Что такое система охлаждения компьютера

Обновлено: 04.07.2024

Компьютеры постоянно совершенствуются, поскольку встроенные процессоры становятся быстрее и эффективнее. Однако это приводит к увеличению выделяемого ими тепла. Помимо графической платы, процессор является наиболее горячим компонентом. Итак, что вы можете сделать, чтобы предотвратить перегрев? В нашем руководстве показано, как выбрать подходящую систему охлаждения для вашего компьютера.

Почему важна система охлаждения?

В современных процессорах устанавливается все больше и больше транзисторов для повышения производительности и скорости работы оборудования. Из-за электронного напряжения каждый из этих транзисторов выделяет тепло, которое, в свою очередь, нагревает поверхность процессора.

Это еще больше увеличивается из-за того, что многие транзисторы установлены рядом друг с другом в непосредственной близости. Если температура в компьютере поднимется выше 60 °C, это может привести к значительному снижению производительности и, в худшем случае, к отказу оборудования.

Чтобы избежать этого, компьютер должен быть снабжен дополнительной системой охлаждения, чтобы как можно быстрее отводить тепло выхлопных газов от ядра процессора. Еще один вариант предотвращения перегрева — увеличение поверхности теплоотдачи.

Какие системы охлаждения существуют?

Помимо воздушного охлаждения, наиболее популярной системой для компьютеров является водяное охлаждение. В современных системах охлаждения процессоров используются тепловые трубки. Они содержат специальную жидкость или газ, который переносит тепло посредством конвекции, а не по трубам.

Также возможно охлаждение с помощью азота. Однако по сравнению с другими вариантами этот процесс не подходит для ежедневного использования и требует больших усилий даже от специалистов. Это также сопряжено с опасностью для здоровья.

Воздушное охлаждение

В пассивных системах воздушного охлаждения тепло передается окружающему воздуху через охлаждающие элементы. Для достижения более высокой производительности в некоторых системах охлаждения используются тепловые трубки для отвода избыточного тепла от ПК.

При активном воздушном охлаждении отводимое от компонентов тепло отводится наружу через дополнительный охлаждающий элемент, прикрепленный к вентилятору. В корпусе компьютера создается постоянный поток воздуха. Как правило, системы воздушного охлаждения дешевле систем водяного охлаждения.

Пассивные системы воздушного охлаждения работают бесшумно, так как не требуют движущихся компонентов. Однако они подходят только для процессоров с относительно низкой производительностью, а значит, с ограниченной возможностью перегрева. Современные процессоры с высокой производительностью требуют активных систем воздушного охлаждения.

Производительность охлаждения зависит от размера охлаждающего элемента, а также от воздушного потока, создаваемого вентилятором. Имейте в виду, что активные системы воздушного охлаждения не работают бесшумно. Те, у кого большие вентиляторы с низкой скоростью вращения, работают тише, чем маленькие вентиляторы с высокой скоростью вращения.

Системы водяного охлаждения

Основное преимущество систем водяного охлаждения заключается в том, что выхлопное тепло бесшумно и эффективно отводится за пределы ПК. Производительность охлаждения выше, чем у систем воздушного охлаждения, поэтому эта опция особенно полезна для пользователей, желающих разогнать свои компьютеры. Разгон — это когда компьютер эксплуатируется с измененными характеристиками, превышающими официально утвержденные.

В большинстве случаев охлаждающий элемент изготавливается из алюминия или меди. В нем насос перемещает воду по контуру. Выхлопное тепло процессора интегрируется в эту цепь и передается на радиатор. Здесь тепло, ранее охлажденное водой, распространяется в окружающий воздух.

Как и в случае с воздушным охлаждением, для систем водяного охлаждения существуют активный и пассивный варианты. В пассивных системах процесс охлаждения радиатора происходит за счет стандартного движения воздуха. При активной опции за создание воздушного потока отвечает вентилятор.

Какая система охлаждения подходит для какого компьютера?

Прежде чем выбрать систему охлаждения, необходимо учесть несколько факторов. В общем, вы должны иметь в виду, что системы водяного охлаждения охлаждают только определенные области компьютера. Таким образом, решение с водяным охлаждением не заменяет систему охлаждения по умолчанию для других встроенных компонентов компьютера. Более того, система водяного охлаждения может потребовать дополнительных усилий в процессе установки. Это тот случай, когда для установки кулера, например, необходимо снять основную плату.

Современные системы охлаждения, разработанные как башенные кулеры, обеспечивают повышенную эффективность охлаждения благодаря тепловым трубкам. Один из них, который мы бы порекомендовали, — процессорный кулер Dark Rock Pro 3 от производителя, «будь тише!».

Если у вас ограничено место для кулера из-за компактной конструкции, хорошим вариантом будут низкопрофильные системы охлаждения. Измерения специально разработаны для HTPC или узких корпусов.При использовании процессорного кулера обратите внимание на совместимость компонентов разных производителей или разных технологий. Если система охлаждения основана на технологии AMD, она часто не совместима с базами Intel. То же самое верно и наоборот.

Однако для большинства систем водяного охлаждения это не проблема. Большинство кулеров для воды совместимы как с AMD, так и с Intel. Если вы выбираете только вентилятор ЦП, обратите внимание на уровень шума в технических характеристиках продукта, чтобы избежать шумной, отвлекающей системы.

Что еще следует учитывать?

Помимо выбора подходящей системы охлаждения, перегрева компьютера можно избежать, если следовать нескольким простым практическим правилам. Например, расстояние между корпусом компьютера и соседними стенами и мебелью должно быть не менее 50 см, чтобы обеспечить отвод тепла.

Вентиляторы и охладители никогда не должны быть скрыты за предметами. Источники тепла, такие как лампы, не должны располагаться в непосредственной близости от компьютера. Избегайте прямого солнечного излучения и всегда держите корпус компьютера закрытым.

Регулярно проверяйте свои вентиляторы: неисправные вентиляторы часто можно обнаружить по более громким или необычным звукам.

Системы охлаждения компьютера – это активные или пассивные системы охлаждения, предназначенные для отвода избыточного тепла, выделяемого компьютером. Правильный и регулярный отвод тепла от систем обеспечивает эффективность и результативность работы. Это также поддерживает оптимальную производительность, гарантируя, что система остается защищенной от любых повреждений и работает в течение более длительного периода времени.

Эра компактных систем охлаждения


Компьютеры в настоящее время поставляются с компактными, уникальными и сложными системами охлаждения, которые защищают ПК от перегрева. В основном существует две системы охлаждения компьютеров: первая — воздушное охлаждение, а вторая — жидкостное охлаждение. Будь то охлаждение с помощью воздуха или с помощью жидкости, существуют различные прототипы систем охлаждения, основанные на вышеуказанных принципах, которые либо излучают, либо проводят тепло внутрь или наружу. Давайте теперь посмотрим, что это за типы, и объясним, как каждый из них рассеивает дополнительное тепло.

Типы систем охлаждения вашего ПК

В отличие от радиаторов вентиляторы образуют активную систему охлаждения . Они используют энергию для бега, что позволяет воздуху циркулировать. Они работают на выталкивание воздуха из ваших ПК и ноутбуков через корпус. Вентиляторы используются с радиаторами в компьютерной системе, при этом радиатор сначала помещается поверх него, а затем вентилятор нагромождается.

2)Радиаторы

Теплоотводы можно применять с несколькими компонентами внутри системы. Их функция заключается в рассеивании тепла от элемента, к которому они прикреплены. Радиаторы, обычно используемые со старыми процессорами, работают традиционно и крепятся к тем частям, которые не выделяют сильного тепла.

3)Жидкостное охлаждение

Работая по той же концепции, что и двигатели внутреннего сгорания (двигатели внутреннего сгорания), системы жидкостного охлаждения недавно были представлены с использованием передовых технологий. Наиболее часто используемой жидкостью для охлаждения является дистиллированная вода. Эта форма решения для охлаждения компьютера является лучшей из всех других типов для эффективного охлаждения.

Это комбинация активной и пассивной систем охлаждения


Существует активный и пассивный варианты как с воздушными, так и с водяными системами охлаждения. В пассивных системах процесс охлаждения радиатора осуществляется за счет стандартного движения воздуха. В активной альтернативе за создание воздушного потока отвечает вентилятор. Активные системы охлаждения лучше пассивных с точки зрения скорости охлаждения, но пассивные компенсируют это меньшим энергопотреблением и универсальностью. Это просто выбор правильного типа для вашего ПК.

Выберите идеальную систему охлаждения для вашего ПК

Это эпоха, когда ПК постоянно переходят на современные технологии с более значительными достижениями в дизайне (менее замысловатый дизайн и простота в эксплуатации). Встроенные процессоры становятся намного быстрее, эффективнее и совершеннее. Влияние данного этапа модернизации привело к более существенной нагрузке на системы с избыточным тепловыделением. Были способы противостоять этому в виде чрезмерного рассеяния прямо или косвенно. В статье рассматриваются способы своевременного отвода тепла, чтобы в конечном итоге ваша система не вышла из строя или не работала с пониженной эффективностью. Пришло время получить лучшее для вашего ПК или ноутбука! Вы можете просто нажать на триггер и совершить покупку прямо сейчас!

Как объясняет Марк Галлина, системный инженер по тепловым и механическим характеристикам в Intel: «Во время нормальной работы транзисторы внутри ЦП преобразуют электрическую энергию в тепловую (тепло).Это тепло увеличивает температуру процессора. Если эффективного пути для этого тепла не существует, то процессор превысит безопасную рабочую температуру».

Но как лучше всего поддерживать оптимальную температуру процессора? Существует множество способов охлаждения процессора, но в большинстве настольных компьютеров и ноутбуков используется воздушное или жидкостное охлаждение.

Мы поговорим о жидкостном и воздушном охлаждении: о том, как они работают, о плюсах и минусах каждого и о том, что может подойти для вашей установки.

Как работает процессорный кулер

И воздушные, и жидкостные кулеры для ЦП работают по одному и тому же принципу, и оба делают одно и то же: поглощают тепло от ЦП и перераспределяют его от оборудования.

Тепло, выделяемое самим процессором, распределяется по металлической крышке процессора, которая называется интегрированным распределителем тепла (IHS). Затем тепло передается на опорную плиту процессорного кулера. Затем это тепло распределяется либо жидкостью, либо через тепловую трубку к вентилятору, где оно отводится от кулера и, в конечном итоге, от ПК.

Хотя основная механика похожа, эти два метода обеспечивают перераспределение тепла очень разными способами.

Начнем с воздухоохладителя.

Охлаждение воздухом

В воздушном кулере тепло передается от IHS ЦП через нанесенную термопасту на проводящую опорную пластину, которая обычно изготавливается из меди или алюминия. От базовой плиты эта тепловая энергия поступает в прикрепленные тепловые трубки.

Тепловые трубки предназначены для передачи тепла из одного места в другое. В этом случае тепло перемещается к радиатору, который приподнят над материнской платой, освобождая место для других компонентов, таких как оперативная память. Эти трубы передают энергию в виде тепла тонким металлическим ребрам, из которых состоит радиатор. Эти ребра предназначены для максимального воздействия более холодного воздуха, который затем поглощает тепло от металла. Подключенный вентилятор отталкивает теплый воздух от радиатора.

Реже, чем стандартный воздушный кулер, но схожий в теории, так называемый пассивный кулер. В них используется специально разработанный радиатор для поглощения и перераспределения тепла без использования вентилятора. Они могут быть полезны в сборках, где приоритетом является более низкая акустика, но в большинстве игровых компьютеров используется воздушное или жидкостное охлаждение.

Эффективность воздушного кулера может варьироваться в зависимости от таких факторов, как материалы, используемые в конструкции (например, медь обладает большей проводимостью, чем алюминий, хотя алюминий дешевле), а также размер и количество вентиляторов, прикрепленных к радиатору процессора. . Этим объясняются различия в размерах и конструкции воздушных кулеров ЦП.

Большие воздушные кулеры обычно лучше рассеивают тепло, но не всегда есть место для громоздкого решения для охлаждения, особенно в ПК с малым форм-фактором.

Мы подробнее рассмотрим преимущества воздушного охлаждения, но сначала для сравнения рассмотрим жидкостное охлаждение.

Охлаждение жидкостью

Как и в случае с воздухоохладителями, существует широкий выбор доступных вариантов, но большинство из них можно разделить на две категории: охладители «все в одном» (AIO) или специальные контуры охлаждения. Здесь мы в основном сосредоточимся на кулерах All-in-One (AIO), хотя основные принципы того, как жидкость охлаждает процессор, одинаковы в обоих.

Подобно воздушному охлаждению, процесс начинается с базовой платы, которая соединяется с IHS процессора слоем термопасты. Это обеспечивает лучшую теплопередачу между двумя поверхностями. Металлическая поверхность опорной плиты является частью водоблока, предназначенного для заполнения охлаждающей жидкостью.

Хладагент поглощает тепло от опорной плиты, проходя через водяной блок. Затем он продолжает двигаться по системе вверх по одной из двух трубок к радиатору. Радиатор подвергает жидкость воздействию воздуха, который помогает ей охлаждаться, а вентиляторы, прикрепленные к радиатору, отводят тепло от кулера. Затем охлаждающая жидкость снова поступает в водоблок, и цикл начинается снова.

Что вам подходит?

Оба варианта охлаждения очень эффективны при правильном применении, но превосходны в разных обстоятельствах. Вот несколько факторов, которые следует учитывать при выборе.

Цена

Цена может существенно различаться в зависимости от функций, которым вы отдаете приоритет. Однако в целом воздухоохладители стоят дешевле из-за их более простой работы.

Существуют версии начального и премиум-класса. Премиум-версия воздушного кулера может иметь радиатор большего размера, лучшие вентиляторы и предлагать различные эстетические опции. Высококачественный жидкостный кулер All-in-One (AIO) может иметь радиатор большего размера и предлагать сочетание эстетических и функциональных настроек, таких как программное обеспечение для управления скоростью вращения вентилятора и освещением.

Как на воздушные, так и на жидкостные кулеры ЦП предлагаются разные цены в зависимости от необходимых вам функций.

Простота установки

Хотя жидкостный кулер «все в одном» (AIO) часто сложнее установить, чем стандартный воздушный кулер, он все же довольно прост. Большинство из них состоят только из водоблока, двух шлангов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость, и радиатора. Дополнительные шаги включают в себя присоединение водоблока, что аналогично установке воздушного кулера, а затем присоединение радиатора и вентиляторов таким образом, чтобы избыточное тепло могло легко выходить из ПК. Поскольку охлаждающая жидкость, насос и радиатор являются автономными в устройстве (отсюда и название «Все в одном» (AIO)), после установки требуется очень мало контроля или технического обслуживания.

С другой стороны, установка пользовательского цикла требует больше усилий и обучения со стороны строителя. Первоначальный процесс установки может занять больше времени, но дополнительная гибкость позволяет значительно расширить возможности настройки и возможность включения других компонентов, таких как графический процессор, в цикл, если это необходимо. Эти более сложные пользовательские циклы также могут поддерживать сборки всех форм и размеров при правильной реализации.

Воздушные охладители могут быть громоздкими, но они ограничены одной областью, а не распределены по всей системе. С другой стороны, с All-in-One (AIO) вам потребуется место для радиатора, а также необходимо будет учитывать такие вопросы, как правильная ориентация и выравнивание водяного блока и трубок охлаждающей жидкости.

Тем не менее, если вы работаете с небольшой сборкой, громоздкий воздушный кулер может оказаться не лучшим вариантом. Лучше подойдет низкопрофильный воздушный кулер или All-in-One (AIO) с небольшим радиатором. Планируя обновление или выбирая корпус, убедитесь, что у вас достаточно места для выбранного вами решения для охлаждения и что ваш корпус поддерживает выбранное вами оборудование.

Звук

Жидкостное охлаждение, особенно при использовании моноблока (AIO), как правило, работает тише, чем вентилятор на радиаторе процессора. Опять же, это может варьироваться, поскольку существуют воздухоохладители с вентиляторами, специально предназначенными для снижения шума, а настройки вентилятора или выбор вентилятора могут влиять на уровень создаваемого шума. В целом, однако, жидкостное охлаждение, как правило, производит меньше шума, так как небольшой насос обычно хорошо изолирован, а вентиляторы радиатора, как правило, работают на более низких оборотах (оборотов в минуту), чем вентиляторы на радиаторе ЦП.

Регулировка температуры

Если вы серьезно относитесь к разгону или планируете выполнять задачи с интенсивным использованием ЦП, такие как рендеринг видео или потоковая передача, жидкостное охлаждение может быть лучшим выбором.

По словам Марка Галлина, жидкостное охлаждение более эффективно распределяет тепло по большей площади конвекционной поверхности (радиатора), чем чистая теплопроводность, что позволяет снизить скорость вращения вентилятора (улучшить акустику) или увеличить общую мощность.

Другими словами, он эффективнее и зачастую тише. Если вам нужны максимально низкие температуры или если вы заинтересованы в более тихом решении и не возражаете против немного более сложного процесса установки, жидкостное охлаждение, вероятно, является лучшим вариантом.

Воздушные кулеры неплохо отводят тепло от ЦП, но имейте в виду, что затем тепло рассеивается в корпусе. Это может привести к повышению температуры окружающей среды системы в целом. Жидкостные кулеры лучше справляются с перемещением этого тепла за пределы системы через вентиляторы на радиаторе.

Независимо от того, используете ли вы настольный или портативный компьютер, есть большая вероятность, что если вы остановите свои действия и внимательно прислушаетесь, вы услышите жужжание небольшого вентилятора. Если на вашем компьютере установлена ​​мощная видеокарта и высокая вычислительная мощность, вы можете даже услышать более одного звука.

В большинстве компьютеров вентиляторы неплохо охлаждают электронные компоненты. Но для людей, которые хотят использовать высокопроизводительное оборудование или заставить свои компьютеры работать быстрее, вентилятору может не хватить мощности для работы. Если компьютер выделяет слишком много тепла, лучшим решением может стать жидкостное охлаждение, также известное как водяное охлаждение.

Может показаться нелогичным размещать жидкости рядом с хрупким электронным оборудованием, но охлаждение водой намного эффективнее, чем охлаждение воздухом.

Система жидкостного охлаждения для ПК во многом похожа на систему охлаждения автомобиля. В обоих случаях используется основной принцип термодинамики — тепло передается от более теплых объектов к более холодным объектам. По мере того, как более холодный объект становится теплее, более теплый объект становится холоднее. Вы можете лично убедиться в этом принципе, положив руку на прохладное место на столе на несколько секунд. Когда вы поднимете руку, ваша ладонь будет немного прохладнее, а место, где была ваша рука, будет немного теплее.

Жидкостное охлаждение — очень распространенный процесс. Система охлаждения автомобиля обеспечивает циркуляцию воды, обычно смешанной с антифризом, через двигатель.Горячие поверхности в двигателе нагревают воду, при этом охлаждаясь.

Вода циркулирует от двигателя к радиатору, системе вентиляторов и трубок с большой площадью внешней поверхности. Тепло переходит от горячей воды к радиатору, в результате чего вода охлаждается. Затем холодная вода возвращается к двигателю. В то же время вентилятор перемещает воздух снаружи радиатора. Радиатор нагревает воздух, одновременно охлаждая себя. Таким образом, тепло двигателя уходит из системы охлаждения в окружающий воздух. Если поверхности радиатора не соприкасаются с воздухом и не рассеивают тепло, система будет просто перемещать тепло, а не избавляться от него.

Двигатель автомобиля вырабатывает тепло как побочный продукт сжигания топлива. Компьютерные компоненты, с другой стороны, выделяют тепло как побочный продукт движения электронов. Микрочипы компьютера заполнены электрическими транзисторами, которые в основном представляют собой электрические переключатели, которые либо включены, либо выключены. Когда транзисторы меняют свое состояние между включенным и выключенным, электричество перемещается по микрочипу. Чем больше транзисторов содержит микросхема и чем быстрее они меняют состояние, тем горячее становится микросхема. Как и в двигателе автомобиля, если чип перегреется, он выйдет из строя.

Радиаторы и жидкостное охлаждение

Такой радиатор использует большую площадь поверхности для передачи тепла от электронных компонентов в воздух. Дацкевич Олег/Shutterstock

Большинство компьютеров отводят тепло с помощью радиаторов и вентиляторов. Радиаторы — это в основном куски металла, которые обеспечивают большую площадь поверхности для прикосновения воздуха. Микрочип нагревает радиатор, радиатор нагревает воздух, а вентилятор выводит теплый воздух из корпуса.

Эта система работает большую часть времени, но иногда электронные компоненты выделяют больше тепла, чем может рассеять простая циркуляция воздуха. Высокопроизводительные чипы с большим количеством транзисторов могут перегрузить систему воздушного охлаждения. Точно так же чипы, которые были разогнаны или настроены вручную, чтобы работать быстрее, чем их скорости по умолчанию.

Именно здесь на помощь приходит водяное охлаждение. Теплопроводность воды выше, чем у воздуха, поэтому она может отводить тепло быстрее, чем воздух. Вода также имеет более высокую удельную теплоемкость. Он может поглотить больше тепла, прежде чем станет горячим.

Есть две причины, по которым компьютеру может понадобиться повышенная теплопроводность и теплоемкость воды:

  1. Его электронные компоненты выделяют больше тепла, чем может поглотить воздух вокруг них.
  2. Вентиляторы, необходимые для подачи достаточного количества воздуха для охлаждения всех компонентов, производят слишком много шума или потребляют слишком много электроэнергии.

Другими словами, есть две причины, по которым вам может понадобиться охлаждать компьютер жидкостью, а не воздухом:

  1. Компоненты внутри вашего компьютера нуждаются в большем охлаждении, чем может обеспечить только воздух.
  2. Вы хотите, чтобы ваша система работала тише.

Многие пользователи обновляют свои системы охлаждения, чтобы намеренно разогнать свои процессоры или графические процессоры, но будьте осторожны. Постоянное превышение спецификаций производителя может привести к аннулированию гарантии на компоненты и долгосрочным проблемам с надежностью, даже при дополнительном охлаждении.

Далее мы рассмотрим компоненты системы с жидкостным охлаждением и то, как они работают вместе.

Читайте также: