|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Poprawione chłodzenie mikroprocesorów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Komputery Ostatnio powszechna stała się praktyka „przetaktowywania” mikroprocesorów, czyli ich pracy z wyższą częstotliwością taktowania niż zalecana przez producenta. Opiera się to na dużej rezerwie możliwości technicznych procesorów i często (jeśli pozwalają na to układy płyt głównych) jest w pełni uzasadnione. Co więcej, szybki procesor kosztuje znacznie więcej niż wolny odpowiednik. Jednak jedną z głównych przeszkód w zwiększaniu częstotliwości zegara jest nieuniknione przegrzewanie się procesora, co wymaga lepszego odprowadzania z niego ciepła. Przede wszystkim dowiedzmy się, dlaczego temperatura mikroprocesora wzrasta wraz ze wzrostem częstotliwości zegara i do jakich problemów to prowadzi. Moc pobierana przez procesor ze źródła zasilania i odprowadzana w postaci ciepła do otaczającej przestrzeni składa się z dwóch składowych: statycznej i dynamicznej. Statyczna część mocy jest pobierana przez elementy logiczne, które znajdują się w stabilnym położeniu. W ogólnym przypadku zależy to od stanu elementu (logiczne 0 lub 1), ale ponieważ w procesorze są ich miliony, średnio pozostaje on stały. Moc dynamiczna jest wydawana na przenoszenie elementu logicznego z jednego stanu do drugiego. W tym czasie tranzystory tworzące element otwierają się i zamykają, pojemności złączy i obwodów łączących są doładowywane oraz zachodzą inne procesy powodujące krótkotrwały wzrost poboru mocy. Można przyjąć, że przy każdym przełączeniu zużywana jest określona porcja energii elektrycznej. Im częściej element się przełącza, tym więcej takich porcji zużywa w jednostce czasu i tym więcej mocy jest rozpraszane. Trzeba powiedzieć, że stosunek mocy dynamicznej i statycznej dla elementów logicznych różnych typów nie jest taki sam. Na przykład najszybsze obecnie elementy ESL (logika sprzężona z emiterem) praktycznie nie mają elementu dynamicznego, a pobierana przez nie moc jest prawie niezależna od częstotliwości. Elementy struktury CMOS wręcz przeciwnie, prawie nie zużywają energii w trybie statycznym. Cały pobór mocy jest dynamiczny i wprost proporcjonalny do częstotliwości przełączania. Inne rodzaje logiki zajmują pozycję pośrednią. Każdy LSI, w tym mikroprocesor, zawiera wiele elementów, czasem różnego rodzaju, a ilość uwalnianej energii cieplnej zawsze zależy w pewnym stopniu od częstotliwości pracy (zegara), zwiększając się wraz z jej wzrostem. Jak wiadomo, przegrzanie układu wytwarzającego ciepło, czyli różnica temperatur między jego powierzchnią a otoczeniem, jest proporcjonalne do wydzielanej mocy. Deweloperzy i producenci mikroprocesorów biorą to pod uwagę jako jeden z czynników określających maksymalną dozwoloną częstotliwość zegara. Wraz ze wzrostem częstotliwości zegara temperatura mikroprocesora nieuchronnie wzrośnie. Nawet jeśli zaniedbamy banalne „spalanie” - całkowitą awarię mikroukładu, przegrzanie prowadzi do bardzo nieprzyjemnych konsekwencji. Wraz ze wzrostem temperatury pogarsza się odporność elementów logicznych na zakłócenia. Wynika to z faktu, że rezystancja otwartych tranzystorów wzrasta, a zamkniętych - maleje. W rezultacie zbliżają się poziomy logicznych 1 i 0 i niebezpieczne stają się zakłócenia, których amplituda w normalnej temperaturze była niewystarczająca do przełączenia elementu. Udowodniono, że istnieje pewna temperatura krytyczna, powyżej której prawdopodobieństwo uszkodzenia gwałtownie wzrasta (np. od wartości rzędu 10-15 h-1 do 10-7 h-1), chociaż pierwiastek trwa pracować. W przypadku procesora Pentium II zawierającego 7,5 miliona tranzystorów oznacza to, że awarie będą się pojawiać niemal co godzinę. Awaria czasami przechodzi niezauważona, psując np. tylko jedną cyfrę wyniku obliczeń. W bardziej niebezpiecznych przypadkach powoduje, że komputer sterujący wydaje niewłaściwe polecenie zarządzanemu obiektowi. Kiedy usterka powoduje uszkodzenie polecenia skoku w programie wykonywalnym, komputer zwykle „zawiesza się”, wykonując bezsensowną sekwencję poleceń. Zawieszenia wiążą się również z awariami termicznymi najbardziej obciążonych elementów procesora. Taka awaria jest zwykle odwracalna, a po ochłodzeniu w stanie wyłączonym wydajność komputera zostaje przywrócona. Z mojego doświadczenia (mam AMD 5x86/133 podkręconego do 160 MHz) mogę powiedzieć, że jeśli wentylator został przypadkowo wyłączony, to procesor „zawiesił się” po pracy przez osiem godzin, ale po włączeniu wentylatora wszystko wróciło do normy . Pomiary (zwykłym termometrem) wykazały, że procesor zaczynał się zawieszać przy temperaturze powierzchni powyżej 41°, a przy 40° działał normalnie. Tym samym przegrzanie mikroprocesora prowadzi do wzrostu intensywności awarii w jego działaniu, a nawet do awarii. Wszystko to musi być dobrze zrozumiane i wzięte pod uwagę przy próbie przetaktowania procesora do wyższych częstotliwości taktowania. Główny wniosek jest taki. że trzeba zadbać o odprowadzenie zwiększonej ilości ciepła i schłodzenie procesora do temperatury poniżej krytycznej. Do chłodzenia wykorzystywane są radiatory - metalowe płytki o odpowiednio dużej powierzchni. Niestety wydajność radiatora nie wzrasta proporcjonalnie do jego powierzchni. Zwiększa się go poprzez przedmuchanie powierzchni radiatora wentylatorem. Trzeba powiedzieć, że większość procesorów stosowanych w nowoczesnych komputerach jest przystosowana do pracy z dmuchanym radiatorem (nazywa się to „chłodnicą” od słowa chłodny - zimny), bez którego ich obsługa jest zabroniona. Możemy więc mówić tylko o zwiększeniu wydajności tego urządzenia. Na szczęście (lub niestety) jest rezerwa. Ze względu na nierówność powierzchni standardowy radiator nie przylega szczelnie do obudowy mikroprocesora, pomiędzy nimi znajduje się warstwa powietrza, która uniemożliwia przenoszenie ciepła. Opór cieplny (tzw. współczynnik proporcjonalności między różnicą temperatur na granicach warstwy a przekazywaną mocą cieplną, mierzony w stopniach na wat) warstwy można zmniejszyć poprzez jej pocienienie i wypełnienie substancją przewodzącą dobrze podgrzać. Pierwszy uzyskuje się poprzez szlifowanie stykających się powierzchni, drugi - poprzez nasmarowanie ich specjalną pastą. Aby osiągnąć cel, musisz trochę popracować. Na płaskiej powierzchni (lepiej wziąć taflę szkła) połóż papier ścierny i. dobrze zwilżyć olejem maszynowym i wyprostować, przeszlifować powierzchnię radiatora. obok procesora. Należy to zrobić bez nacisku ruchem okrężnym, stale dodając olej i obracając część w ten sposób. tak, aby cała powierzchnia styku termicznego była równomiernie wyszlifowana. Musisz zacząć od grubego papieru ściernego, stopniowo przechodząc do drobniejszego (do „zera”). Gdy powierzchnia stanie się równomiernie matowo-lustrzana, szlifowanie można zatrzymać i zająć się pastą przewodzącą ciepło. Czasami w sprzedaży można znaleźć pastę KPT-8, ale jest to rzadkie i nie wszędzie. W przypadku jego braku możesz sobie poradzić za pomocą improwizowanych środków. Spośród wszystkich cieczy rtęć ma najwyższą przewodność cieplną, ale ze względu na toksyczność oparów, przewodność elektryczną i wysoką aktywność chemiczną nie należy jej stosować. Zaraz za nią znajduje się woda (przewodność cieplna 0,648 W/m rad.), ale przewodzi prąd elektryczny i szybko odparowuje. Spośród cieczy nieschnących przewodnictwo cieplne jest maksymalne dla gliceryny (0,283 W/m rad.). Ponadto rośnie wraz ze wzrostem temperatury (dla innych cieczy maleje). Weź trochę gliceryny i dodaj do niej około dwa razy więcej proszku aluminiowego. Zmiel i dobrze wymieszaj tę mieszaninę, aby utworzyć jednolitą, lepką srebrzystą pastę. Powinien się kleić i rozmazywać, ale zachować swój kształt i nie rozlewać się. Ta pasta nie przewodzi prądu. ale nadal powinieneś unikać umieszczania go na płytkach węzłów komputerowych i pinach mikroukładów. Za pomocą pędzla nałóż niewielką ilość żeberek na powierzchnie styku procesora i radiatora. Niektórzy próbują rozprowadzić więcej, naiwnie wierząc, że skoro pasta przewodzi ciepło. należy go nakładać grubiej. Wręcz przeciwnie, im mniej, tym lepiej. Konieczne jest, aby warstwa była jak najcieńsza i równomiernie pokrywała obie powierzchnie, wypierając powietrze i wypełniając wszelkie nierówności. Ostrożnie umieść radiator na procesorze i delikatnie go przesuń (dotrzyj), aby usunąć powietrze i nadmiar pasty ze szczeliny. Nie zapomnij zamocować radiatora, a na nim wentylatora i podłączyć go. Teraz wszystko jest gotowe. Aby to sprawdzić, „przeprowadź” test procesora w systemie Troubleshooter przez kilka godzin, a jeśli nie zostaną wykryte żadne awarie, możesz spokojnie pracować. Autor: I. Korznikow, Jekaterynburg
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Blok wodny EK-Vector RX 5700 + XT ▪ Wpływ stresu na strukturę mózgu
▪ sekcja serwisu Bezpieczeństwo i ochrona. Wybór artykułu ▪ artykuł Fonvizin Denis Iwanowicz. Słynne aforyzmy ▪ artykuł Czym jest rak? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Urządzenie do ogniska na parkingu. Wskazówki podróżnicze
Komentarze do artykułu: Szamszi Moja temperatura dochodzi do 60 stopni, a monitor zaczyna się włączać i wyłączać.
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony