Geum.ru

И в свет разрешаю на основании «Единых правил», п 14 Заместитель первого проректора начальник организационно методи- ческого управления В. Б. Юскаев Строение персонального компьютера учебное пособие

Вид материалаУчебное пособие

Содержание


Температура процессора
Подобный материал:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   14

Температура процессора


Нагрев процессора во время его работы – это явление абсолютно нормальное и, к сожалению, неизбежное: полупроводниковый кристалл, составляющий “начинку” процессора, имеет ограниченную теплопроводность, а протекание электрического тока через любой материал всегда сопровождается выделением тепла. Вместе с тем процессор как сложное электронное устройство может работать только в строго определенных температурных режимах. Именно поэтому прогорание обмотки электродвигателя, износ трущихся деталей вентилятора или забивание радиатора пылью могут привести к замедлению вращения или внезапной остановке кулера, а это грозит перегревом процессора, что, в свою очередь, ведет к нарушению работоспособности компьютера или даже к выходу процессора из строя.

В связи с вышесказанным сразу следует сделать замечание о том, что процессоры AMD разогреваются гораздо сильнее своих “конкурентов” производства компании Intel. Для сравнения можно сказать, что штатная температура нагрева процессоров Intel Pentium IV/Celeron составляет 30-50°С, в то время как процессоры AMD нередко разогреваются до 55-80°С. Соответственно сами микросхемы должны быть оборудованы надежной системой защиты от катастрофического перегрева.

В архитектуре процессоров Intel Pentium, начиная еще с самых ранних моделей, такая система действительно предусмотрена. Микросхемы этого семейства оснащены специальным диодным датчиком, величина обратного тока которого напрямую зависит от температуры нагрева кристалла, и при этом она непрерывно сравнивается с эталонным током от контрольного источника питания. Как только нагрев процессора достигает критической величины в 120-135°С, датчик в течение всего лишь нескольких наносекунд отправляет аварийный сигнал чипсету материнской платы, и тот мгновенно выключает процессор, не позволяя ему сгореть.

В процессорах серии Pentium IV специалисты предусмотрели еще более совершенную технологию, получившую название Thermal Monitor: при превышении безопасной температуры система термоконтроля принудительно замедляет процессор с целью снизить нагрев его элементов, а если это не приводит к требуемому результату, происходит аварийное отключение микросхемы.

Что же касается процессоров производства AMD, то вплоть до самых последних моделей они вообще не были оснащены каким-либо механизмом контроля над соблюдением температурного режима. Если система охлаждения неожиданно выходила из строя, то процессор попросту сгорал. В микросхемах серии Athlon XP появился встроенный температурный датчик, однако значительная часть материнских плат, рассчитанных на работу с процессором этого типа, к сожалению, не поддерживает режим аварийного отключения питания микросхемы по сигналу термодиода, а системы контроля над температурой процессора, установленные на самой плате, обладают высокой степенью инертности. На практике это означает, что в случае неожиданной остановки кулера температура “горячих” процессоров AMD многократно возрастает в считанные секунды, и датчик на материнской плате фактически не успевает отреагировать на это обстоятельство и вовремя поднять тревогу. Проблему отчасти можно решить установкой на процессоры AMD мощных кулеров с высокими эксплуатационными характеристиками, монтажом в корпусе компьютера дополнительных охлаждающих вентиляторов либо использованием дорогостоящих водяных систем охлаждения процессора.

В принципе практика показывает, что надежности процессоров AMD вполне хватает, чтобы выдержать один или два “тепловых удара”, когда на микросхему подается питание при вышедшей из строя системе охлаждения в течение 10-15 секунд. Однако такие аварии не идут данному устройству на пользу: после нескольких подобных случаев процессор вполне может сгореть в самый неожиданный момент и без каких-либо видимых на то причин.

Большинство пользователей постоянно следят за компьютером в основном только с программной стороны, забывая о регулярной очистке его компонентов от пыли. Пользователи обновляют антивирусы, устанавливают обновления Windows, забывая о необходимости просто чистить компьютер.

Достаточно часто вопрос теплового состояния компьютера возникает после разгона основных компонентов, а также установки дополнительных или более мощных устройств. Зачастую пользователь устанавливает более мощный процессор, оставляя вентилятор от старого. Потом начинаются жалобы, что новые процессоры слабее, чем те, которые стояли ранее. Как уже неоднократно указывалось ранее, процессор состоит из транзисторов (полупроводники), а у любого полупроводника есть свойство менять своё сопротивление при изменении температуры. Завышение температуры приводит к нехватке питания в определённых секторах ЦП, что, естественно, является причиной потери стабильности и замедления решения задач из-за нужды повторения вычисления, пока не получится правильный результат. Если процессор держит температуру в "спокойном" режиме около 50Cо, то стоит заострить внимание на охлаждении, например, использовать медные вставки и тем более полностью медные радиаторы с вентиляторами с потоком не менее 60 CFM (эти данные можно узнать на страницах создателей или на коробках). Также следует уделять внимание циркуляции воздуха внутри самого системного блока.

Особое внимание следует уделять очистке системного блока от пыли. На рисунке слева приведены данные о температуре процессора Athlon 64 до очистки с открытой и закрытой крышкой, на рисунке справа - после очистки от слоя пыли. Анализ данных показывает, что понижение температуры произошло сразу же после удаления пыли из кулера процессора и остальных компонентов.

Есть несколько причин, по которым просто необходимо содержать компьютер в чистоте. Первая и основная заключается в том, что новые процессоры рассеивают значительно больше тепла, чем предыдущие. Это повышает требования и к расчету потоков воздуха внутри корпуса. Одна из удачных попыток представить новый стандарт корпуса с необходимыми воздушными потоками - это новый форм-фактор Интел BTX.

Вторая, немаловажная причина - сильно изменившийся дизайн кулеров. На рисунке представлены фотографии трех наиболее популярных кулеров последних пяти лети двух современных кулеров высокого класса: SLK948U и K8 Silent Boost. Сравнив количество ребер и величину промежутков между ними, можно сказать, что плотность ребер радиаторов сильно увеличилась, а расстояние между ними уменьшилось. Уменьшение расстояния между ребрами благоприятствует накоплению пыли. Чтобы заполнить меньший промежуток между ребрами радиатора, достаточно более тонкого слоя пыли. Эти пылевые наслоения могут значительно уменьшить мощность воздушного потока.

Важно запомнить, что для ухудшения охлаждения не нужно, чтобы весь кулер был укрыт слоем пыли, достаточно, чтобы пыль накопилась только в углах внутри самого радиатора, и это приведет к значительному снижению эффективности охлаждения. Содержание помещения, в котором находится компьютер, и самого компьютера в чистоте с каждым годом становится все более важной проблемой. Накопление пыли может стать одной из причин выхода компьютера из строя, поэтому необходимо хотя бы раз в полгода очищать пылесосом компьютер от пыли.

Охлаждение из-за неимоверной скорости прогресса не просто желательно, а “жизненно необходимо” для современного компьютера. Самым мощным источником тепла в компьютере является процессор, который состоит из миллионов транзисторов, внутреннюю удельную энергию которых можно сравнивать с ядерным реактором. Транзисторы работают в режиме переключения (из одного устойчивого состояния в другое), то есть вентильном. При этом выделяется большое количество тепла, которое требуется отвести, чтобы процессор не вышел из строя.

Для охлаждения процессора необходимо на него установить радиатор, а на радиатор – вентилятор (это классический пример активной охладительной установки). Радиатор обладает различными параметрами, от которых зависит качество охлаждения, а основными характеристиками являются материал, из которого выполнен радиатор, а также контакт радиатора и процессора. В принципе проблемы охлаждения процессора не существует, есть проблема несоответствия, точнее отставания конструкторских и дизайнерских решений блоков охлаждения ПК.