|
Chłodzenie
Wiem co o mnie sobie teraz myślicie, po co taki
maniak miałby pisać taki artykuł, skoro sam nie ma problemów z
chłodzeniem. Jednak obok ignorantów istnieją ludzie
"potrzebujący" pomocy lub po prostu ciekawi. Życzę miłego
czytania!
Overclocking... chyba każdy chciałby mieć na maxa szybki
komputer. Niestety, jedni mają lepiej (czyt. więcej ka$y) a inni
gorzej (czyt. mniej ka$y). Jednak istnieje pewien mistyczny sposób
na przyspieszenie kompka, jest to właśnie overclocking. Nie będę
tu pisał o sposobie overclockingu ale o jego skutkach. Jak wszyscy
wiemy (no może prawie wszyscy), procesory poddawane overclockingowi
grzeją się bardziej niż ich nie podrasowani bracia. Co z tego że
się grzeją?- spytają się nieobeznani dokładnie z tematem. Ano
kilka rzeczy:
-procesor dużo szybciej się "zużywa" (występuje większe
zjawisko dyfuzji, która sprawia że procesor działa mniej
sprawnie, a po przekroczeniu pewnej granicy procesor umiera)
-procesora rozgrzanego do 50C nie poddamy overclockingowi tak dużemu
jak jego kolegi, który pracuje pod 30C
-komputer będzie się znacznie rzadziej wykrzaczał i wieszał
No wiem, niektórzy powiedzą: mój komputer się tak często wiesza
że do tego przywykłem. Gówno prawda. Po zabawie w o/c (skrót od
overclockingu) komputer będzie dużo częściej "stawał".
Pomińmy już wszystkich niedowiarków, głupków, tchórzów i
innych gamoni i zajmijmy się tytułem.
Nie jest napisane że koniecznie temu i temu procesorowi po o/c będzie
potrzebne lepsze chłodzenie. Istnieją egzemplarze
"lepsze" i "gorsze" (jednak KAŻDY powinien
chodzić pod swoją oryginalną częstotliwością dobrze). Weźmy
za przykład Pentium II 400. Mój "dobry" egzemplarz
spokojnie podkręci się na 533mhz bez żadnej zmiany chłodzenia i
podwyższania napięcia, podczas gdy ten "zły" ledwo będzie
działał pod 450mhz. Podwyższanie napięcia, mimo że związane
jest z techniką overclockingu, jest bardzo mocno zależne od chłodzenia.
Podwyższenie napięcia powoduje znaczny wzrost wydzielanego ciepła
i czasami to nie pokrywa się ze wzrostem stabilności.
Może powiedzmy sobie czym się chłodzi... Część z was słyszała
o chłodzeniu dużymi radiatorami, chłodzeniu wodą, chłodzeniu
"lodówkowym" (pompa cieplna, dla ułatwienia mówmy
"freonowe", wiem że nie jest to prawidłowe określenie
ale dla celów poglądowych wystarczy) i inne. Jednak wszystkie te
bajery to po prostu chłodzenie powietrzem które jest mniej lub
bardziej skomplikowane. Dlaczego? Załóżmy ze chłodzimy woda.
Procesor wydziela ciepło, woda go odbiera i przekazuje za pomocą
radiatora powietrzu. Jest to BARDZOO prosty schemat ale wszyscy
chyba łapiecie o co chodzi. Zacznijmy może od podstawowych elementów
którymi chłodzimy CPU tzn.:
1. Pasta termoprzewodząca. Co z tego że posiadamy chłodzenie, które
ochłodzi reaktor nuklearny jeśli ciepło nie przenika z CPU do układu.
W tym pomaga właśnie pasta termoprzewodząca. Jest wiele rodzajów
past, od najprostszych silikonowych (i najtańszych) do tych
lepszych (np. HTCP, HTSP) i najlepszych (czyt. najdroższych) na
bazie srebra/miedzi. Pamiętajcie, zanim zmienicie radiator
upewnijcie się że to nie wina braku lub kiepskiej pasty. Oprócz
pasty istnieją takie rzeczy jak "paski termoprzewodzące"
(dokładnie nie wiem jak to określić po polsku, można to jeszcze
nazwać taśmą termoprzewodząca) które działają identycznie jak
pasta.
2. Radiator z wentylatorem. Obecnie wszystkim "domowym" ;)
pecetom wystarczy takie połączenie. Większości (właściwie 99%
overclockerów) wystarcza coś takiego. Na pewno słyszeliście
historie szczęśliwych posiadaczy Celeronów, którzy mówili:
"mój C366 nie chodził na 550mhz na zwykłym coolerze, ale jak
mu przyładowałem radiator alpha od razu dostał kopa". No właśnie
radiator radiatorowi nie równy. Najlepsze są te o dużej
powierzchni i wykonane z miedzi, ewentualnie aluminiowe z "heatspreader"
(po polsku będzie to cos a la "rozpraszacz ciepła"), co
nie znaczy że aluminiowe są niedobre. Wręcz przeciwnie, niektóre
radiatory aluminiowe są lepsze od miedzianych, jednak te pierwsze będą
się gorzej sprawować z procesorami z małymi heatslug (heatslug to
sama puszeczka od jądra od której odbierane jest ciepło) tzn. późniejszymi
PII, PIII, AMD Athlon (mam na mysli Duron, Athlon "classic"
i Athlon Thunderbird), Celeron II i inne mniej popularne (co nie
znaczy że gorsze do overclockingu). Najlepszym połączeniem będzie
radiator z aluminiowymi pinami z miedzianym heatspreader (trochę to
fachowo brzmi ale każdy powinien się skumać). Radiatory występują
w dwóch wersjach: "socketowe" i "slotowe" przy
czym te pierwsze z reguły można założyć na te drugie, gorzej na
odwrót. Z natury rzeczy radiatory SLOT będą większe i
wydajniejsze, jednak zabierają więcej miejsca i są droższe.
Przykładem założenia radiatora slot na socket mogę podać moja
przygodę z P233MMX i z ABIT TX5. TX5 jest płyta gdzie wokół
socketu jest tyle miejsca ze żal go nie wykorzystać. Jeśli
posiadamy płytę slot, a używamy procesor na przelotce nic nam nie
szkodzi (jeśli się da) użyć lepszego, slotowego radiatora.
Jednak płyty socketowe z reguły nie przyjmą większych pobratymców,
ale nie musimy się oto martwic. Wymyślono wiele BARDZO dobrych
radiatorów socket, np. Golden Orb (chociaż słyszałem mieszane
opinie o nim, osobiście nie mam o nim dobrego zdania), Chrome Orb
(do duronów, jest niezły ale nie najlepszy), Super Orb (który w
stosunku ceny do wydajności jest kiepskawy (już nie - Lisek)),
Agilent Arcti Cooler, Alpha PEP66 itd. Oczywiście istnieją inne
firmy, np. Global Win, które produkują bardzo dobre
radiatory/wentylatory.
3. Teraz pora na coś ostrzejszego :) Peltiery :) Peltiery to pompy
cieplne (TEC- thermo electric cooler), które są oparte na półprzewodnikach.
Współczesne ogniwo Peltiera, jak "oficjalnie" nazywa się
płytkę Peltiera, to dwie cienkie płytki z termoprzewodzącego
materiału izolacyjnego (ceramika tlenków glinu), między którymi
naprzemiennie umieszczono półprzewodniki typu "p" i
"n". Wykonane z tellurku bizmutu, domieszkowanego
odpowiednio antymonem i selenem, "słupki" połączone są,
dzięki miedzianym ścieżkom na wewnętrznych powierzchniach płytek
obudowy ceramicznej, w układ szeregowy. Całość ma imponujące możliwości
- potrafi wytworzyć różnicę temperatur rzędu 60-70 K, a przede
wszystkim "przepompowywać" ciepło od powierzchni chłodzonej
do podgrzewanej ze sprawnością ponad 50 procent. Kiedy instalujemy
ogniwo peltiera należy wiedzieć, że całkowita moc jaką teraz będzie
trzeba rozproszyć będzie sumą ciepła wydzielanego przez cpu i
peltiera. Jako że nie posiadają żadnych ruchomych elementów ich
trwałość jest bardzo duża, jeśli nie są przegrzane. No właśnie...
peltiery mogą stać się zarówno błogosławieństwem jak i gwoździem
do trumny. Prawidłowo używany peltier może obniżyć temperaturę
procesora o dobre 20C, czasami więcej, jednak wymagane jest wtedy
dobre chłodzenie. Z drugiej strony wszelki błąd w stosowaniu
peltierów, uszkodzenie wentylatora/ów na radiatorze, zgaszenie
pompy, założenie go na odwrót, nie wykryte OD RAZU spowoduje
niechybne spalenie procesora! Używając peltiera trzeba pamiętać
o kilku wymogach:
- peltier to bardzo prądożerne zwierzątko, może on nawet spalić
zasilacz! W najlżejszym wypadku komputer będzie się często
zawieszał "cholera, proc ma 15C, nie rasuję go, a on się bez
przerwy wiesza!"
- dobierając chłodzenie trzeba przygotować się jak już wspominałem
na niemiłą niespodziankę: należy zsumować moc peltiera z ilością
wydzielanego ciepła procesora i do tego dobrać odpowiednie chłodzenie.
Np. PII 400 wydziela 25W ciepła. Kupiłem 38W peltiera i podliczam:
25 + 38= 63W- tyle ciepła MUSI oddać radiator!
- jeśli radiator rozgrzewa się do temperatury 50-60C NIE opłaca
się stosować peltiera!
4. Watercooling :) Moja specjalność :) Można powiedzieć że chłodzenie
wodą to już elita (jest to prawdziwe chłodzonko high-end), jeśli
chodzi o wariactwo :) Niestety, to już zabawa tylko dla
overclockerow "dla idei" lub jak to się nazywa
"sportowych" (sam zaliczyłbym się do sportowych :))) Ten
podpunkt wykonają tylko najwytrwalsi, najzdolniejsi (watercooling
wbrew pozorom jest bardzo skomplikowany, nawet gdybym was poprowadził
"za rączkę" to i tak musielibyście wykazać sporo
inwencji!). Chłodzenie wodą ma też to do siebie że współczynnik
wydajności do ceny jest bardzo korzystny! Za watercoolera o wydajności
koło 200-300W trzeba zapłacić raptem 120-300zl, w zależności od
naszej pomysłowości i posiadanych materiałów. Np. ja kupiłem
tylko pompę, poxipol i węże, co kosztowało mnie 150zł, chłodnice
i wentyle już miałem.
Z watercoolingiem występuje też jedno dobre/złe zjawisko: uczymy
się na błędach. Moje pierwsze 2 coolery niemal spaliły mi
komputer (a raczej pierwsze 2 bloki wodne, nimi zaliczyłem
"tylko" 6 płyt głównych pod rząd!!!!!!!!) ale 3 obecny
okazał się bardzo dobrą i wydajną konstrukcją! Także omywanie
powietrzem chłodnicy znacznie poprawiłem. Może przejdźmy do
konkretów: by zbudować sprawnie działającego watercoolera
potrzebujemy tych elementów: coś co ma służyć jako blok wodny,
trochę wężyków i pompę. O tym jak chłodzić wodę napiszę
trochę później. Zaczynajmy:
-blok wodny... pozostawiam wam wolny wybór :)
1. Można je zrobić z zwykłego radiatora, który wyposażyliśmy w
ścianki i wlot i wylot do wody. Chociaż ta metoda jest dosyć
wydajna- jest bardzo zawodna. Koniecznie przemyślcie wszystko 10
razy zanim zaczniecie coś takiego robić. Sam wiem, przecież to
robiłem i jest to najbardziej "przeciekogenna" metoda.
2. Inną metodą jest zlutowanie bloku z blachy miedzianej. Jest to
bardzo fajna rzecz, najwydajniejsza jednak miedz ma to do siebie ze
jest bardzo ciężka! Mój kolega LELOS miał problemy z waga
takiego bloku wiec musiał zrobić specjalne zamocowanie. Drugim
problemem jest to ze trzeba znać się na lutowaniu, szlifowaniu
itd. Metoda też jest zakupienie "kości" metalu
(aluminium, miedzi) i wywierceniu w niej kanałów. Osobiście, jak
tylko będę mógł zrobię sobie coś takiego. Słyszałem o
projektach gdzie używano po prostu odpowiednio spłaszczonej rury
miedzianej.
3. Najwydajniejsza metoda, jeżeli nie będziecie chłodzić
peltierami jest bezpośredni kontakt heatslug z woda. Jest to metoda
naprawdę genialna, sam cos takiego próbowałem z kolega i mowie
wam: JEST SUPER. Wystarczy mieć korek np. od butelki (w miarę duży,
ale nie większy niż sama kostka procesora). Wiercimy w niej
miejsca na węże, wsadzamy je, uszczelniamy i całość przyklejamy
na procesor, który został wcześniej zaizolowany (wszelkie
komponenty które mogą mieć kontakt z woda, z wyjątkiem heatslug).
Teraz wystarczy podłączyć pompę, nawet 250l/h i procek nie
wzniesie się nawet powyżej 35C! testowano na amd K6III 450@600 i
celeronie 466@700 (2.6V core, temperatura nie przekraczała 27C,
woda chłodzona lodem).
Oczywiście nie bronie wam wymyślić niczego innego, jednak
przedstawiam wam te najpospolitsze metody.
-pompa- nie ma co mówić, im wydajniejsza tym lepsza. Nie warto
kupować pomp o mocy mniejszej niż 400l/h, ponieważ wszelkie użycie
peltierów raczej odpada z gry. Najlepszym wyborem jest użycie
800l/h, nawet obciążenie 200W nie stanowi dla takiej pompy żadnego
problemu.
- węże - z tymi to bywa rożnie. Ale ich grubość zależy od mocy
pompy. Np. w 250l/h pompie starczały mi 3mm wężyki a w 800l/h
potrzebne są mi już 1.1cm. Generalnie: im grubsze tym lepsze :)
- radiator. jak wiemy woda nie może przyjmować ciepła w nieskończoność,
kiedyś się na tyle rozgrzeje ze chłodzenie wodą nie będzie miało
sensu. Trzeba ją chłodzić. Nie ważne czy jest to wymiana wody co
3 godziny czy zamontowanie radiatora- to po prostu jest potrzebne.
Osobiście radziłbym wam używać nagrzewnice samochodową, jest
stosunkowo tania i wydajna, co nie znaczy że jak macie wolną chłodnice
to możecie ją zostawić :) I tak samo jak ze wszystkim: chłodzenie
wody musi być proporcjonalne do oczekiwań!
Chłodziwo to już zupełnie inna sprawa :( O ile do pracy starczy
zwykła woda (popularna kranówa), to jest ona niebezpieczna.
Najlepiej jest używać wody deminarelizowanej. Jeśli planujemy chłodzić
wodę do ujemnych temperatur (zima :) to proponuję dolać glikolu
(nie alkoholu, zmniejsza on wydajność aż za dużo). Jedną z
lepszych mieszanek będzie 95% wody destylowanej i 5% glikolu, taka
mieszanka ma wysokie zdolności odbierania ciepła i nie zamarznie
od razu.
Jednak, chyba najlepszym połączeniem będzie chłodzenie
wodno-peltierowe na wzór mojego chłodzenia wodą. Przy
odpowiedniej konstrukcji można wyciągnąć, tak jak ja do -15C
luzem. Wg. moich obliczeń moje chłodzonko przy 56W obciążeniu
utrzymuje temperaturę heatplate na poziomie 2C.
5. "freonowe"
Prawie każdy widział komputery chłodzone przy pomocy urządzęń
firmy CryoTech lub ASETEK a jeżeli nie widział to niech w końcu
zobaczy: http://www.hardocp.com/reviews/cooling/vapochill/index.html
Przerobione obudowy ATX z wbudowanymi agregatami chłodzącymi
procesor do temperatur od -20 do nawet - 40c, wygląda to bardzo
ciekawie dopóki nie spojrzy się na cenę: słabsze modele tańszej
firmy ASETEK zaczynają się od około 600 $ czyli prawie 3000zl!
Tymczasem zastosowane w nich technologie nie są wcale takie
astronomicznie drogie i skomplikowane. Gdyby samemu trochę
popracować można by podobną a nawet wydajniejszą jednostkę
zbudować samemu już za mniej niż 1000 zl !!! Czy się opłaca ?
Skoro za 1000zl można kupić całkiem szybki procesor ? Nawet
Athlon 1.2 GHz za rok będzie co najwyżej średni... A takie chłodzenie
można wykorzystywać przez wiele lat więc jego koszt zwraca się
naprawdę szybko. Przejdźmy do prostego teoretycznego omówienia
działania takiego agregatu:
Zacznijmy od kompresora: zasysa on freon z parownika (niebieska
"rurka" ) do tłoka gdzie zostaje on sprężony w skutek
czego zmniejsza się jego objętość a znacznie zwiększa się ciśnienie
i temperatura (nawet ponad 130c). Czerwoną rurką freon trafia do
skraplacza (chłodnicy) gdzie jest schładzany (to nie znak
radioaktywności na rysunku tylko wentylator...).
Schładzając się freon powraca do stanu ciekłego oddając znaczne
ilości ciepła. Ze skraplacza już jako ciecz o temperaturze około
30-40c czynnik przepływa do filtra. Filtr ma za zadanie zatrzymanie
wszelkich resztek lutu użytego do montowania instalacji oraz co ważniejsze
"wchłonięcia" jakichkolwiek pozostałości wody jaka
pozostała w instalacji po jej uszczelnieniu. Z filtra freon trafia
do TZR'a - Termostatycznego Zaworu Rozprężnego - jego zadaniem
jest kontrolowanie temperatury w parowniku (chłodnicy) oraz takie
sterowanie ciśnienia i temperatury w układzie ażeby ciekły freon
nie powrócił do kompresora gdyż szybko spowodowało by to jego
awarie. Jak widać na rysunku z TZR'a wychodzi mała błękitna
rurka która jest zakończona czujnikiem czujnik jest przymocowany
do przewodu którym chłodny freon powraca z parownika do
kompresora. Powracający gaz musi mieć określoną temperaturę gdyż
ma on za zadanie dodatkowo schładzać kompresor. TZR reaguje na
wskazania temperatury czujnika :
-jeżeli powracający gaz jest zbyt ciepły a tym samym kompresor
nie ma zapewnionego dostatecznego chłodzenia TZR zwiększa ciśnienie
w parowniku co powoduje zwiększenie wydajności układu (może
pobrać więcej ciepła) i niestety zwiększenie temperatury.
-jeżeli powracający gaz jest zbyt chłodny a więc kompresor ma
zapewnione chłodzenie TZR zmniejszy ciśnienie w parowniku co
spowoduje spadek temperatury oraz zmniejszenie wydajności cieplnej.
Podsumowując TZR reguluje ciśnienie w parowniku tak ażeby uzyskać
jak najniższa temperaturę przy aktualnym obciążeniu cieplnym.
Fioletową rurką freon trafia do parownika gdzie jak sama nazwa
wskazuje zaczyna gwałtownie parować pochłaniając znaczne ilości
ciepła i obniżając temperaturę. To właśnie parownik znajduje
się na procesorze i schładza go do tak niskiej temperatury.
Po opuszczeniu parownika freon już w postaci dosyć zimnego gazu
powraca do kompresora chłodząc go i tu cykl zaczyna się ponownie.
6. Najbardziej zboczoną metodą będzie chłodzenie ciekłymi
gazami, np. azotem itp. Dzięki tym metodom można swobodnie obniżyć
temperaturę do -90C i wykonać naprawdę maxymalny (jednocześnie
krótki, kiedyś kończy się ciekły azot no nie?) o/c. Polecam
absolutnym wariatom.
Mam nadzieję że powyższe podpunkty zaspokoiły waszą wiedzę,
niepewność itd. na temat chłodzenia procesora. Na pewno myślicie
sobie teraz: "czemu on nie napisał o chłodzeniu grafiki, czyżby
zgłupiał?". Ależ bardzo proszę :) Może zaczniemy od tego
że grafika wydziela DO 20W ciepła, w przypadku starusieńkiego,
ale bardzo jarego GeForce ta wartość po o/c znacznie się podnosi.
Zwykle nie potrzeba niczego innego niż radiator i wentylator, ale
nie byłbym sobą gdybym nie opisał jak można chłodzić kartę
peltierami :) Bawiłem się w to i przynosi dużą poprawę, np. mogłem
nakręcić moją RIVE TNT 2 M64 na 185mhz core, gdy chłodziłem
radiatorem od athlona i 38W peltierem i 200mhz core z chłodzeniem
wodą i 72W peltierem :) Oczywiście z chłodzeniem grafy także
pozostawiam wam pełną dowolność :)
Obudowa- często wiele osób pomija ja :( A jednak jest to chyba
najważniejsze ogniwo chłodzenia powietrzem (a także i wodą, co
zrobiłyby karty rozszerzeń)! Na co zda się radiator który
swobodnie odprowadzi 200W ciepła jeśli to ciepło nie wydostaje się
z komputera! Wydawałoby się ze najskuteczniejsza metodą jest to
żeby po prostu otworzyć ja ale to wiąże się z kilkoma
niebezpieczeństwami: jeśli macie zwierzęta domowe to jest to
raczej ryzykowna metoda (mój pies prawie umarł po porażeniu prądem),
komputer często trzeba odkurzać, mniej więcej co 2 tygodnie (a
komu to się chce?). Oprócz tego jest jeszcze kilka przeciwwskazań:
jeśli czasami jecie przy komputerze (a tacy się zdarzają) to pamiętajcie
ze coś może wpaść do środka (moja siostra rozlała Coca Coli na
mobo, chyba wiecie co się stało), może się zdarzyć, że przez
przypadek kopniecie komputer (ja to zrobiłem, skończyło się na
popękanym slocie pci) i co najgorsze: możecie cos upuścić do środka
(byłem tak genialny że spadł mi na procesor dysk twardy co skończyło
się tylko na połamaniu przelotki). Najlepszą metodą jest
zamontowanie porządnego "owentylatorowania" w komputerze.
Metoda głośna ale skuteczna :) Innym pomysłem jest zastosowanie
"blowhole" (możecie znaleźć o tym artykuł na HARD-OCP).
Ja osobiście jeszcze używam otwartej obudowy, niedługo zamierzam
kupić 4x 120mm wentyle nad karty rozszerzeń (z reguły kosztują
one więcej niż cały proc!).
|
|