилатор (1000-2000 вртежи во минута) обезбедува проток на воздух за да ја отстрани топлината од перките.
Цевки, резервоар и течност за ладење
Цевките во течен систем овозможуваат пренос на течноста од една компонента во друга, направени од ПВЦ со ID од 10 mm и OD од 13 mm. Исто така, тие се опремени со плетена потпора за да се избегне деформација и пукање под екстремни работни услови. Цевките не смеат да имаат остри кривини, бидејќи тоа ќе го зголеми отпорот на проток и ќе ги намали вкупните перформанси.
Резервоарот го управува волуменот на воздух и течност. Изработен е од ПВЦ и обезбедува механизам за полнење со течност и испуштање на воздушни меурчиња во атмосферата . Во некои случаи, резервоарот е составен дел од пумпата, особено во AIO (All-in-One) систем. Во повеќето случаи, течноста внатре е дестилирана вода и 30% гликол. Исто така, се додаваат и некои биоциди за да се спречи растот на бактерии, а се додава гликол за да се намали точката на замрзнување на -10 °C. Целта на течноста за ладење е да ја одземе топлината од процесорот и да ја ослободи во радијаторот.
Циклусот на ладење
Генерација на топлина
За време на работата, особено при извршување на интензивни задачи како што се игри или видео рендерирање, или каква било графичка или компјутерска работа, процесорот генерира топлина од повеќе од 300 вати. Ова генерирање на топлина започнува кај транзисторот вграден во процесорот и на крајот се движи кон интегрираниот распрскувач на топлина, каде што е инсталиран блок за вода за да ја одземе топлината од процесорот со помош на течност што тече во него. Процес на спроводливост ја отстранува оваа топлина бидејќи блокот за вода е на повисока температура од течноста.
Апсорпција
Течноста во внатрешноста на блокот со вода ја апсорбира топлината генерирана од процесорот додека тече низ каналите направени во внатрешноста на блокот со вода. Течноста, додека тече низ блокот, осигурува дека турбуленцијата и спроводливоста на топлината се дизајнирани да имаат максимална ефикасност во однос на топлинската спроводливост. Кога течноста излегува од блокот со вода, нејзината температура е зголемена.
Тираж
Во системот за ладење со течност е инсталирана пумпа за процесорот за да ја пренесува загреаната течност, осигурувајќи дека температурата не надминува одредена граница. Пумпата обезбедува постојан проток на течност од блокот за вода до радијаторот, одржувајќи го процесорот ладен и ефикасно извршувајќи ги неговите задачи. Во модерен систем, пумпите се избираат поради нивниот многу низок шум и минимално абење на компонентите, благодарение на нивната висока брзина на проток.
Дисипација
Загреаната течност конечно влегува во радијаторот, каде што ќе се лади со воздух од вентилатор инсталиран во радијаторот. Радијаторите се направени од алуминиум со бакарни перки. Овие перки ја зголемуваат површината додека вентилаторот дува воздух, ладејќи ги во процесот. Кога овие перки се ладат, течноста за ладење што поминува низ цевките се лади.
Врати
Потоа течноста се враќа во блокот за вода откако ќе се излади од радијаторот. Друг дел од опремата, познат како резервоар, е инсталиран во системот за ладење со течност. Тој овозможува водата да се врати ако има вишок количина и му помага на системот да се наполни кога нивото на течноста е намалено.
Инженерски иновации што го прават течното ладење фасцинантно
Со напредокот на технологијата, имаме високобрзински процесори од 7nm кои произведуваат повеќе топлина. За да го решиме ова, користиме систем за ладење со течност, бидејќи воздушното ладење е недоволно за процесори кои генерираат висока топлина. Инженерството сега го развива системот за ладење со течност и неговиот процес на производство.
Сега, блоковите за вода се прават со тесен премин од 0,2 mm за проток на течност, што создава турбуленција за зголемување на преносот на топлина до 50%. Модерните течни блокови исто така доаѓаат со PID контролер кој ја следи и контролира температурата во рамките на 2 °C од зададената точка со различна брзина на вентилаторот и пумпата, и обезбедува следење на температурата во реално време. Дополнително, течностите инјектирани со бакарен оксид се тестираат за зголемување на топлинската спроводливост, што покажува 20% подобри перформанси.
Чекајте, има уште! Течното ладење постојано се развива со помош на инженерството кое користи CFD симулации за оптимизирање на конструкцијата на перките, брзината на проток и турбуленцијата, ладењето и термичкиот дизајн. Ако ова надградување на технологијата продолжи, би можеле да имаме систем за ладење кој користи фазна промена на течноста на топлиот интерфејс за ладење на процесорот, кој потоа би кондензирал на радијаторот.
Совети за инсталација и одржување
Инсталирањето на течност бара стручни вештини бидејќи вклучува многу чувствителни компоненти, вклучувајќи вода, која може да го оштети процесорот доколку протече. Пред да започнете со инсталацијата, исчистете ги сите елементи и нанесете термичка паста на процесорот. Монтирајте го блокот за вода и затегнете ги завртките со рамномерен вртежен момент што може да се движи од 0,6-1 Nm, и имајте предвид дека завртките треба да се затегнат во вкрстен образец. Цевката низ која ќе тече течноста е исто така важна компонента. При инсталирање, осигурајте се дека цевката е насочена според упатството и дека секое црево е прицврстено со стегач. Пред да започнете, осигурајте се дека системот е соодветно подготвен и нема заробен воздух.
За одржување, размислете или да побарате совет од експерт или да му ја доверите работата на некој друг. Некои од советите што можеме да ги споделиме вклучуваат користење на UV-реактивна калап што свети под UV осветлување за откривање на протекување, изведување циклуси на чистење годишно или по потреба, што ќе отстрани 95% од воздухот за да се подобри ефикасноста. Исто така, осигурајте се дека го исплакнувате системот годишно со раствор од оцет. Циркулирајте го растворот 30 минути за да го растворите бигорот во цевките и компонентите, а потоа исплакнете го.
Предности во однос на традиционалното воздушно ладење
Специфичната топлина на водата е многу подобра од онаа на воздухот и природно му дава предност на системот за ладење што користи течност. Ако на процесорот се примени континуирано оптоварување, течното ладење ќе ја одржи температурата 40% пониска отколку ако истиот процесор се лади со систем со воздушно ладење. Течните системи обезбедуваат подобро ладење и се потивки бидејќи пумпите произведуваат помалку бучава, водата делува како природен амортизер за бучава, а вентилаторите во радијаторите се потивки. Системите за течно ладење се помали по големина и лесно можат да се прилагодат во компактен ITX компјутер, што го прави компјутерот привлечен со подобра естетика.
Заклучок
Термодинамиката и инженерството го трансформираа течното ладење, обезбедувајќи подобри перформанси на процесорот со прецизно обработени патеки на проток. Стабилни шеми на проток со употреба на пумпи и ефикасни радијатори што ги користат трговците за загревање на околината, што го прави сигурно решение за ладење за модерни компјутери со висока компјутерска моќ. Тие нудат подобра топлинска спроводливост, поелегантен дизајн, подобрена естетика и потивко работење, што ги прави супериорен избор во однос на решенијата за воздушно ладење и го претвораат управувањето со топлината во уметност.
За практична имплементација на течни ладилници за процесор , разгледајте ја страницата за течни ладилници ESGAMING . Ќе најдете различни дизајни и капацитети за овие ладилници направени од материјал со највисок квалитет.