Piše: Igor Ćutić

HLAĐENJE KOMPJUTERA

Kao što svi dobro znamo, i kompjuteri se, kao i svi ostali elektronički uređaji griju. Naravno, samo po sebi to nije štetno dok se nalazi u granicama tolerancije, odnosno u normalnom radu. Potrebnost dodatnog hlađenja dolazi tek kada se promjene radni uvijeti, odnosno kada se funkcija i normali rad određene naprave dovede do alteracije. Kod računala bi najbanalniji primjer bio overclockiranje procesora, a taj primjer će i biti osnovna tema ovog članka. Dakle, overclockiranje dovodi do povišenje temperature samog procesora. Povišena temperatura je veliki neprijatelj procesora i opčenito elektroničkog sklopovlja. To ne mora značiti da će, ako overclockirate svoj procesor, on prestati s radom, ali samo ćete pomoći da se to prije desi. Možda će vam procesor «otegnuti papke» za 2 godine, možda za 3 – to se ne može reći. Pretpostavljam da ste već overclockirali svoj procesor (ili namjeravate to učiniti) pa neću sada detaljnije o tom postupku. Sada nas zanima kako održati kol'ko – tol'ko normalne radne uvjete da put vašeg procesora u Vječna Lovišta odložimo za što kasnije vrijeme. Ili do daljnjega. U ovom članku nećete naći detaljne upute o izradi takvih rashladnih sistema nego samo osnove podatke vezane uz način rada, te dobre i loše strane pojedinog sistema. Ovaj članak shvatite kao opću informaciju o različitm metodama hlađenja, a ne kao «uradi sam» priručnik.

Autor ovog teksta ne preuzima nikakvu odgovornost u slučaju kvara ili nezgode!

NAČINI HLAĐENJA


1. HLAĐENJE ZRAKOM

Najjednostavniji i najekonomičniji pristup problemu je hlađenje zrakom. Na vaš procesor su pričvršćena metalna (točnije aluminijska) rebra na kojima je ventilator koji strujanjem zraka hladi ta rebra koja hlade procesor. Na slici lijevo možete vidjeti jedan konvencionalan low-end hladnjak za procesore, kojeg možete kupiti bilo gdje i služi primarnoj svrsi – hlađenju procesora koji se ne bi trebao grijati puno. To naravno nije hladnjak koji bi zadovoljavao naše potrebe. Zato postoje i malo jači i, u skladu s tim, skuplji modeli koji što inovativnim dizajnom, što večom površinom rebra, što jačim ventilatorom jamče bolje odvođenje topline. Takvi modeli se mogu vidjeti na slikama (desno). Ti i slični hladnjaci su jako dobar izbor, i što je najvažnije, lako se ugrađuju, nisu pretjerano skupi i relativno su pristupačni. Veliku pomoć pruža termički provodljiva pasta, kojom se namaže tanki sloj jezgra procesora prije nego se na nju stavi hladnjak. Time se postiže i do 10°C niža temperatura!




2. HLAĐENJE VODOM










Bolna točka, odnosno mana zraka je njegova niska provodljivost topline što zahtjeva vrlo veliku površinu rebara i vrlo jako strujanje zraka da bi se dovoljno efikasno mogla provesti odnošnja topline. Zatim, zrak koji ventilator uzima je direktno zrak iz kučišta, koji je, ako nema dobre cirkulacije, i sam topao, što još više smanjuje efikasnist takvog sistema. Slijedeći odabir bi razumno bilo drugačije sredstvo za prijenos topline, a to bi najlogičnije bila voda! Prenošenje topline vode radi na slični princip kao zračno, samo što je sam postupak drastično drugačiji. Prednost takvog sistema je što voda kao termičko provodljivo sredstvo puno bolje provodi toplinu od zraka, izmjena topline ne mora biti striktno blizu procesora, čime se uvelike povečava efikasnost (slika 4) odvođenja topline. Na slici (lijevo) je shematski prikazano strujanje vode od rezervara preko pumpe do procesora i natrag do rezervara. Rezervar i pumpa se nalaze izvan kučišta što uklanja utjecaj toplog zraka iz kučišta na temperaturu vode. To je jedan zatvoreni sustav koji nema kontakta s okolinom. Po mogućnosti se još može dodati rashlađivanje vode što bi smanjilo temperaturu vode, a time i samog procesora. Montirao bi se na vodovodne cijeli, po mogućnosti između pumpe i procesora, a izgledalo bi kao na slici. To je namotana cijev od bakra (bakar dobro provodi toplinu) koja je pričvršćena direktno na ventilator. Strujanjem zraka između jedne i druge cijevi se odvodi toplina s vode. Još bolji (ali kompliciraniji) sistem hlađenja vode bi bio sistem hladnjaka (cijevi su gusto naredane jedan do druge (sličko kao u prethodnom primjeru), a prolaze kroz rebra ili gustu mrežu. Na taj se način povečava efektivna površina cijevi i uz dostatno jak ventilator se može postići mnogostruko niža temperatura vode. Mane ovakvog načina hlađenja su kompliciranost, cijena i sigurnost takvog sustava. Takav sustav zahtjeva dodatni prostor do kompjutera (iako ne mora biti blizu), a i dvije cijevi koje idu iz kompjutera nisu dobrodošle. Sama ideja o vodi u kompjuteru povlači za sobom i pomisao o mogućem puštanju vode i sličnim nemilim događajima, što je lako moguće i ovisi o kvaliteti izrade. Voda je isto veliki neprijatelj elektronici (ne treba navoditi zašto) i jedino kako bi se moglo zaštititi od sličnih problema je; 1) izrada vrlo sigurnog i dobro testiranog sustava vodenog hlađenja; 2) korištenje 10% specijalne emulzije ulja koja osim što sprječava koroziju i ne provodi struju bolje pristaje uz površine i povećava toplinsku provodljivost do 15%! Cijena takvog sistema isto nije zanemariva, jer se trebaju kupiti cijevi, rezervar, pumpa i materijal za izradu samog dijela koji dolazi u kontakt s procesorom. Naravno možete i iskoristiti stare dijelove npr. hladnjaka ili nekog automobila, ali to opet dovodi u pitanje sigurnost i integritet cjelokupnog sistema.

3. HLAĐENJE PELTIER ELEMENTOM









Peltier element je relativno nepoznat «uređaj» kod većine ljudi, dok je kod profesionalaca i onih koji se bave toplinom i problemon toplinske displatacije itekako poznat. To je «uređaj» (uređaj pod navodnicima jer je prejednostavan da bi se nazvao uređajem) koji se temelji na jednom fizikalnom svojstvu; ako se pusti struja kroz 2 različita povezana metala tada će metali reagirati tako da će početi «prebacivati» toplinu s jednog kraja na drugi. Otud naziv i termička pumpa. Kao što se vidi na slici, prolaskom struje dolazi do translatiranja topline s jedne plohe na drugu, čime jedna postane hladna a druga, logično, topla. Razlika temperature između jedne i druge plohe varira ovisno o modelu i jačini elementa, a doseže 60°C pa čak i više! Peltier ne hladi procesor najviše na sobnu temperatur, on ide i dalje, postižući negativne vrijednosti temperature u stupnjevima Celziusa! No i peltier sa svoje «tople strane» zahtjeva hlađenje – najjednostavnije je staviti obično ili malo bolje zračno hlađenje na njega, tako da dobite «sandwich»; odnosno model procesor – pentier – hlađenje. Za još veće iskorištavanje takvog sistema je potrebno bolje hlađenje samog peltiera, jer što se on bolje ohladi, to će više hladiti procesor (zbog fiksne temperaturne razlike koju on proizvodi), bolje rješenje (slika 8) je hlađenje vodom (odnosno emulzijom). Vodeno hlađeni peltier – jedno od rijetkih rješenja koje će usjeti spustiti vaš procesor na temperaturu ispod ništice! Najveće mane peltiera su njegova relativno visoka potrošnja električne energije (opet ovisi o modelu), koja se kreće od 10 W na dalje, što će dodatno opeteretiti vaše napajanje (ako ga spajate na kompjutersko napajanje). Savjetujem vam da ga spojite na jači vanjski izvor napajanja, koje je minimalno u stanju poslužiti 100 W-tne uređaje, uzimajući u obzir da Peltier zahtjeva i jaku struju (koja ovisi o modelu), koja se kreće od 1 A na dalje. Pazite da nabavite dobar i jak transformator! Slijedeći, još veći problem, nije direktno vezan za peltier, nego za nisku temperaturu. Iz svakodnevnog života znamo da se kod niskih temperatura kondenzira voda na stijenke (npr. hladnjak, zamrzivač). U našem slučaju bi se voda kondenzirala na procesor, što bi uzrokovalo velike probleme. Zato je potrebno izolirati procesor, odnosno staviti npr. silikon oko peltiera, tako da dođe u doticaju s procesorom i da na taj način spriječi kondenzaciju na tom mjestu.

4. HLAĐENJE METODOM ZAMRZIVAČA

Ako vam 0°C nije premalo i ako želite otići duboko ispod te granice, preostaje vam još samo jedno rješenje: hlađenje metodom zamrzivača. Princip je sličan vodenom hlađenju, samo što ne postoji rezervar i umjesto vode se koristi Freon ili plin sličnih svojstava, a umjesto pumpe se rabi kompresor. Najlakše je cijeli sistem pronaći u nekom starom zamrzivaču i prilagoditi ga za naše uvjete. Na slici (lijevo) se može primjetiti KryoTech-ov kompjuter koji sadržava takav način hlađenja. Takvim dizajnom se može dostići nevjerojatnih -40°C što otvara vrata gotovo neograničenim mogučnostima overclockiranja procesora bez ikakve bojazni o previsokoj temperaturi. Ovakav način hlađenja je iznimno kvalitetan, ali i jako skup, kompliciran i nepraktičan, a uz lošu izvedbu to je i velika opasnost od kondenziranja vlage iz zraka. Ako želite učiniti taj korak i ugraditi sličan sistem u vaše kućište, onda ste sigurno kadri uhvatiti se ukoštac i s takvim rizikom. Samo za najhrabrije.

ZAKLJUČAK

To su za sada najrašireniji i najpoznatiji načini hlađenja koji se mogu naći na tržištu ili napraviti kod kuće. Uzmite jedan od načina koji odgovara vašoj ambiciji, eksperimentalnom i istraživačkom duhu te financijskom stanju vašeg budžeta i krenite u Svijet Nnovih Spoznaja! Nemojte pretjerati u svojoj nakani i tražiti nemoguće. Sve ima svoje granice. Ovaj članak postoji samo zato da bi ih malčice proširio Jer sve izvan tih granica je avantura. Ili ludilo.


The choice is yours!