H téstechnika a számítástechnikában Szakdolgozat Móni Péter
KF GAMF Kar Kecskemét 2005
Tartalomjegyzék MIÉRT FONTOS A HATÉKONY H
TÉS ..........................................................................................3
Az alkatrészek fogyasztása, h termelése, tendenciák ...........................................................3 Green PC ............................................................................................................................11 Passzív h tés kis PC-k ......................................................................................................13 Mennyire ismerték fel a gyártók a jó h tés fontosságát, hogy készülnek ...........................16 LÉGH
TÉSEK, ÉS A RÉSZEGYSÉGEK H TÉSÉNEK MAI TENDENCIÁI ...........................................18
Processzor h tések..............................................................................................................18 Videókártya h tések ............................................................................................................20 Chipsetek, FET-ek: .............................................................................................................24 LÉGH
TÉS ...............................................................................................................................25
Történelem….......................................................................................................................25 M ködés ..............................................................................................................................26 A h csöves h tésr l.............................................................................................................31 Egy kis kitér : Micropipe....................................................................................................33 A ventilátorok......................................................................................................................36 Passzív tápegységek ............................................................................................................42 VÍZH
TÉS ................................................................................................................................44
Elmélet: ...............................................................................................................................46 H t folyadék .......................................................................................................................53 Védelem...............................................................................................................................53 Blokkok................................................................................................................................53 PELTIER – ELEM.......................................................................................................................55 KOMPRESSZOROS H
TÉS .........................................................................................................57
SAJÁT RENDSZEREM ................................................................................................................60 BEFEJEZÉS, KONKLÚZIÓ: .........................................................................................................66 IRODALOM JEGYZÉK: ...............................................................................................................66
2
Miért fontos a hatékony h tés Minél hatékonyabb, er sebb, jobban megtervezett h tést használunk, annál halkabban tehetjük mindezt, vagy annál több teljesítményt tudunk ’kicsikarni’ alkatrészeinkb l, illetve annál hosszabb élettartamúak lesznek – hisz tudjuk, hogy az elektromos alkatrészek legf bb ellensége a melegedés: minél h vösebben tartjuk az adott alkatrészt, annál hosszabb élettartalmú lesz. Alapértelmezésben halk h tésekben gondolkodunk, hiszen kétféle ember van: akit már zavar a hangos számítógép, és akit még nem. Környezetünk elég sok mindennel terhel így is és a számítógép el tt ülni sem kellemes: monoton, statikus munka, ami fárasztja a szemet, és ha zajos gép, akkor könnyen fejfájáshoz is vezethet. A kényelmes és egészséges számítógép használatról sokat lehetne beszélni, de ha lehet ségünk van rá, tegyük minél komfortosabbá, könnyebben elviselhet vé a munkával/szórakozással eltöltött id t. Ebbe a szék, üléshelyzet, monitor, annak állása, a billenty zet és egér is nagyon fontos szerepet játszanak – sokan nem is gondolnak erre, úgy vannak vele, hogy jó lesz mindenb l a legolcsóbb, és nem nézik meg, hogy 500Ft-tal drágábban esetleg sokkal jobban használható alkatrészt kaphattak volna. Az ergonómia mellett másik legfontosabb dolog pedig a zaj!
Az alkatrészek fogyasztása, h termelése, tendenciák Körülbelül az 1998-ig készült számítógépek fogyasztanak annyit, mint most egy monitor (1719”, lehet leg 96 KHz+ és katódsugárcsöves). A felvett áram egy részét pedig f tésre használják a gépek. Amennyiben egy kollégiumi szobában 2 gép megy állandóan, akkor le lehet zárni a radiátort, mert alulról és a számítógépekb l jön annyi meleg, (pláne ha dolgoznak, vagy valamilyen kutatási projektben vannak, mint pl. a United Devices rákkutató programja) hogy még szell ztetni is lehet. Mindez természetesen meglátszik a villanyórán is. A mostani mainstream processzorok több mint 100 W-ot fogyasztanak és nem igazán várható, hogy ez csökkenne a közeljöv ben. Mindig igyekeznek kisebb csíkszélességre átállni, de már a 3
0,09 mikronos gyártás technológiára való átállás is nehézkesen sikerült – az Intel Prescott magos processzorai több h t termelnek jóval, mint a 0,13-as Northwood társaik; nagyon sok a szivárgási áram, és kicsit n tt a tranzisztorszám is a több cache miatt. Módosítani kellett az alaplapokat, új h t ket kellett piacra dobni egy már rég kihalófélben lév platformra: Socket 478, utódja a Socket T már két éve kész van, csak az alaplap gyártók nem akarták használni, ugyanis elég problémás megoldás, hogy lábak az alaplapon vannak – furcsa, hogy mért kellett azt a 775 lábat átköltöztetni, holott más a 940 lábat is gond nélkül a processzoron hagyta. Az AMD roadmapje szerint
is készít olyan foglalatot (Socket F), ahol az 1207 láb az alaplapon
található. Ezzel a megoldással elméletileg több áramot is vehetnek fel.
Socket F
Socket T
Ezekbe a foglalatokba már 2-4 magos processzorok fognak helyet foglalni. Most is terjed desktop processzorként a dualmagos CPU; az Athlon64 X2, illetve a Pentium D. Egyértelm en ezé a jöv , mert a skálázással már nem nagyon jutnak el rébb - technikai határokat feszegetnek. Az AMD K8 architektúrát alapból úgy tervezték, hogy ne jelentsen problémát 4, akár 8 mag 1 sapka alá integrálása. Ezzel b egy éves el nyt szerzett az els számú processzorgyártóval szemben, aki csak most tudott lépni a duplamagos Opteronokra – ez akkora lemaradás volt, mint a 64 bites kiegészítés implementálásakor is tapasztaltunk, de ha nem is ugyanolyan tempóban, de ugyanarra tart a két nagy processzorgyártó – és mindenképpen gondoskodnunk kell a megfelel h tésükr l. Az Apple már lépett, de 2006-tól már nem Power MAC processzorok lesznek, hanem X86-osak, így az arra (MAC-re) kitalált h tési megoldások más processzorokat fognak h teni.
4
A laptopokhoz hasonló energiagazdálkodási rendszer mutatkozott be a kettesszámú processzorgyártó K8-as processzoraiban, Cool & Quiet (CnQ) néven. Másodpercenként elméletileg 1000-szer is tudna sebességet váltani a CPU, aminek azért van jelent sége, mert ha nem használjuk, felezi az órajelet,(szorzó felezéssel) és csökkenti a feszültséget; például egy Newcastle magos 1,5 V-os 2 GHz-es processzor terhelés nélkül 1 GHz-en 1,1 V-on jár, a ventilátor lehalkul még jobban, vagy általában le is áll. Amint terhelést kap, azonnal teljes sebességre kapcsol a CPU. Mennyit számít a csíkszélesség csökkentés, illetve ha két magos a CPU? Az els processzor egy 0,13 mikronos (Newcastle) Athlon 64 volt 1,8 GHz-re állítva (9x200 MHz) 1,5 V-os feszültség mellett. A második egy 0,09 mikronos (Venice) Athlon 64 3000+ 1,4 V-os (alap)feszültségen, (ez 1,8 GHz-es, ehhez igazították a többit) míg a harmadik Athlon64 X2 4800+ (Toledo), melyet szintén 1,8 GHz-re állítottak, feszültségét 1,4 V-on hagyták.
Athlon64 0,09/0,13mikron és A64 X2 fogyasztása
5
Athlon64 / Pentium 4/D/EE/M fogyasztás összehasonlítás
Még a fogyasztáshoz: Ne felejtsük, hogy az Intel „tipikus” fogyasztást ad meg, míg az AMD maximálisat. Az ábrán mért eredmények szerepelnek. A Pentium EE a Pentium D-t l a Hyper-Threading támogatásban tér csak el, tehát tranzisztorszám - és így a h termelés - azonos. A 840-es 3,2 GHz-en fut. A CG steppinges A64 a Newcastle magos (régi) Athlon64.
A videókártyákból egy csúcskategóriás darab 2db PCI-Express tápcsatlakozóval rendelkezik, ami azt jelenti, hogy a buszról felvesz egyszer 75 W-ot, majd tápcsatlakozónként 75-öt, azaz 150 W nem elég neki ! Sajnos mivel architektúrával már nem sokat tudnak a közeljöv ben javítani a teljesítményen, ezért a futószalagok és az órajelek növelése a cél/eszköz a nagyobb sebesség eléréséhez. 600MHz környékén járnak a GPU-k, és valós 700-800 MHz (effektív 1400-1600) a memóriák órajele. A limitált szériásokon ennél magasabb. (pl. „EVGA BlackPearl Water Cooling Solution - GeForce 7800 GTX 512 MB GPU: 600 MHz, memória valós 900 MHz, 24 pipeline. Gyári vízh téses, a rendszerben a folyadék keringetéséért egy Eheim pumpa felel, a h t egy 400 W kapacitású radiátor adja le 12 centiméteres csendes ventilátor segítségével. A h elszivattyúzásáért, ahogy azt az EVGA kártyáinál már megszokhattuk egy Innovatek által
6
fejlesztett blokkot használnak.”) Rekordfogyasztó még azAsus EAX1800XT Top: GPU 670 MHz-es, memória 800 MHz-es, 16 pipeline - az Asus küls táppal látta el ezt a modellt a biztonság kedvéért –vagy a dupla magos 7800GTX is megérdemel egy kis figyelmet, a maga fogyasztásával, h tésével.
Mai fels kategóriás VGA kártyák fogyasztása
Mint láthatjuk elég komoly áramtemet kkel van dolgunk, és ennek b egyharmadát elf tik! Egy dupla magos 6800GT illetve 7800GTX így 350-400 W-ot eszik és nagyjából 150 W h t eldisszipálnak! Persze ebb l is lehet 2 a gépben, 4 GPU-ra felkészített alaplapban (SLI-zve), pl. az A8N32-SLI alaplappal. Az alábbi megoldást dolgozta ki az Asus és a Gigabyte ezekre:
2 db 6800GT mag egy nyákon a Gigabyte-tól
7
Asus dual 7800GTX – küls tápegységgel
ATi Radeon X1800 XT/XL
Figyelemre méltó, hogy az ATi h tése a házból kifújja a meleg leveg t. Természetesen ekkora (jelen esetben kicsi) ventillátorok csak elég hangosan tudnak megbirkózni a feladattal – a duplamagos kártyákon. Egy mezei X1800 szériás videókártya 320 millió tranzisztort tartalmaz, amit a bonyolult architektúra indokol. A grafikus chipen belüli kommunikáció egy 512 bites gy r topológiájú buszon zajlik, a memória 8×32, azaz 256bites. A magas órajelek elméletileg magukkal hozzák az energiafogyasztás és a h termelés növekedését is, ennek egy feszültségszabályzó logika segítségével próbálja elejét venni az ATi. Mivel a disszipáció az órajellel egyenesen, a feszültséggel azonban négyzetesen arányos, az ATi az órajel csökkentése helyett a feszültség mérséklésével próbálja takarékos m ködésre bírni a chipjeit. A Dynamic Voltage Control nev technológia igyekszik a minimumon tartani a feszültséget azokban az esetekben, amikor a chip nem üzemel „teljes g zzel”. Minden er feszítés ellenére az X1800 XT és XL h tése miatt két kártyahelyet foglal el.
8
Chipsetek Pár éve nem igazán kellett a chipsetek h tésével foglalkozni, ma már sokszor a déli hídnak is szüksége van rá! (Északi híd [NB]: memória-processzor és a videókártya között biztosít kapcsolatot. Déli híd [SB]: minden egyéb, perifériák, paralell ata - serial ata vezérl k, soros/párhuzamos/PS2 portok, USB, fireware, integrált RAID vezérl , stb). El ször aktív h tés a 8×AGP (Accelerated Graphics port, a pci-ból fejlesztette ki az Intel, nagyobb sávszélesség és nagyobb áramfelvétel biztosítására. Sajnos nem fordították meg a PCI-hoz képest, így azóta is nyák alsó oldalán van a mag – bár az Asus ezt a problémát is megoldotta, lásd kés bb.) vezérl t tartalmazó chipsetek igényeltek (KT400, nforce2), csak pár gyártó alkalmazott nagyobb méret (körülbelül 3-4cm magas) passzív bordát. Azóta a gyártás technológia finomodásával csökkent a h termelés valamelyest – már a chipseteket is 0,13 mikronos technológiával gyártották, a mai fejlettebbek már 0,11mikronosak – viszont a PCI-Express megjelenésével komoly problémát okozott a hidak megh tése. Már a déli hidak is bordát kapnak, mivel egyre komplexebbek, kivétel nélkül tartalmazzák a hálózati vezérl t, és SATA vezérl t, RAID vezérl t, USB vezérl t is, és mivel nagy sebesség buszon kapcsolódik össze a két chip (2 chipes desingnál, az nVidia és a SiS single chip desingnal dolgoznak, ott a 2 híd egy tokozásban foglal helyet) effektív 2 GHz-es sebességgel, ez indokolja a passzív bordákat. A PCI-E északi hidak (tuningolva különösen igaz) olyan komoly h t termelnek, mint korábban egy K6-2-es/PentiumII-es processzor! Ezek közül már csak 1-2 gyártó meri hatalmas passzív bordával kiadni lapjait, általában aktív h tés van rajtuk. A passzív bordák sem képesek magukban ellátni a feladatukat, a processzorh t által keltett légmozgásra építenek. Az els nforce 4-es chipsetes alaplapok bemutatkozó tesztjénél fordult el , hogy passzív borda volt a hídon, és tuning hatására a chip leégett. Ez nem a tuning hibája volt, egy meleg nyári napon ez ugyanúgy bekövetkezett volna. A gyártó hamarosan orvosolta a problémát, kereskedelmi forgalomba csak pár száz darab alaplap került ventilátor nélküli h téssel. Ezzel a balesettel kezdték az emberek komolyan venni az új chipek h tését.
9
„A Chaintech VNF4 Ultra VE típusú alaplap az nForce4 alapú termékek egyik els hírmondójaként az X-bit labs munkatársai letesztelték, így már mindenki képet alkothat az alaplap által nyújtott teljesítményr l. Nem is említettük volna meg a tesztet, ha a kísérlet közben nem történt volna egy apró „baleset”, amely egyben a teszt végét is jelentette: a Chaintech VNF4 Ultra VE-n található, passzív h tés nForce4 Ultra lapka ugyanis a 305 MHz-es üzemi frekvencián (Front Side Bus, itt Hyper Transport sebesség) hajtva a stresszteszt során minden különösebb el jel nélkül elégett. A szerz els sorban az alaplapra szerelt, meglehet sen gyenge teljesítmény chipseth t t okolta, mely nem volt képes a túlhajtott nForce4 lapkát üzemi h mérsékleten tartani. (Mivel az els PCI-E lap volt, még nem volt a tesztel nek tapasztalata a chipset komoly h tésigényével, illetve a gyáriak is alul becsülték.)
A közepes méret passzív borda
A javított méretes aktív h tés
A Chaintech a pár napon belül reagált az oldalon megjelent információkra, melynek kapcsán a cég precedensérték intézkedésr l tájékoztatta az X-bit labs munkatársát. A VNF4 Ultra VE hamarosan új revíziót kap, mely az orosz internetes oldal szakemberei által kifogásolt pontokon er síti meg a hardvert, így az új változaton a közepes méret passzív h t borda helyén immár aktív h tési megoldás fog dolgozni, a BIOS-t fejleszt team pedig új, teljesebb alapprogramot ígér a vásárlóknak. Az eset több tanulsággal is szolgál; egyrészt az nForce4 lapkakészletek h védelme a jelek szerint hagy némi kívánnivalót maga után, másrészt – részben ebb l kifolyólag – aki hosszú távú, jelent s mérték tuningot kíván elérni hasonló lapjával, az készüljön fel rá, hogy a gyári lapkakészlet h tés hatásfokát az alaplap épsége érdekében mindenképpen növelnie kell.” ( forrás: hardwareoc ) 10
Nekem VIA K8T890es (PCI-E) északi hidam van, ami valamivel kevesebb h t termel, mint az nforce single chipje, de a gyári bordát és a 9500 RPM-t pörg
ventillátort (40 dB!) nagy passzív bordára
lecserélve;
a
hidat
terhelve
80°-90°C-ra
felmelegszik, így hogy egy halk 4 cm-es ventillátor még rásegít, 50°-55°-nál nem melegszik fel jobban, jól szell z
házban. (Az alap 200 MHz-r l 311
MHz-ig emelem maximum az órajelet, 95%-ban 289 MHz-en megy, 1,5 V @ 1,6 V-on.) PCI-E NB (lég)h tése vízh téses rendszerben
Green PC A gyártók igyekeznek környezetbarátabb számítógépeket/alkatrészeket készíteni, röviden az alábbi célok kit zésével: 1. Fogyasztás csökkentése, újabb energiatakarékossági technikák 2. Veszélyes anyagok (pl. nehézfémek) szám zése 3. Minél több újrahasznosítható elem felhasználása 4. Az áramhálózat felé minél kevesebb visszahatás, illetve minél hatékonyabban alakítsák át az áramot – minél kevesebb hulladék h vel Európai Uniónak a veszélyes anyagok visszaszorítását célzó RoHS (Restriction of Hazardous Substances) el írásainak igyekeznek a gyártók mihamarabb megfelelni, mert már 2006. Július 1-jén bevezetésre kerül. Európában a Fujitsu Siemens az egyik élharcos; a gyártó eddig is kínált olyan termékeket,
11
melyekb l szám ztek bizonyos veszélyes anyagokat, így komplett notebookok és PC-k is készültek környezetbarát alaplapokkal és házakkal. Novemberben zárult le a vállalat által kiírt designpályázat, amit a Müncheni Alkalmazott Tudományok Egyetemének hallgatói számára a Green PC jöv beni koncepcióterveinek kidolgozására írt ki. A három legjobbnak ítélt, díjazott koncepciótervet formába is öntötték. A pályázók víz, h csöves, és halk légh téssel képzelték el gépeiket.
A Siemens Green PC pályázat nyertese, vízh téssel
A notebook mellett els sorban a tápegység gyártók készülnek az új jogszabályokra, ebben úttör nek nevezhet az FSP. „A gyártó ennek megfelel en minimalizálta a káros anyagok (különösen a nehézfémek) felhasználását mind a gyártási eljárásban, mind magában a termékben, egyúttal garantálja, hogy a termék legalább háromnegyede újra feldolgozható. További szempont a hatékonyság növelése: a GreenPower tápegységek teljes terhelésnél legalább 85 százalékos hatékonysággal üzemelnek, ami ma igen jó adatnak számít, míg készenléti üzemmódban kevesebb mint 1 watt energiát vesznek föl. A kategóriájukban 1,9 kilogrammos tömegükkel viszonylag könny nek számító tápok egyúttal a majdani hulladék mennyiségét is csökkentik – ismerve azonban az FSP-t, addig igen hosszú id is eltelhet.”
12
Passzív h tés kis PC-k Avagy ha nincsenek nagy igények, akkor minek építsünk nagyobb PC-t, mint szükség van rá? Az AMD PIC: A második legnagyobb processzorgyártó elkészítette a 185 dolláros számítógép referenciapéldányát, melyet leginkább a PDA-k és a kisméret asztali számítógépek közé helyezhetünk. Az Emma kódnéven fejlesztett Personal Internet Communicator (PIC) a 366 MHz-es AMD Geode GX500 processzorra épül, mely megközelít leg 1 W energiát igényel a m ködéshez. Társa 128 MiB memória, egy 10 GiB-os Seagate-merevlemez, négy USB-kivezetés, egy másodpercenként 56 Kilobit adat átvitelére képes modem és beépített hangvezérl
lesz.
Természetesen nem szabad elfelejteni, hogy a teljesen eltér architektúra miatt a processzor teljesítményét pusztán az órajel alapján egyáltalán nem tudjuk megítélni, de ha már mindenképpen ilyen becslésekre készülünk, akkor talán egy átlagos PDA-kban használt megoldáshoz érdemes leginkább mérni, hiszen a Geode is beágyazott rendszerekhez készült. Az AMD állítása szerint a központi egység a körülményekhez képest igen er s lesz, b ven megbirkózik a hagyományos szövegszerkesztéssel és a videólejátszással - DivX, Qiucktime mov, tehát er forrás igényesebbekkel - is. Operációs rendszere egy XP-s kiegészít vel ellátott Microsoft Windows CE lesz, ami képes hagyományos, Windows XP alatt üzemel alkalmazások futtatására. Mindezért körülbelül 185 dollárt kell fizetnünk, ebben a billenty zet is benne van, de kijelz még nincs. Ha azt is szeretnénk, összesen 249 dollárral leszünk szegényebbek. A készülékr l egyel re annyit biztosan tudunk, hogy nem az AMD gyártja, k csak licencdíjat kérnek a jogért. Az els szerencsés készít a Solectron, amely egyébként egy szerz déses gyártó. Már gyártásban van, de sajnos még elég ritka (Mexikóban és Kínában készítik). Általában kínálnak hozzá USB-s hálókártyát is. (50×15 jelentése a dobozon: A 2004-es világgazdasági fórumon az AMD elnöke bejelentette: céljuk az, hogy 2015-re az emberiség fele rendelkezzen számítógéppel és képes legyen a világhálóra csatlakozni.)
13
Egyes hírek szerint az Intel úgyszintén szeretne betörni az ultra kis fogyasztású passzív h téses szub PC-k piacára.
k erre külön processzort készítenek, melynek kódneve Shelton. Ez a
Pentium M-ek architektúrájára épül, és a beágyazott rendszerekt l az alacsony fogyasztású gépekig minden költségérzékeny piacot célba vesznek vele. A Shelton egy beágyazott processzor, így nem cserélhet .A130 nanométeres technológiával készül majd, másodszint gyorsítótár nélkül, órajele pedig körülbelül 1 GHz lesz. Az el zetes becslések alapján még így is túlteljesíti a VIA jelenlegi processzorait, ami igen hihetetlenül hangzik. Az Intel nem tervezi teljes platform elkészítését, az el bb említett alkatrészek hasznosítását a gyártókra bízza, nem készül hozzá külön operációs rendszer, de cserébe licencdíjra sem kell számítanunk. A következ nek egy magyar kezdeményezést szeretnék bemutatni, a CTS LCD PC-t.
14
Egy VIA C3-as alapú rendszerr l van szó (amir l azt kell tudnunk, hogy nem a teljesítményre, hanem az extra kis fogyasztásra fektették a hangsúlyt a tervezésekor), 533 MHz-es proceszorral, 256/512 MiB RAM-mal, 40 GiB vincseszterrel, az alaplapon integrált VGA, hangkártya, hálókártya, 2 db (sajnos 1.1es) USB és egy PCI található. Opcionálisan optikai meghajtó, floppy, WLAN rendelhet hozzá. Egy küls adapteres tápegység található benne, és egyetlen ventilátor sem, így gyakorlatilag hangtalan gépet kapunk 150-180 ezer Forintért - egy 17”os TFT monitorral, aminek a hátára van szerelve a gép. Játék vagy számolásigényesebb munka kivételével mindenre ajánlható a gép, internetezésre, zenehallgatásra, letöltögetésre, filmnézésre, irodába ideális.
Körülbelül most értünk el egy csúcsot a fogyasztásban számítógépek terén, (csak 2 évre tekintünk el re) aminek a görbéje 2002 óta lassan emelkedik – a sok folyamatos újítás miatt. El reláthatólag az alkatrészek fogyasztása mérsékl dni fog, ugyanis a chipsetek 0,09, a processzorok 0,065-ös, a videókártyák is 0,09 mikronos csíkszélességgel fognak készülni és több energia takarékossági megoldást eszközölnek. A PC-s piac teljesítmény éhsége miatt csak a mostanihoz hasonló teljesítmény alkatrészekkel tudunk ’takarékoskodni’, az újabb csúcshardverek fogyasztása mégis emelkedni fog, (magduplázás, futószalag növelések) a low-end piacon pedig nem eszközölnek túl sok fejlesztést már. Egyik legjobb mérce, hogy immáron körülbelül 3 éve elég egy b közepes teljesítmény gépbe egy min ségi 400 W-os tápegység, viszont mostanában a mainstream VGA-k és CPUk-k, különösen a duplázott videókártyák (SLI,Crossfire), a dupla magos VGAk és processzorok, a több optikai és merevlemezes meghajtók (RAID miatt párban használt vincseszterek) felsrófolják az energia és h tésigényt.
15
Mennyire ismerték fel a gyártók a jó h tés fontosságát, hogy készülnek Processzorgyártók: „Az AMD nemrég bejegyzett szabadalmából kiderül, hogy beépített Peltier-h téssel próbálkoznak. A Peltier-elemeket az elektrotechnikában számos helyen alkalmazzák, hiszen nagy el nyük, hogy pusztán elektromos áram hatására képesek a h átmozgatására. Persze ahhoz, hogy ez hatékonyan történjen, a meleg oldalukat igen komolyan h teni kell, de ha ez megvalósul, jóval komolyabb h t teljesítmény érhet el velük. Természetesen egy szabadalom bejegyzése még nem jelenti azt, hogy a jöv
AMD
processzoraiban valóban találkozhatunk a megoldással, de könnyen lehet, hogy így lesz. Egyesek úgy gondolják, hogy akár már a 65 nanométeres gyártástechnológia bevezetésekor alkalmazhatják az eljárást, ugyanis egyre nehezebb féken tartani a szilíciumlapkák h termelését. Természetesen Peltier-elem használatakor a valódi áramfelvétel és h termelés nem csökken, hanem pont hogy jelent sen növekszik, de ez a lapka m ködése szempontjából mellékes, hiszen a lényeg az, hogy a mag h mérséklete megfelel en alacsony maradjon.” A Peltier-elem beépítése el bb – utóbb valószín megkerülhetetlen lépés lesz. (Hacsak nem a micropipe technológia fog gy zni – lásd kés bb.) Hagyományosan már nem tudnak akkora h t ilyen pici felületr l megfelel en gyorsan szétteríteni és elvonni. Minél kisebb a mag – hiába kisebb a termelt h is a kisebb csíkszélesség miatt, eleinte – annál kisebb felületen érintkezik a h t vel. A peltier elem segítségével elektromosan vezetjük a h t, és igaz, hogy annyi áramot vesz fel, mint amennyi h t elvezet, de egy 3 × 3 mm-es magról majd egy 3 × 3 cm-es felületre tudja szétterítni a h t, ami már elég nagy ahhoz, hogy onnan el lehessen rendesen vonni. Arról nem tudunk, hogy az Intel min dolgozik, de biztos, hogy hasonló megoldás van a tarsolyában.
16
sem ül a babérjain, és valami
A jelenbe visszatérve, az Intel Prescott szériás processzorai megjelenésével bevezettek a házaknál „Prescott Ready” min sítést, ami a megfelel szell zésr l tanúskodik. Pl. az Antec minden háza megkapta a min sítést, viszont pár nagyobb gyártó több háza is megbukott. A már utolsókat rugdosó Socket 478-as platformra a h t gyártók közül szinte mindenki kijött egy Prescott kompatíbilis – er sebb – h téssel, hogy a zajos stock coolert lecserélhessék a felhasználók. Az alaplapgyártókat is bevonta, és letesztelték, hogy melyik alaplapok tudnak eleve annyi áramot adni, amennyire az új CPU-knak szüksége van, majd amelyek elég áramot tudtak szolgáltatni, azokban a h védelmet is módosítani kellett, mert nagyon hamar lekapcsoltatta a gépet a közel 20 fokkal melegebb új központi egység. (Ezért is látni több olyan alaplapot, ahol úgy szerepel, hogy Prescott ready upto 2,8-3GHz, mert nagyobbat nem bír el.) Szerencsére még nagyjából id ben lépett az Intel, hogy legalább új konfigurációkat már megfelel h tés rendszerrel rakjuk össze, megfelel BIOS support-tal. Részben ennek, (jelenlegi melegedési problémák) részben a jöv belátásnak eredményeképp már több mint egy éve igyekszik az BTX-et az uralkodó szabvánnyá tenni. (Rossz nyelvek szerint a második számú processzorgyártó integrált memória vezérl jének el nyének letörése miatt is – ti. jóval messzebb kerülnének a RAM-ok a memóriavezérl t is tartalmazó processzortól, így elveszne a gyors memória kezelés el nye a K8-as processzoroknál.) Ez az ATX utáni számítógépdesign, jobban átgondolt h téssel. Bár az igazsághoz hozzátartozik, hogy ennyire a jobb (tervezés )ATX házak is szell znek, tehát emiatt alaplapot, házat, tápegységet váltani felesleges, ha egy rendesebb házunk van. Igaz, még a ’kombó’ (ATX-BTX) házak terjedésével sem kapható egyetlen BTX-es alaplap, konfiguráció sem, és a közeljöv ben nem is várható – itt is megfigyelhet
a kisebbik
processzorgyártó er södése. Egyes videókártya gyártók licencelték a nanoCoolers folyékony fém h tését, illetve több vízh téses VGA kapható – van amelyik csak blokkal, van amelyik komplett h téssel. Kés bb b vebben err l.
17
Légh tések, és a részegységek h tésének mai tendenciái Processzor h tések Kezdjük akkor az alap dobozos coolerekkel. AMD-ék teljesen alumínium, közepes min ség h vezet pasztával ellátott h t t mellékelnek, a legkisebb Sempron-tól az Athlon64 X2-ig - a leger sebb 2 magos processzorig. A ventilátor halk, és mindegyik K8-as alaplap szabályozza a h mérséklet függvényében. A Intel h t i rézmagosak, nagyobb darabok, és közepes zajszinttel dolgozik rajtuk az alaplapok által szintén szabályozott ventilátor. Szintén ez jár a Celeron-tól az Extreme Editionig.
Az Apple háza táján már más szelek fújnak… illetve vizek csorognak… A Power Mac G5-höz gyárilag vízh tés jár, mindkét processzorra. Megfontoltan tervezett házban kapni a gépet, amit arra terveztek, hogy relatíve halk kereszthuzat szell ztesse át a rendszert.
A Power G5 háza, okos kereszthuzattal
És külön a CPU és h tése
18
1. G5 processzor, ahol a blokkal érintkezik 2. G5 processzor kártya 3. CPU blokk 4. Radiátorból a pumpába men csonk (kimen csonk) 5. Pumpa 6. Pumpa áramkábele (ált a lapra van csatlakoztatva, az illusztráció miatt van jelölve) 7. Radiátor bemeneti csonk a processzortól 8. Radiátor (h leadó) 9. Leveg iránya Amiért valószín a vízh tés mellett döntöttek, az, hogy a két processzor egymás mögött van többek között –illetve ha egymás mellé rakják is a leveg áramlás fel l nézve; két hatalmas bordájú processzorh t kellett volna, amik egymás zavarása nélkül nehezen férnek el (közel a két processzor, és az egyenletes és jó h átadás miatta a h t k közepének kell, hogy átadja a 19
mag a meleget, de a huzalozás miatt közel kell hogy legyen a két CPU). Így nem kötöttek annyira helyhez, mert a vízzel remekül el lehet szállítani a meleget olyan helyre, ahol már van elég tér egy nagyobb h leadó felületnek. Mivel 2,5 GHz-es órajelen járnak a CPU-k, elég sok h t kell elvonni t lük.
Még a VIA C3-as processzorának h tését említhetjük meg, a korábban bemutatott LCD PC képeinél látszott a passzív borda. Az 1 GHz feletti modellekre néha raknak ventillátort is, de csak biztonsági okokból, elég ritkán indulnak el a h szabályozott ventillátorok. (Igaz, a leghangosabb laptop amit hallottam az épp C3-as processzorra épült, sajnos a gyártó figyelmen kívül hagyta a processzor adottságait).
Videókártya h tések Kezdeném a legnagyobb ötletnek tartott megoldással: Ha nem fordították vissza az AGP után a PCI-E csatlakozókat, akkor költöztessük át mi a magot! Hogy mi ennek az el nye? A melegnek bevett szokása felfele szállnia. Eleve ha a nyák alatt van a mag, megreked ott a meleg leveg . Innen vagy ventillátorral ki tudjuk hátrafele fújni, vagy h cs vel (heatpipe) felvezetjük a nyák fels oldalára, ahol egy borda adja le – a passzív h téses videókártyáknál ezt a megoldást szokták választani. Mennyivel egyszer bb lenne, ha felül lenne a mag, felszállhatna a meleg, és bordákon már eleve légmozgást keltene a processzorh t , nem kellene felvinni…
20
Asus fordított magos Geforce 6600 passzív h téssel
A fordított 6600 bordája
Sapphire X800-hagyományos passzív heatpipeos h téssel
Ha már a passzív kártyáknál tartunk, akkor a klasszikus „szendvics” Zalmannal is ismerkedjünk meg, aminek két nagy bordája van, amihez oldalról opcionálisan ventillátort lehet csatlakoztatni. El nye a hátránya is: hatalmas mérete. Szögezzük le, hogy valamilyen házszell zés mindenképpen kell, ha ventilátor nélküli videókártya használatára adjuk a fejünket. Van ahol direkt építenek pl. a ház oldalán lév ventillátorra (odaforgatható bordával Asus). A Gigabyte szerencsére a házon kívülre is igyekszik a melegb l juttatni a kilógó lamelláival, illetve a házba bejöv
hideg is h teni fogja a bordát, így ez egészen használható
megoldás – a gyártó h fotókkal és szemléletes rajzokkal igyekszik bizonyítani, hogy ez a leghatásosabb gyári passzív h téses kártya.
21
Sapphire 9800Pro Zalman h téssel
Gigabyte a szabadba is kinyúlva
HIS Arctic-Cooling féle h tése
Powercolor és Tt Tidewater
Következ h tések már ventilátorral dolgoznak, de a szokásosnál jóval nagyobb h leadó felülettel. A kompakt/teljes vízh téses kategóriában a Powercolor és a Thermaltake közös kezdeményezése a legépkézlábabb, de sajnos még nem hibátlan. Ugyan a többieknél kiforrottabb megoldással állunk szemben, nem nyerünk sokat azzal, hogy a VGA kártya mell l messzebbre el tudjuk vinni a h leadót, hacsak nem az új PCI-E alaplapunkon PCI hiányban szenvedünk, és azok közvetlen a VGA alatt találhatóak. Ha nincs ilyen szükséghelyzet, akkor érdemesebb a legjobb gyári (és utólag is beszerezhet ) Arctic-Cooling VGA Silenceres h tést választanunk. Nagy borda van a magon, amir l extra halk ventilátor fújja ki a meleget a házon kívülre. Tápcsatlakozója megegyezik a nyákon fellelhet
csatlakozóval, így még a kártya
szabályozni is tudja – mert külön–külön van a különböz szériás videókártyákra. Nagyon sokat nyerünk a kifújással, általában 5-10°-ot (egy passzív h téses VGA-hoz képest) házh mérsékletben. Ehhez hasonló megoldást használ a Sapphire a folyékony fémh tés
22
videókártyáján, a Blizzardon. A borda a nyákon körülbelül mint az Arcticnál, arról fújja le a ventilátor kifele a meleget. El nye, hogy folyékony fémes h tésnél nem kell pumpa, nincsenek mozgó/kopó alkatrészek (pumpa) így; a folyadékot elektromosan keringetjük a rendszerben. „A Blizzard kártyákon található h tés hatékonyságáról egyel re annyit közöl a gyártó, hogy a folyékony fémes h tés a már ismert és bizonyított Arctic Cooling megoldásokkal szemben tíz fokkal h vösebben tartja kártya processzorát, mindemellett hallhatóan csendesebb a legtöbb alkalmazott légh tésnél.” Meglátjuk… Még egy igazi „vizes” kártyát is vegyünk szemügyre. Miért jobb ez, mint a pumpával és radiátorral egybeszerelt társai? Mert meglév
komoly vízh tésbe kapcsolható, a garancia
elvesztése (gyári h t leszedése - blokk felszerelés) nélkül, komoly teljesítmény és közel néma szell ztetéssel.
A Gainward és az Innovatek közös gyermeke – 2 tápcsatlakozóval
Komolyabb vizes körítés
Érdekesség, hogy a Gainward és az EVGA vízh téses kártyáit Innovatek szettel is vehetjük, azaz min ségi (er s és halk) Eheim pumpával, tartállyal és 12 cm-es úgynevezett single radiátorral – single radiátor az, amire egy 12 cm-es ventilátor passzol. Egy ilyen radiátor és pumpa általában processzort és VGA-t is szokott egyben h teni, megfelel hatásfokkal, így b ven megbirkózik egy videókártyával.
23
Chipsetek, FET-ek: A hagyományos kicsi passzív borda, majd ennek ventilátorral való megtámogatása már nem igazán jellemz - mostanában már csak az nforce 4es lapokon kényszerülnek erre, mert rossz alaplapdesign miatt a VGA alatt van a chipset, így nincs egészen 2 cm magas hely a chip megh tésére. Viszont ez késztetett pár gyártót arra, hogy a chip(ek)r l h cs vel vezesse el a meleget! Az alábbiakban egy Asus és egy Abit nforce 4-es alaplapon láthatjuk ezt.
Asus nf4 hp NB h téssel
Gigabyte féle szélcsatornák
Abit nf4 lap hp NB h téssel
MSI VIA-s lap passzív bordával
Részben a komolyabb teljesítményfelvétel
processzorok, de leginkább az egyre terjed
vízh tés miatt az alaplapgyártók a PWM FET-eket bordával látják el – k állítják el az áramot a processzor számára. Ugye ha nem mozgatja a leveg t a CPU cooler, akkor nélküle igen melege lenne ezeknek az alkatrészeknek. A processzor körüli alkatrészeket a komolyabb alaplapokon olykor aktív h téssel is ellátják, és a szabadba vezetik a meleget; a Gigabyte GAG1 975X lapján a tekercsek, kondenzátorok és az északi híd is benne van a szélcsatornában. 24
Légh tés
Történelem… A számítógépekhez mára sajnos sokszor hozzátartoznak a hangos ventilátorok és a nehéz h t bordák. Egyre több olyan emberrel találkozunk, akik a csendes ventilátor nélküli gépeket csak hírb l ismerik, pedig nem is volt olyan rég, amikor otthoni gépeinknek a passzív h tésen kívül semmi másra nem volt szükségük. Az els
"komolyabb" bordákat a 286-386-os id kben találhattuk meg gépünkben.
Természetesen itt még nem kell a mai szemmel bordának nevezett szörnyszülöttekre gondolni, csak apró alumínium lapocskákra, miniat r lamellákkal ellátva. Ventilátoros h téssel el ször a 486-os gépeken találkozhattunk, de persze nem volt alapkövetelmény. Anno nagy megbecsülésnek örvendtek azon sorstársaink, akik elmondhatták, hogy gépük processzorát ventilátor h ti. Abban az id szakban egy 486 DX2-es processzor valódi csodának t nt, és a gép, melyben lakott, akadás mentesen, gyönyör en futtatta a Wolfenstein els részét. Mikor történt a váltás? Mikor kezdtek el rült módon növekedni a h t bordák? Talán valamikor a Pentium II-es processzorok idején történt, hogy megjelentek az els valóban súlyos darabok. Komoly szerkezetnek számított a kétventilátoros megoldás, mellyel sikeresen tuningolhattuk gépünket – ez már a Slot1-es korszakra tehet vissza. Ekkor jelentek meg azok a processzorok is, melyek segítségével, komoly tudás hiányában is rült teljesítményemelést lehetet elérni, sima légh téssel. Talán mindenki emlékszik még a Celeron 300A CPU-ra; a processzor a gyári h téssel képes volt 450 MHz-en üzemelni, de ha szerencsénk volt, és megtoldottuk a bordát némi plusz ventilátorral, elérhet vé válhatott az 500 MHz is. Ezutáni sláger termék volt a 600 MHzes AMD Duron, amik 900-1000 MHz környékén mentek kivétel nélkül! Érdemes volt figyelmet fordítani tuningolásukra és h tésükre, mert az 50%-os tuning nem volt ritka! Persze mindig vannak „akciós” procik, most éppen a Socket 754-es AMD Sempronok nagy tuning bajnokok fillérekért, illetve a Venice magos Athlon64-ek a komolyabb teljesítményre áhítozóknak.
25
Slot1/SlotA h tés
Globalwin FOP32 – a régi sláger
M ködés De hogyan is m ködik az egész? A h tési elv a légh tésnél egyszer nek t nik, ám mint majd láthatjuk, sok buktatót rejt, melyeket kikerülni csak gondos tervez munkával lehet. Nézzük el ször is, mit l m ködik egy légh tés. A h tés a fémek h vezet képességén alapul. A szilárd fémek h vezetése a gázoktól eltér en nem az atomok és molekulák rendszertelen mozgása, ütközése, hanem a fém kristályrácsát alkotó atomok rezgése, illetve a szabad elektronok diffúziója révén terjed. A fémek h vezetése nem az anyag részecskéinek mozgásán, hanem azok rezgésén alapul, tehát h vezetés közben a részecskék egy adott területen belül mozognak csak.
Az alumínium rácsszerkezete
A légh tés megfelel
m ködéséhez, a jó h t höz
három összetev elengedhetetlen. Ez a borda talpa, a h leadást biztosító lamellák és egy jó ventilátor.
26
A talp Kezdjük az elemzést a borda talpával. Ahhoz, hogy megértsük, mennyire fontos szerepe van a folyamatban, tudnunk kell, hogy a 60-150 Watt h t a processzorok nagyon kis, sokszor egy négyzetcentiméter alatti felületen adják le. A nagy h elvezetése, széthúzása a talp feladata, ezért is szoktak a h t k réz talpat kapni, mert a réz jobban vezeti a h t, az alumínium pedig jobban le tudja adni. A h leadás els lényeges pontja a központi feldolgozó egység és a borda találkozása, illetve érintkezése. A jó h átadás elképzelhetetlen megfelel érintkezés nélkül! Ennek el segítésére két módszer létezik, az egyik a borda talpának polírozása, a másik egy olyan anyag igénybevétele, mely kitölti a mikroszkopikus (rosszabb bordáknál szemmel is látható) réseket, emellett pedig jó h vezet
képességgel rendelkezik. Ez az anyag az
úgynevezett „szilikonzsír”, avagy h vezet paszta. Kapható fehér, és „ezüst” változatban. Arctic Silver Alumina Premium Ceramic Polysynthetic Thermal Compound
A két zsír állagában hasonló, anyagukban azonban lényeges eltérések mutatkoznak. A paszták majd mindegyike tartalmaz fémport. Ez a fémes szín eknél - bár sokan az hiszik - nem mindig ezüst, s t, az általában valamilyen egyéb fém, illetve fémporok kombinációja. Az el z ekben leírtak bizonyítására nézzük, milyen anyagok találhatók az "Arctic Silver Ceramic" elnevezés h t pasztában. Az anyag fehér szín , mint a nevéb l is kiderül, kerámiaalapú. A kerámián kívül tartalmaz még alumínium-oxidot, boron-nitridet és cink-oxidot is. Ezek az összetev k nemcsak a h vezetés növelése, hanem a jó viszkozitás elérése miatt is kerülnek az anyagba. A h
(mint energia) a "forrástól" szferikusan (gömbszer
alakban) terjed a felületben.
Miközben az anyagra jellemz "h vezetési sebességgel" ( ) halad, felmelegíti azt, ami id vel elér valamilyen h mérsékletet. A h mérséklet mértéke függ az anyag fajh jét l is (mennyi h energiát képes felvenni).
27
H terjedés
Ha az anyag vastag (kék) a felületen a h mérséklet viszonylag jól eloszlik, ha
"közepesen"
vastag(zöld),
a
h forrás közelében már nagyobb a h mérséklet, mint a h forrástól távolabb. A "vékony" (fekete) anyagnál a h forrás közelében nagyon magas a h mérséklet, miközben a szélein szinte hideg.(Ponthegesztésnek is ez a lényege :vékony anyag->helyi ,nagy h bevitel, a h elvezetés hiánya miatt megolvad és összeheged). Megpróbáltam jelölni azt is (vastag vonaldarabokkal), hogy mekkora felületen tud nagy h áramlási sebesség létrejönni. Igaz, hogy a "vékonynál" nagy a h mérsékletkülönbség ami a jó h átadást eredményez, de kicsi az a felület, ahol ez megtörténik – a fekete vastag vonal. A "vastagnál" kisebb a h mérséklet különbség, de jóval nagyobb a felület(kék vastag vonal)! Hogy hol van az optimum? Ez egyértelm en nem határozható meg; ugyanis ha túl vékony, nem tudja a h t elég gyorsan elvezetni - pillanatok alatt felforrósodik a magnál. Ha viszont túl vastag, akkor nem húzza szét eléggé a h t, így a megfelel h leadás kerül veszélybe. A mi esetünkben általában 4-6 mm körül van az optimum.
A h vezetés Fourier összefüggése: ahol a: - h vezetési tényez F - a h átadó felület nagysága dT - a h mérséklet "változás" dl - a falvastagság "változás" Ezekb l az következik, hogy annál több h tud átáramlani: - minél jobb az anyag h vezetési tényez je
28
- minél nagyobb a felület - minél nagyobb a két térrész közötti h mérséklet különbség - minél vékonyabb a h átadó felület vastagsága A mi esetünkben azonban a h
nem a falra mer legesen áramlik át, hanem a fallal
párhuzamosan(akár leveg , és a bordák közül leveg fújja ki a meleget, akár blokk, és a víz szállítja el a meleget a bordákról). Az ábrából éppen ezért az látszik, hogy minél kisebb a fal vastagsága (bordavastagság), a borda azonos h mérséklet felülete (csíkozott sávval jelölve) annál része alig ad át h t
kisebb. A vékony borda fels
(h mérsékletkülönbség nagyon kicsi).Vastag falnál sokkal nagyobb a meleg zóna magassága és felülete, tehát nagyobb az elvezetett h mennyiség is. A
rendelkezésre
álló
tér(fogat)
véges,
ebb l
következik, hogy a nagy falvastagság falaként több h t tud átadni, de mivel csak kevés fér el egy adott térfogatban, az összes h átadó felület kicsi. Ökölszabály az, hogy akkor jó egy h átadó felület, minél nagyobb a felülete! A kompromisszum tehát az, hogy a vékony és vastag borda között kell lennie a valóságos bordának, amelynél még elég nagy a „melegmagasság”, és elég nagy a felület (bordaszám). Milyen tehát a megfelel talp? Lehet ség szerint egy anyagból készül, tehát nem alumínium és réz kombinációja, hanem tiszta vörösréz (a megfizethet
árú fémek közül a vörösréz
rendelkezik a legjobb h vezetési képességgel) - egybe az egész talp, nem úgy, hogy például belesajtolnak egy kis réz kört a h t aljába. Említsük meg a talp és a bordák kapcsolatát is! Általában ragasztott, forrasztott és egy darabból
mart
–
illetve
a
zalmanoknál
29
csavarozott-
megoldásokkal
találkozunk.
Értelemszer en az egy tömbb l mart biztosítja a legjobb kapcsolatot/h vezetést, de ez a legdrágább is, általában 1-3 ezer Forinttal drágábbak a mart h t k. A Glacialtech h t k elég jó eredményeket érnek el a tesztekben, amit els sorban annak köszönhetnek, hogy remekül polírozott talpuk van, jól megválasztották – asszimetrikusan – a talp vastagságát, amire szögecseléssel és pasztázva rögzítettek egy rézlemezt, az egy darabból mart (és vékonyan festett) alumínium borda aljára. A speciális lapátkialakítású ventillátorokról nem is beszélve – jó zaj/légszállítási arány. A melegnek a talptól a bordákon való minél messzebbi szállításáért vagy teljesen réz h t k a felel sek, vagy újabban heatpipe vezeti el a h t. Ha a h t gyártóknak, mint pályázat írnánk ki a heatpipeos h t k készítését, meglep dnénk, hogy mennyire máshogy képzelik el a megoldást! Tény, hogy sokkal több lehet ségük van, mint h cs nélkül, hisz már sokkal rugalmasabban el tudják vezetni ezek segítségével a h t.
Scythe Ninja és Coolink U8 120
30
A h csöves h tésr l A h csöves h tést nem számítógépek számára találták ki, hanem a h szállítás eme módja már a nyolcvanas években is használatos volt asztali készülékekben, mégpedig Hi-Fi er sít kben. A technológiát az ipar egyéb területein is hasznosítják. Találkozhatunk h vezet cs vel például er m vekben, de összefuthatunk velük nagy teljesítmény , ipari párátlanító berendezésekben is. A számítástechnika el ször a noteszgépek számára fedezte fel a rendszert, ahol a gép bels részér l kellett a h t kivezetni a küls részre, a borítás közelébe, ahonnan ventilátorral már könnyedén lehetett a szabadba juttatni. A h tési folyamat nagyon egyszer , gyakorlatilag megegyezik a h t szekrény m ködési elvével. Mindkét esetben a h t folyadék párolgása von és szállít el h t a h tend felületr l. A hasonlóság ezzel véget is ért, hiszen a h t gépben találunk kompresszort is, ami a h t közeget mozgatja a rendszerben, a h vezet cs ben viszont nincs mozgó alkatrész.
Képzeljünk magunk elé egy csövet! Nem kell, hogy hajlított cs legyen, lehet egy egyszer , egyenes henger, a két végén lezárva. Forrasszunk a cs
fels
végére nagy rézlapokat.
Ezek lesznek a h leadó lemezek. Töltsük fel ezt a csövet gázzal annyira, hogy a nyomástól a gáz váljon folyékony halmazállapotúvá! Ha ez is megvan, elkészültünk a legegyszer bb heatpipe-pal, azaz h vezet cs vel - van egy csövünk, mely nagy részében légnem gáz terjeng, de az aljában ott lötyög a folyadékunk. Ha elkezdjük melegíteni a cs alját, ahol a folyadék van, beindul a h tési folyamat. Az összepréselt gáz a h hatására elkezd párologni. A párolgás h t von el - az elpárolgott folyadék felszáll a cs ben, és annak a fels , hidegebb részén lecsapódik (ezért kellenek a h leadó lemezek, lamellák). A lecsapódott gáz a gravitációnak engedelmeskedve szépen visszafolyik a cs
aljára, ahonnan újra és újra
elpárolog. Beindult a folyamat, melyhez a szükséges h energiát pont az a tárgy szolgáltatja, amit h teni szeretnénk. Elég egyszer nek t nik a dolog, de higgyétek el, nem az. Ahhoz, hogy
31
a folyamat beinduljon, és ne is álljon le, nagyon pontosan kell a cs be töltend
gáz
mennyiségét kiszámolni. Ha valaki elrontja a számolást, két dolog történhet. Vagy nem lesz a h tés egyenletes, vagy a rosszabbik esetben gyártott egy cs bombát, mellyel együtt elszáll az alkotó, a gép. A fent leírt folyamat m ködéséhez nem kell feltétlen kell gáz,(ami robbanás veszélyes) elég valamilyen folyadék is. Gondolkozhatunk rajta, milyen könnyen párolgó folyadékot használjunk e célra. Alkohol? Benzin? Na ezek nem lesznek megfelel k, hiszen a gáz robban, az alkohol és a benzin viszont er sen gyúlékony. Valószín leg kevesen gondolnak rá, hogy a cs be rakhatunk akár vizet is. A víz, normál körülmények között, tehát tengerszinten, 100 Celsius fokon kezd el forrni. Ezzel szemben, ha n a légnyomás a forráspont is magasabbra kerül, ha csökken, akkor pedig alacsonyabbra. Egy légritka tér elég, ahol a nagyon kis nyomást, lényegében vákuumot hoznak létre. A folyamat beindulásához, azaz a párolgás folyamatos fenntartásához -- a gázos megoldáshoz hasonlóan -nagyon pontosan kell kiszámolni a cs be töltött folyadék mennyiségét. Ha túl sokat töltünk bele, annyi g z keletkezik, hogy a megnövekedett légnyomástól leáll a folyamat, és csak akkor indul el újra, ha a g z lecsapódott. Ha túl keveset töltünk bele, elpárolog mind, és ha leáll a párolgás, megsz nik a h elvonás, és végs soron szénné ég a h teni kívánt lapka. Annyi folyadékra van szükség, hogy ha beindul a párolgás és a lecsapódás, ne tudjon nagyon megn ni a nyomás a cs ben, de a folyadék se tudjon elfogyni. Ki kell alakulnia egy egyensúlyi állapotnak, ahol egy bizonyos h mérsékleti tartományban (processzoroknál ez nagyjából 40-80 Celsius fok között alakul) ugyanannyi folyadék párologjon el cs alsó felén, mint amennyi kicsapódik a fels h leadó részen. Az elmélet után lássuk a gyakorlatot, vagyis nézzük meg milyen csöveket használnak a Thermalright
h t iben.
A
cég
szakembereinek tájékoztatása szerint az
32
általuk használt h cs ben 3-5 köbcentiméter tiszta vizet találnánk, ha azt szétf részelnénk. A cs ben légritka tér, majdnem teljes vákuum van. Nagyon érdekes adat, hogy a Thermalright mérnökei szerint csövük munkah mérséklete 0-250° Celsius-ig terjed, ami azt jelenti, hogy ebben az eléggé széles tartományban képes a h szállítására. Maga a heatpipe lehet vékony, lehet vastag, egyenes vagy görbített, ez a h tési folyamaton mit sem fog változtatni. Az egyetlen lényeges szempont, hogy a meleg h tend rész alul, a h t leadó hideg pedig felül legyen. Egy kis kitér : Micropipe Most, hogy az elmélet végére értünk, nézzünk meg még egy érdekes felhasználási területet, melynél az alkalmazott technológia megegyezik a h vezet cs ével, ám cs nek nyomát sem találjuk az elkészült h t alkalmatosságban. Sok gondot jelent, hogy a viszonylag kis h leadó felülettel rendelkez processzorok, grafikus lapkák rengeteg h t adnak le. A h tés hatékonyságának javítása a h megfelel elosztásával lehetséges. Ennek legegyszer bb módja, amikor a lapkára egy rézlapot fektetünk, és erre helyezzük rá a h t t. A rézlap jó h vezet képessége révén a meleget széthúzzuk a magról, és a nagyobb felületr l könnyebben szállíthatjuk el. Hasonló okból találunk az Intel és most már az AMD processzorain is fémsapkát, bár a processzoroknál a mag megóvása is a cél. A módszer jó, azonban lehet ennél hatékonyabb megoldást találni, mégpedig az úgynevezett "micropipe" technológia segítségével A képeken egy fotolitográfiával készült felület látható. A bordák két fémréteg között helyezkednek el, ezek közül az alsó látszik is, ezen ülnek a gomba profilú hornyok. A két fémréteg között a sugárirányban elhelyezked hornyok sok-sok egyszer csövecskét képeznek. A középs üres részen alapállapotban, vagyis hidegen folyadékot találunk. Melegítés hatására a folyadék párologni kezd, ezzel h t von el a legmelegebb középs részr l, ami alatt a CPU (VPU) magja található. A g z sugárirányban távozik a középs részr l, a h t pedig a lemez szélén található hidegebb felületen adja le. Miután a g z lecsapódik és ismét folyékony halmazállapotúvá válik, a folyadék visszafolyik a középs , melegebb részre, ahonnan újra elpárolog, így állandósítva a h tési, h elosztási folyamatot. Mint látható, a szerkezetben
33
h vezet csöveket találunk, még ha ezek a csövek a szó hétköznapi értelmében nem is nevezhet k cs nek.
Micropipe
A hagyományos heatpipeot gyakorlatilag mindenütt használjuk, a VGA, CPU, chipset, vincseszter, tápegység h tésekhez, akkor akár egybe is próbálkozhatunk használni ket. És ezek alapján megszületett a Zalman Heatpipeos háza… A gép teljesen hangtalan m ködésre képes, hiszen még a tápegység is passzív h tés , így a nagyon forró nyári napokon a ház h tésére elegend egy asztali ventilátor, mellyel a küls burkolat bordáit szell ztethetjük. Látható, hogy mind a ház falán, mind a processzoron szépen megmunkált alkatrészek találhatók. A h vezet csövek nem rézlappal vannak leszorítva, hanem ahogy a VGA-h t nél is, itt is kis vályúba fekszik bele, ezáltal növelve a felületet, melyen keresztül a cs felveheti a h t. Az egész szerkezet gondos tervezésr l és precíz gyártásról árulkodik. Problémát okozhat az, hogy a tápegység csak 300 Wattos, cserélése er sebb darabra pedig lehetetlen, így er m vet nem lehet beköltöztetni, illetve nem túl sok minden fér be a házba. Érdekes, hogy tuning esetén a gyártó azt ajánlja, hogy a ház oldalát asztali ventilátorral h tsük.
34
A negatívumok ellenére a ház forradalmi újdonságokat hordoz, segítségével teljesen hangtalan gépet építhetünk. Ma már gyakorlatilag minden magára valamit is adó cooler gyártónak vannak heatpipeos megoldásai, így a passzív processzorh t t l (persze kis fogyasztású processzorra, és jól szell z házba) a brutális méret bordákig mindenki megtalálja, amire szüksége van.
De azzal, hogy a processzoról elvezetjük a h t, még nem vagyunk sokkal el rébb, le is kell adni… itt jönnek képbe:
35
A ventilátorok A légh tés harmadik, és egyben legfontosabbnak gondolt eleme a ventilátor. A fentiekkel remélem sikerült megmutatnom, hogy a borda jó kialakításának legalább akkora szerepe van a megfelel h tésben, mit a ventilátornak. A megfelel ventilátor kiválasztása fontos, elengedhetetlen abban az esetben, ha légh tést tervezünk. Két fontos tulajdonságot kell szem el tt tartanunk. Ez a megfelel leveg szállítás elérése, illetve a minél alacsonyabb zaj.
A legjobbak: Papst kompromisszumok nélkül, és ár/teljesítményben a legjobb Glacialtech Silentblade
A két szempont, hogy ne legyen könny dolgunk, ismét összefügg, mint a lamellák esetében is. Milyen paraméterekkel variálhatunk? Három lényeges dolgot kell figyelemmel kísérnünk. A ventilátor lapátjainak d lésszögét, a ventilátor méretét, valamint annak fordulatszámát. (Még a lapátok felülete, a ventilátor kerete, csapágyazás módja is fontos szempontok, de másodsorban.) A nagy lapátszög el nye, hogy alacsonyabb fordulat esetén is sok leveg t szállít a szerkezet, hátránya, hogy a ventilátor indulásához nagyobb energia kell(er s motor, ami alacsony fordulaton „morog”), és nagyobb a keltett zaj is. Az indulási problémák akkor lépnek fel, ha a ventilátor fordulatszám-szabályzóval van ellátva, ugyanis abban az esetben, ha alacsonyabb fordulatra állított motorral kapcsoljuk ki a gépet, a bekapcsolást követ en nem mindig tud felpörögni, aminek következményét valószín leg nem kell ecsetelni. Az ideális lapátszög valahol 40 fok körül van. Ebben az esetben a légszállítás kielégít , a zaj elenyész ,
36
és az induláshoz sem kell nagy áramot adni, így a motor alacsonyabb fordulaton is m ködhet az indulást követ en.
SilentEagle-mint a golflabda felszíne-ennek van a legkisebb ellenállása | Arctic keret nélküli kerámia csapágyas ventilátor | Panaflo folyadék csapágas ventilátor lyuggatott kerettel hogy több leveg t kapjon szélzaj nélkül
A következ két kérdés, a méret és a fordulatszám ismét összefügg. Minél nagyobb a méret, annál kisebb fordulat elegend a megfelel leveg szállítás eléréséhez. A nagyméret lapátok több leveg t képesek a lamellák közé hajtani, ezáltal csökkenthet a fordulatszám, és csökken a zajterhelés is. Az utóbbi id ben eredményesen javítják a ventilátorok teljesítményét a lapát felületének változtatásával. Míg régebben a ventilátorlapátok sima csillogó felülettel rendelkeztek, addig napjainkra elterjedt az érdesített felszín lapát. Ennek el nye, hogy ugyanolyan fordulatszám mellett több leveg t képes szállítani. Lássuk, milyen az ideális ventilátor! Mint feljebb írtuk, a lapát érdesített, d lésszöge 40-45 fok, a ventilátor mérete pedig minimum 8 cm. A motor legyen ellátva fordulatszámszabályzással. A szabályzás lehet automatikus, ilyenkor az érzékel
a lamellák közé van
általában dugva. A fordulatszám csökkenését, illetve növelését egy h re változó ellenállású fém biztosítja. A módszer el nye, hogy segítségével nem felejtjük el nagyobb küls h mérséklet esetén a fordulatszámot magasabbra állítani, hátránya, hogy nem tudunk a fordulatszám vezérlésébe beavatkozni, esetleg az alaplapon keresztül csak. Kicsit körülményesebb, ám a overclocker-ek között kedvelt megoldás a gép hátuljára, esetleg el lapjára kivezetett fordulatszám-szabályzó potenciométer, illetve az ’el lapi panel’. Ennek el nye, hogy kézzel bármikor után állíthatjuk a fordulatszámot, illetve ventillátorainkat a még 37
biztonságos
legkisebb
hangolhatjuk
egyesével;
figyelemmel
kell
fordulatszámra hátránya,
(eleinte)
hogy
kísérnünk
alkatrészeink h mérsékletét. 5,25 vagy 3,5”-os helyre, 3-6 ventillátort állíthatunk velük, néha monitorozni is tudnak egy kis LCD- pedig kiírják a h mérséklet és fordulatszám értékeket – bár ezek már nem 34, hanem 8-10 ezer Ft-ba kerülnek. Sajnos
sokszor
vincsesztereknek,
mostoha pedig
sorsa oda
van
kellene
a azokra
is
figyelnünk.
Legoptimálisabb,
ha
házszell zésünket úgy alakították ki, hogy az els ventilátor a merevlemezt is h tse – külön piros pont, ha rezgés mentesen (gumibakok) lehet felfogatni
ket. Alapvet en két féle
megközelítése van a h t knek, a „csak „ h t k, és az els sorban halkításra való h t k. Ezek közül csak a kategóriájuk (egyik) legjobbjait mutatnám be, h t ként a GlacialTech IceCrown 1000, halkítóként pedig a Nexus Drive-A-Way.
Az aktív és passzív bajnoka Gt IceCrown
A hang izolálásért felel s Drive-A-Way
A Gt h t érdekessége, hogy használhatjuk aktív és passzív módban is. Léteznek h csöves megoldások is, de jelen esetben nem sok értelme van, csak a 2 oldal közt szállították a h t. A ventilátor egy Gt féle speciális Evercool ventilátor, ami rendkívül alacsony zajszintjével vív ki elismerést. A Nexus-ban zajszigetel szivacsot látunk, illetve van még egy bordázott fedele is.
38
Nézzük, hogy egy 200GiB-os Maxtor háttértárral hogy boldogultak. Megvártuk, míg beállt egy fix h mérsékletre 15 percen keresztül a HDD, majd 20 perces másolás következett. Referenciaként vegyük azt, mikor nem h ti semmi, csak be van csavarozva a HDD a házba. Figyeljük meg azt is, hogy mennyi a delta T! HDD h tések
H tés nélkül
IceCrown passz.
IceCrown akt.
Drive-A-Way
Üresjárat
52°
36°
31°
38°
Másolás
55°
37°
31°
43°
H tés kategóriában remekül teljesített a Gt megoldása, mit tud a Nexus? Doboz be a gépbe, csavarok meghúzása, gomb megnyomása, indul a gép. Els pillanatban felt nik, hogy hiányzik valami. Billenty zeten égnek a LED-ek, el jött az indítási képerny is, és már be is köszön a Windows. Megvan minden, vagy mégsem? Nincs meg, elt nt a merevlemez hangja! Érdekes, amíg megvolt fel sem t nt, csak most érezzük hiányát a fülünket bántó surrogásnak. No, annyira mégsem hiányzik… Ha úgy tekintünk rá, mint h t re, elég lehangoló a véleményünk. A gyári állapotnál ugyan nagyságrendekkel jobb, de egy h t t l kicsit többet várunk. Ha úgy tekintünk rá, mint a gépünk csendesítését célzó eszközre, azt kell mondanunk, kit n . Ezt szavakkal nehéz leírni, de tényleg elt nt a merevlemez minden hangja, és azt vesszük észre, hogy az egyik leghangosabb alkatrész hangját sikerült eliminálni – egy halk rendszerben. Ha úgy tekintünk rá, mint h t és csendesít eszközre, akkor nagyon jó! A csendért ugyan kompromisszumot kötünk a h mérséklet kárára, de van akinek ez éri meg jobban, mert sokszor fontosabb a csend, mint a végletekig h tött merevlemez. A Glacialtech terméke 6500Ft, a Nexus terméke 15000 Ft körül mozog – sajnos ez a csend ára.
39
Egy mostanában egyre inkább fontos pontra még ki kell térnünk, a tápegységek h tésére.
Enermax P-VE 465, 9 és 8cm-es ventivel
Hipower, 12+8cm
Igen nehéz kérdés, a téma szakért i nem nagyon jutottak még közös nevez re, mert teljesen átszell ztetni nehéz a tápot úgy, hogy semmi ne legyen hanyagolva, hogy mit mennyire fontos h teni, melyik a jobb megoldás. Jónak t nik a 2db 8 cm-es ventilátor használata, hogy a táp a processzortól szívja el a meleget… de nem az. Egyszer közvetlen beszívja a proci melegét, ahelyett, hogy azt a házh t vinné ki, másodszor például az Enermax megoldásában 9 cm-es venti fúj befele, 8 cm-es kifele – sajnos nem tud annyit kihúzni a
kisebbik ventilátor,
amennyit a nagyobbik ad – saját tapasztalatom volt a táppal 1 éven keresztül, és tetézte a bajt, hogy nagyon kicsi bordák vannak ebben a típusban. A 12 cm-es ventillátorral szerelt tápegységek elég sok leveg t tudnak halkan megmozgatni, viszont a táp két oldalán lév alkatrészek szinte szélárnyékban vannak. (Mostani tápom ilyen, Chieftec 410-212, az Enermax halála után.) Kicsit javít a helyzeten a Hipower megoldása, ahol hátul segít egy 8 cm-es kihúzni a leveg t. Állítólag kicsivel jobban h t a single 12cm-esnél, személyesen még nem tudtam kipróbálni, így kénytelen vagyok mások tapasztalatára szorítkozni.
40
Tagan 480W 2×8cm
Superflower 4 ventillátorral
Elég jó h tést ér el a Tagan a 2db ventillátort tartalmazó tápegysége, ami nem is olyan ritka megoldás – csak itthon számít annak. A 2 venti ferdén keresztülhúzza a tápon a leveg t, alig marad szélárnyékos hely a tápban. Másik versenyz a Superflower, aki többek között 14 cm-es ventillátorral szerelt tápegységet is kínál – ennek el nye, hogy olyan széles, mint a táp, így nem marad holt tér. De szintén az
maximalista mérnökei követték el a 3 illetve 4
ventillátoros tápegységeket, amik nagyon jól, és halkan szell znek – bár itthon elég ritkán fellelhet k ezek, csak a 14cm-esb l kapni biztosan; illetve a hátsó ventillátornak magasabb fordulaton kell mennie, hogy a többiek által benyomott leveg t kihozza. Véleményem szerint legideálisabb az lenne, ha a tápegység ház eleje felé néz felén egymás mellett 2db 8 cm-es venti kapna helyet: hátul jól perforált rács kellene, mint a 12 cm-eseknél, a kábelek vagy a táp tetején, vagy az alján hátul jönnének ki. Nem szívná el a processzor melegét (azt a házh t re hagyjuk inkább), de a ház tetejében rekedt meleget kivinné – sajnos erre a 12 cm-es tápok nem képesek. Mivel teljes szélességében a tápon ventilátor lenne, és úgyis hosszanti irányú bordák szoktak lenni (ház hosszanti irányában), így könnyen és gyakorlatilag szélárnyék nélkül h thetnénk át a tápot. Egyedül az Arctic Coolingnál láttam nemrégiben ilyet, de sajnos nem kapható az a tápegység. A szabványtól kicsit eltérne ez a táp – széltében körülbelül 1 centivel szélesebb, hátul a kábelek 2-3 cm-el odébb jönnének ki) de ennyire nem ritkán eltérnek, és még minden házba beleférne.
41
Passzív tápegységek Kétféle módon védekeznek a túlhevülés ellen: vagy ventilátor van a burkolaton belül, ami csak túlmelegedés esetén kapcsol be, vagy pedig van egy olyan kivezetésük, amire csak ventillátort lehet kötni, és a felhasználó feladata azt a ventillátort úgy beállítani, hogy a tápegységet h tse. Ezen a kábelen lév ventilátor is csak akkor kapcsol be, mikor a forró lesz a helyzet.
Antec Phantom, a leger sebb
A Yesico fanless tápja
Thermaltake Fanless Silent Purepower
FSP Zen
Az általános 85°-os helyett 105°-os t réshatárú kondenzátorokat használnak ezekben a tápokban, és az átlagosnál sokkal nagyobb bordákat. A Phantom a burkolatának igyekszik átadni a h t, míg a Yesico kreálmánya a hátsó, házból kilógó bordára juttatják ki a meleget. A Zen lyuggatott burkolatán keresztül adja le környezetének a három nagy borda által termelt h t. Érdekessége még, hogy jelenleg ez a legjobb hatásfokú tápegység, 89%-os eredménnyel! Kedvencem a Thermaltake kivitelezése, 42
mely ötvözi konkurensei megoldásait. Hatalmas bels
bordákat alkalmaznak, lyuggatott
burkolata van, és el re – hátulra h cs vel van kivezetve a meleg a tápból réz lamellákra.
A RAM-okra már sok helyet nem pazarolnék, 2 alumínium lemez van felrakva a jobb gyári RAM-okra h vezet szalaggal – ha ezt nem pontosan rakják fel, nem adja át a h t, és még a légmozgás sem tudja h teni. Legjobb a RAMBUS féle rácsavarozás és pasztázás lenne, de a DDR szabványnál nem hagytak lukat a csavarnak. F leg tuning, jó id zítések vagy vízh tés esetén javallott bordás RAM, vagy utólag borda beszerzése. Barkácsolva (nagyobb RAM borda, de ragasztani kell, vagy fémfüllel felrakni) sokkal nagyobb h leadó felület bordát rögzíthetünk a RAM-okra, csak ezzel a garancia megsz nik; mert le kell szednünk a matricákat a modulokról – a papír nem a legjobb h vezet hírében áll. Kapható aktív h téses RAM borda is, illetve több alaplaphoz – az Abitnál – RAM h t ventillátorokat kapunk. A videókártyákra való BGA és TSOP tokozású RAM-okra való bordácskák sok gyártótól elérhet szintén, akár a RAM bordák, méretben és árban van csak különbség köztük, még nagyon teljesítményben sincs. . Ezeket kétoldalú h vezet ragasztóval tudjuk rögzíteni.
Speeze RAM borda és Revoltec VGA BGA RAM borda
Tt aktív memóriah t
Abit RAM Otes h tés
43
Vízh tés „Miért h tsünk vízzel?” - merülhet fel a kérdés az emberben, mert úgy gondolják, hogy a víz egy számítógépházon kívülre való dolog... De megfelel keretek között igenis ott a helye! Mikor az autókban 100°C feletti h mérsékletet, nagy nyomást és rázkódást kibírnak a csövek és az egész h tési rendszer, akkor a 21. században már megoldható probléma a biztonságos vízh tés a gépeinkben – legtöbb ember egyszer en fél a szivárgástól. Legf bb el nye, hogy a számítógépházban: 1, Kevés hely áll rendelkezésünkre, hogy elég nagy h leadó felületünk legyen ahhoz, hogy halkan és hatékonyan h tsük meg alkatrészeinket 2, A házakban ugyan általában van házszell zés, de ezek mértéke messze nem kielégít egy nagyobb teljesítmény PC-hez, mert a sok alkatrész szabályosan bef ti a gépházat, és azok is már forró leveg t kapnak a ventilátortól... (nem ritkán a házh mérséklet pár órás terhelés után eléri a 60°C-t is). 3, Mert légh tésnél jóval hatékonyabb, vagy jóval halkabb - akár hangtalan - h tést készíthetünk 4, Nagyon jó h elvonó a víz, így a házon kívülre kerül a meleg; így annyival kevésbé terheljük meleggel a többi alkatrészt is (f leg a tápegységre igaz ez). A vízh tés napjainkban egyre divatosabbá válik. Hosszú ideig csak a kísérletez kedv ek kiváltsága volt egy-egy sajátkészítés rendszer, mostanra azonban több nagy (és jó néhány apróbb) gyártó kezdett vízh t
rendszerek gyártásába. Ezek között találhatunk teljesen
kompakt, h t folyadékkal feltöltött rendszereket, amiket húsz perc alatt üzemkésszé lehet tenni, de olyat is, amit részegységenként kell összevásárolnunk, és a beszerelés, feltöltés a mi feladatunk. A kompakt szerkezetek általában nem adnak sokkal jobb teljesítményt, mint egy légh tés, el nyük azonban a majdnem zajtalan m ködés és a könny szerelhet ség. Még itt tisztázni kellene, hogy mit h thetünk vízzel, és hogy elég-e ”csak” vízzel h teni. Ami minden rendszerben jelen van, az a processzor vízzel való h tése. Sok - f leg 44
kompaktabb vízh tés - csak a processzort h ti. Második legnagyobb h termel nk a videókártya, amit szintén nagyon célszer ”vizesíteni”. Ezután szokott az északi híd vagy chipset a harmadik legfontosabb h tend elem. Általában a rendszerek 80%-a nem is h t több mindent vízzel. De vannak, akik ennyivel nem elégednek meg, és használnak még vincseszter, tápegység illetve páran RAM és PWM FET blokkokat is.
k általában a „teljes passzívosok”,
vagy az rültebb tuningosok – hogy miért csak k? Mert az utóbbi alkatrészeknek a h tése egyszerre relatíve nehezen megoldható vízzel, és nem feltétlen elégséges a h tésük még így sem. F leg a vincseszter elektronikája sínyli meg ezt, mert a vincseszter blokkok 98%-a csak a merevlemez külsejét, az öntvényt h ti, a kényes elektronikát nem. Lehet kapni olyan ”blokkot” is, ami mint egy vízzel teli lapos zacskó idomul a merevlemez hasához, és ebben vannak kialakítva a járatok a folyadéknak - ennek hátránya, hogy általában nehezen beszerezhet , pedig véleményem szerint ez a legjobb HDD blokk. (Vízh tésnél a h átvev elemet blokknak hívjuk.) Másik kényes alkatrész a tápegység. Tudjuk, hogy az elektromos alkatrészek ellensége a meleg, minél melegebb környezetben üzemelnek, annál rövidebb lesz az élettartamuk. Ez tápegységekben f leg a kondenzátorokra igaz, melegben jóval hamarabb kiszáradnak, 1-2 éven belül is - természetesen nem a noname tápokról van szó, amiknek ehhez meleg sem kell sajnos, általában a standby áram ”melege” is elég nekik - illetve az aktív PFC-s tápok vezérl IC-je szokta feladni a harcot id el tt nem ideális körülmények között. Azért ez, mert a PWM IC-ket, amiken gyárilag a bordák találhatók, oda most blokkok kerülnek, és azok rendesen meg lesznek h tve – de a többi alkatrész nem lesz h tve; igaz, nem is kap annyi meleget a házból.
Az alaplapi PWM MOSFET-eknek a h tése blokkal lehetséges, de nem könny . Az alaplapok 90%-án ( mostanában szerencsére már csak 30-40%-án) nincs lyuk a blokk/egyéb h tés felfogatásának az FET-ekre, így ragasztani kell. Amit ugye nem mindenki szeretne különösen ha még garanciális az alaplap; így általában csak utólag megvásárolható passzív bordát kapnak a FET-ek – szerencsére már szinte bárhol kaphatóak.
45
Itt át is tértünk arra, hogy elégséges-e mindent vízzel h teni. Err l megoszlanak a vélemények; szerintem nem elég. Akik s r n cserélik az alkatrészeiket, azoknál nem jön ki a rövidített élettartam, illetve nem sokan használják napi sok órában, vagy végig terhelve (mint pl. én is 7/24/100%) egy tápegység azért megérzi. Ezért - szerintem - nem elégséges mindent vízzel h teni, a leglényegesebb, legmelegebb alkatrészek h tését mindenképp célszer a vízre bízni, a többit meg lehet okosan halkan és hatékonyan léggel is h teni. Egyel re, és reméljük így is marad ez egy darabig. Vincseszterek elé egy 8 cm-es vagy 12 cm-es halk ventilátort szerelve - rendesen „kivágott”, perforált házban, hogy leveg nek minél kevesebb dolog legyen az útjában légszállítás és zajkeltés miatt is - megfelel en megh ti ket, illetve ma már szerencsére egyre több igényesen kialakított h tés tápegységgel találkozhatunk, amikben egy 12-14cm-es ventilátor dolgozik vagy kett -három halk 8cm-es ventillátor, rendesen megtervezett ”szélcsatornát” keltve a tápban, és így megfelel en megh tve az áramot biztosító alkatrészünket.
Elmélet: Itt szeretném ismertetni a vízh tés elvét, végigmenni az egyes alkotóelemeken, melyeken részletesebben, tétel szerint majd a kés bbiekben lesz szó. Az alábbi ábrán látható egy nagyon egyszer folyamatábrája a folyadékkal való h tésr l.
46
Látható, hogy szükség lesz egy h átvev
elemre - továbbiakban blokkra -, mely a
processzorról származó h t átadja a rendszerben lev folyadéknak (általában több komponenst is h tünk vízzel, de az egyszer ség kedvéért most csak a processzort említem) . A blokkok belsejében vízjáratok helyezkednek el. Az ezeken keresztüláramló folyadék szállítja el a meleget a h leadóig - a radiátorig - mely a processzor által termelt, folyadéknak átadott meleget leadja a környezetének. Az egész rendszer egy körfolyamatot kell alkotnia, azaz a rendszerben lev folyadék felveszi a processzor által leadott h t, melyet lead a h leadó elem, (radiátor) majd az így visszah tött folyadéknak pedig újból el kell, hogy jusson a h tend alkatrészekhez hogy ismét felvegye a meleget. A rendszerben folyadék állandó áramoltatását keringet szivattyúval - továbbiakban pumpa - oldjuk meg.
A következ ábra kicsit részletesebb lesz, mint az el z . Ennek az az oka, hogy közelít a gyakorlati kialakításhoz, és további lehet ségeket mutat, míg az el z egy nagyon elméleti vázlat volt. Az alkatrészek sorrendje az alábbiak szerint alakul: CPU Blokk Radiátor
VGA Blokk Pumpa
NB Blokk Áramlásfigyel
HDD& /|Táp Tartály
Mivel legtöbb h t a processzor termeli, ott kell, hogy legyen még a leghidegebb a víz, a radiátorból oda megy el ször a folyadék. Aztán h mennyiség alapján csökken sorrendben jön a többi komponens. A blokkok után jön a tartály, ahol ha marad leveg , vagy szennyez dés a rendszerben, rögtön ki kell válnia, még a pumpa el tt! Ha van áramlás figyel nk, a tartály és a pumpa közé célszer rakni, ha ezek egybe vannak, a pumpa elé. A keringet nk azért a hideg körben van – holott felf ti a vizet – mert akváriumba, kis szök kútba való pumpákat használunk, amik nem rendelkeznek h téssel, a víz vonja el a motor melegét, mi pedig a meleg körben 40-50°-os vízzel dolgozunk. Mivel 5-10 Watt-osak, nem f tenek számottev en, ezért inkább h tjük azzal, hogy a kör hideg részében helyezzük el ket.
47
Látszik, hogy bekerült egy tartály is a körbe. Ennek leginkább légtelenít , tágulási és feltöltési szerepe van – illetve célszer
sz r t is rakni bele használt radiátor esetén. Ugye, ha
belegondolunk, akkor a folyadékot mikor melegítjük, akkor a térfogata növekedni kezd. Ennek mértéke a h mérséklet változással egyenesen arányos, azaz minél magasabb h mérsékletre növeljük
a
folyadékot,
annál
nagyobb
térfogatra
tágul.
Valamint f ként a rendszer folyadékkal való feltöltésekor apró leveg buborékok is kerülnek a folyadékba, melyek folyamatosan keringenének a rendszerben a folyadékkal együtt. Viszont, ha van egy tartály is a rendszerben, mely nincs színültig töltve folyadékkal, akkor a kering leveg buborékok itt ki tudnak válni a körb l. Ugye a leveg inkább h szigetel , és ha valamelyik blokkban megreked, akkor ott nem történik meg a h elvonás. A folyadék térfogat növekedésekor pedig a tartályban lev leveg t fogja egy kicsit összébb nyomni, hiszen míg a folyadék szinte nem, a gáz (itt leveg ) összenyomható. Célszer
még azonban rendszerünk biztonságán is növelni. Ami egy jól összeszerelt
rendszerben problémát okozhat, az a folyadék áramlásának folyamatos biztosítása, annak meglétének állandó vizsgálata, hiba esetén a szükséges beavatkozás elvégzése. Nézzük csak, arról van tehát szó, hogy milyen hibák lehetnek a rendszerben. Legalapvet bb gond a szivattyú meghibásodása, egy cs megtörése vagy a folyadék távozása a rendszerb l, amik miatt a h tött eszköz nem kap megfelel h tést és rosszabb esetben tönkremegy. (A folyadék elfolyása miatt ugyan más okból is tönkremehet valami, nem csak attól, hogy túlmelegszik, hiszen a h t folyadék végigfolyva egy feszültség alatt lev alaplapon tönkreteheti azt, bár a használt folyadékok nem vezetik az áramot.) De elfolyhat úgy is, hogy nem vesszük észre és a PC-n, s t akár a szobán kívül is elfolyhatott (err l még kés bb). Ugye ilyenkor megint az történik, hogy leveg kerül a rendszerbe a folyadék helyett, ami közel sem olyan jó h vezet képesség , mint a folyadék, ill. a szivattyú sem képes keringetni azt! Ez nem fordulhat el , ha megfelel en össze van szerelve a rendszer. Ha viszont minden rendben a folyadékkal, tegyük fel, hogy meghibásodik a szivattyú és emiatt sz nik meg az áramlás. A lényeg, hogy célszer a rendszerbe a lehet ségekhez képest némi védelmet építeni, mely(ek) megvédi(k) a PC-t. Leginkább egy olyan védelmet javaslok, mely figyeli az áramlás meglétét a rendszerünkben, azonnal kikapcsolja a PC-t, ha megsz nik, valamint addig nem is engedi bekapcsolni, amíg az
48
áramlás meg nincs. Err l szintén b vebbet majd a védelmeknél írok. Lehet a védelem olyan is, mely a h tend
elem(ek) h mérsékletét figyeli, amennyiben az meghalad egy bizonyos,
általunk definiált küszöbértéket, akkor avatkozik be. Ez az olcsóbb megoldás, mivel az alaplapokon már mindegyiken található h védelem.
Radiátor A radiátornál két folyamat játszódik le: -
h átadás a vízoldalról a radiátor anyaga felé
-
h átadás a radiátor anyag és a környezeti leveg felé
A h átadás annál jobb, minél nagyobb a h átadó felület és minél nagyobb a h t elvezet közeg sebessége. A két feltételt együtt, vagy külön-külön lehet favorizálni. Vegyük el ször a h elvezet közeg sebességét: Ha adva van egy h átadó felület, a felmeleged leveg t - egy adott ésszer határig - minél nagyobb sebességgel vezetjük el, annál jobb lesz a h tésünk. A folyamat nagyon hasonlít a processzor légh téséhez azzal a különbséggel, hogy a h átadó felület jelen esetben sokszor nagyobb, mint egy processzorh t nél. Itt van a vízh tés egyik nagy el nye. Ha el tudjuk szállítani a h t a processzortól jó hatásfokkal, akkor jóval nagyobb radiátorfelületen - hiszen b ven van hely - sokkal jobb h elvezetést lehet biztosítani, azaz kisebb lesz a processzor h mérséklete. Mivel
lehet
ezt
a
legegyszer bben,
viszonylag
kis
térfogatban
biztosítani?
A kereskedelemben kapható, pl. gépjárm bels f t radiátor és ventilátorok felhasználásával, de manapság egyre több helyütt és egyre olcsóbban lehet direkt vízh téshez készült radiátorhoz hozzájutni. (Olyan radiátorhoz, amire két darab 8 cm-es ventillátort lehet fogatni hozzávet legesen 8 ezer, olyat amire egy 12 cm-es ventillátort, ahhoz 10, és amire két darab 12cm-es ventillátort lehet fogatni körülbelül 14 ezer Forinttól lehet hozzájutni. Passzív radiátorok valamivel drágábbak.)
49
A képen egy LADA h t radiátora van, mely alkalmas akár ventilátor nélkül is egy közepes h t disszipáló processzor és videókártya h tésére. Ez a radiátor sárga- és vörösrézb l készült (bels
csövezés
vörösréz, hogy egyezzen az anyag a blokkokkal, a lamellák sárgarézb l vannak). További el nye ennek, hogy kialakítása végett egyben egy tartály is, majdnem két liter folyadék fér bele ebbe a radiátorba. Ezzel a rendszer feltöltése egyszer : tetején kialakított nyíláson át tölcsérrel feltölthet
a rendszer. Ehhez
szoktak készíteni/venni a másik oldalán alul (eredetileg a h gomba helyén) egy leereszt csapot is - mivel a rendszer kialakítása olyan, hogy a radiátor hátsó-alsó sarka van a legalsó ponton, ill. itt van a csap is, így könnyen leereszthet a h t folyadék. Mivel felülete a fenti képen látható f t radiátorénál nagyobb, lamella kialakítása nem olyan s r , így nem feltétlenül kell a h t elvezet közeg sebességét növelni. Minél s r bb a radiátor lamellázása, annál inkább kell kifújni a köztük rekedt meleget; míg egy ritkán lamellázott radiátornál általában elég nagy hely van ahhoz, hogy ne rekedhessen meg a meleg. Viszont ha a h leadó felületet nézzük - mondjuk négyzetméterben - akkor ugyanakkora h leadó felülettel rendelkez ritka radiátor sokkal nagyobb külméretekkel rendelkezik.Ezekben a radiátorokban alumínium vagy réz csövek vannak meghajlítva, és azokban áramlik a víz, ezekre - ezeket összekötve - pedig lemezek (un. lamellák) vannak forrasztva. Különbség els sorban a lamellázás s r ségében szokott lenni, és esetleg, hogy milyen vastagra készítik, hány sor cs vel. A direkt passzív radiátorok igazából általában nem túl bonyolult felépítés ek egy lyukas henger, amin 6-8 egész hosszában végig futó lamella van. A cs egyik felén befolyik a víz, a másik felén pedig ki - ezeket lehet sorba kötni tetsz leges méret radiátorhoz, vagy a kész gyáriakat is így készítik.
50
Hagyományos single radiátor
Zalman Reserator belül
Reserator összeállítva
A radiátor elhelyezése A radiátort olyan helyen célszer
elhelyezni, ahol az általa leadott h
nem jelentkezik
számunkra káros hatással. Gondolok itt arra, hogy ha a számítógép házon belül helyezzük el, akkor - igaz gépünk kompakt marad, könnyen szállítható - a meleg ugyanúgy a gépben reked. Ezt persze kedvez en kialakított szell zéssel, ventilátorokkal megoldhatjuk, de további zajforráshoz jutunk ezáltal – nem jó megoldás. Sokkal kedvez bb a radiátor a PC házon kívüli elhelyezése, ahol a radiátor a gép belsejének melegítése nélkül tudja a h t leadni. Ez lehet a gép tetején, esetleg oldalán. Eléggé kedvez megoldás lehet az is, ha a radiátort a házon kívül (értsd: melyben lakunk) helyezzük el, ha lehet valami árnyékosabb helyen. Így a h vösebb évszakokban ingyen juthatunk nagyon kedvez
h mérséklet
h t vízhez, nyáron pedig a radiátorra szerelt ventilátorok tudnak
rásegíteni a h leadásra, hiszen ebben az esetben a ventilátorok zaja sem zavarhat minket. Ennek a megoldásnak van néhány hátránya, történetesen kinti nagy hidegek esetén a szobában a jelent s h mérsékletkülönbség miatt párakicsapódás jöhet létre a csövek küls falán. Ezt h szigeteléssel megsz ntethetjük, bár a processzor környéke és a h t tömb szigetelése nem egyszer feladat. A másik hátránya ennek a megoldásnak a gép immobilissá tétele.
51
Általában a gépház tetejébe (azt kivágva) vagy a ház mögé rögzítjük a h leadót. Ha a hátsó ventilátor helyére rögzítjük a radiátort, az még jó megoldás, mert az már nem fog a házba f teni, hanem kiviszi a ventilátor az összes meleget. A Titan Robena ház egy követend
Barboneban single radiátor Titan Robena oldala> <2 passzív radiátor oldalt
kezdeményezés, miszerint a radiátort tegyük a gép oldalába, és így elég jó felület , házból mégsem kilógó radiátort kapunk.
Pumpák A pumpáknak három lényeges követelménynek kell megfelelniük. Ezek a megfelel szállítási magasság, vízszállítás és a felvett teljesítmény. Rossz méretezés esetén lehet bármilyen jó a rendszerünk, mégsem lesz megfelel
a h tés. 250 és 1200 liter/órás pumpákat érdemes
használni, általában 300-700 liter/órás típusok a legnépszer bbek. Alacsonyabb hozamú pumpával romlana a h tési teljesítmény, a fels
határnál er sebb pumpa pedig túl sokat
fogyaszt, így nagyon felf ti a vizet – és itt már hiába gyorsabb a víz áramlása, ett l er sebb pumpa a h tés rovására megy. Áramellátás szempontjából 230 V-os illetve 12 V-os (szabványos molex csatlakozós) megoldások vannak, utóbbiak jóval drágábbak, és általában nem túl er sek. 90%-ban 230 V-osat használunk, vagy relé kapcsolja a pumpát, vagy a számítógép elosztójára van egyszer en kötve, amit a gépet kikapcsolva úgyis lekapcsolunk.
52
H t folyadék Nagyon fontos a helyes h t folyadék megválasztása is. Az alábbi kritériumokat kell, hogy teljesítse: •
Jó h vezetés
•
Korrózió és vízkövesedés megakadályozása
•
Algásodás kialakulásának megakadályozása
Mivel ritkán kapható és nehezen beszerezhet
a kész h t folyadék, ezért az alábbi
alternatívákat használhatjuk: Bidesztvíz, alkohol és ioncserélt víz, fagyálló és ioncserélt víz. A bidesztvíz egyesíti a desztillált víz (nem alakulhat ki benne élet, de korrodálást el segíti) és az ioncserélt víz (nem segíti el
a korróziót, de élet kialakulhat benne) el nyeit. Ritkán
találunk ilyet boltban, ezért vagy alkoholt vagy fagyállót érdemes keverni az ioncserélt vízhez, hogy azok megakadályozzák az algásodást. A fagyálló keni is a pumpát, viszont bármilyen ragasztás van a rendszerben, azt oldja id vel, a vízzel felesbe kell keverni. Az alkoholból 1,5-2 liter vízhez 2 dl kell – bármelyik patikában kapható 97-98%-os szesz pont megfelel . Védelem Igazából két dolgot értünk ezalatt. Egyik, hogy van átfolyásmér nk, és ha nincs áramlás, lekapcsolja a gépet – persze elektromos átfolyásmér
tudja csak ezt. Másik, általában
elégséges védelem, hogy az alaplapok h védelmét használjuk. Beállítjuk a még logikus legalacsonyabb h mérsékletre, azt elérve a gép kikapcsol. A cinikus ismer seim szokták kérdezni, hogy „És mi van, ha leáll a pumpa?” Amire azt válaszolom, hogy „Ugyanaz, mintha a ventilátor állna le.” Én a plusz elektronikát kerülöm, az alaplapi védelmet használom, és a nagytöbbség szintén. Blokkok Anyagukat tekintve lehetnek alumíniumból, és rézb l; a kett vegyes használata kerülend . Ugyan ioncserélt vizet használva elméletileg nem okozhat problémát, de korrodálhatnak.
53
Kezdjük a CPU blokkokkal. Ahány blokk, annyiféle vízjárat van marva/fúrva rajta, legelterjedtebb a sima bordázás, pl. ilyenek a HunFrost blokkok. Anyaguk réz, nikkelezve vannak, hogy az id vel színesed (korrodáló) réz ne legyen csúnya, mert átlátszó plexi tet s a blokk – illetve a különböz anyaghasználattal járó korrodálásnak lehet elejét venni még ezzel. Gyorscsatlakozó van rajta, mint a legtöbb blokkon. HunFrost rev 3.1 NexXxoS HP Pro >
A Nexxxos blokkja az elméletileg legjobb megoldást követi, hogy a hideg víz épp a mag fölé érkezzen – gyakorlatilag nagyon pici eltérés van h tésben a két kialakítás között, de az el z t sokkal könnyebb (és olcsóbb) marni. A Waterchill blokk az olcsóbbik marást ötvözi a magfölé érkez vízzel, de itt két oldalon távozik a víz, egy Y elemmel egyesíteni kell a kimen csöveket, ami nem a legkényelmesebb. Waterchill blokk
A
VGA
blokkok
kisebbek,
és
általában könyökcsonk van rajtuk, hogy ne lógjanak át a csövek a többi b vít kártya helyére. Általában csak a
lefogatásban
és
az
egyenes
csonkban különböznek a
Hunfrost VGA blokk
chipset blokkok a VGA blokkoktól.
54
VGA blokk marás
HDD blokkokat kapunk még készen, (RAM, FET, itt egy szintén magyar blokkot láthatunk. A Hunfrostról annyit, hogy két BME-s hallgató csinálja, és blokkjaik megverik a méltán elismert Innovatek blokkokat; fél harmad áron. Hunforst HDD blokk>
Peltier – elem Az eddig bemutatott h tések kivétel nélkül a környezet felé adják le az összegy jtött h t, így a h cserél
nem képes az
t körülvev
leveg
h mérséklete alá h lni, vagyis mindig
szobah mérséklet felett maradnak. Ahhoz, hogy ezt a határt átlépjük, aktív h tésre van szükségünk, olyan eljárásokra, melyek képesek a h mérsékletet megfelel en lecsökkenteni. A most bemutatásra kerül két eljárás közül az úgynevezett Peltier-es h tés az egyszer bb. Ehhez a h téshez nincs szükségünk másra, csak egy Peltier-elemre, áramra, és persze valamilyen megoldásra a keletkez h elvezetésére. A Peltier-elem egy úgy nevezett félvezet h szivattyú, melynek m ködése az 1834-ben felfedezett Peltier-effektuson alapul. A Peltierh t két vékony kerámia között lév félvezet lapokból álló eszköz. A félvezet anyaga általában bizmut-tellúrit, amelyet "p" és "n" típusú szennyezéssel félvezet tulajdonságúvá tesznek. Ezeket a "p-n átmeneteket" azután elektromosan sorba, termikusan párhuzamosan kapcsolva helyezik a kerámialapok közé, és kivezetésekkel látják el
ket. Ha a
kivezetésekre áramot kapcsolunk, akkor az elem két oldala között h áramlás indul el. Ezt a h áramlást szabályozni lehet a feszültség változtatásával, ám minden elem h vezetésének van egy fels határa, amit a két oldal között mérhet h mérséklet-különbséggel szoktak jellemezni. Röviden tehát, a Peltier-elem egy mozgó alkatrészek nélkül m köd h szivattyú, mely a rákapcsolt feszültség hatására lép m ködésbe. Ha visszaemlékszünk kicsit a heatpipe-os, vagyis h csöves h tésre, ott sem található mozgó alkatrész, ám a h szállításhoz szükséges energiát magából a h tend alkatrészb l nyerjük. A h cs nek ez nagy el nye, hiszen küls
55
energiaforrást nem igényel, viszont hátránya is, mivel plusz energia bevitele nélkül a h tés hatékonysága elmarad a Peltier-elemét l. Érdekesség, hogy Peltier-s h tésb l léteznek többlépcs s változatok is. Ezeknél az egyre növekv teljesítmény elemeket raknak egymásra. Egy ilyen több lépcs s h tés esetén elérhet a -150°C is. A Peltier-s h tések használata meglehet sen ritka számítógépes körökben. Ez annak tudható be, hogy az elem meleg oldaláról rendkívül jó teljesítmény h cserél rendszerrel lehet csak a felgyülemlett meleget elszállítani - vízh tés. A Peltier-s vízh téseknek két elterjedt fajtája van. Létezik egykörös rendszer, ahol a már meglév
komplett vízh t
rendszert egészítik ki egy Peltier-elemmel, amit közvetlenül a
h tend processzorra, esetleg videokártyára helyeznek. A rendszer el nye a relatíve egyszer felépítés, hátrány, hogy a vízh tés meghibásodása esetén a Peltier-elem menthetetlenül átégeti magát a h tend hardveren. Itt érdemes ismét megállni kicsit. A Peltier-elemr l tudni kell, hogy csak akkor képes hidegen tartani az alatta lév magot, ha a fels részér l elszállítjuk a h t. Amennyiben ez nem történik meg, az alsó, amúgy hideg rész, pillanatok alatt eléri a fels h mérsékletét. A h leadó rész h mérséklete függ a h tend
felületr l elszállítandó h
mennyiségét l is, így processzor esetén a h tés nélkül maradt elem jóval száz Celsius fölé hevül. A Peltier-s vízh tés második, némiképp biztonságos módja a kétkörös h tés. Ebben az esetben a Peltier-elemmel a h t folyadékot h tjük, és ezt a leh lt folyadékot keringetjük a rendszerben. Az elv hasonlatos ahhoz, amikor egy vízh t höz tartályként akváriumot használunk, és abba jeget szórunk. Belátható, hogy ebben az esetben, mivel az elem nem érintkezik közvetlenül a h tend alkatrésszel, az égés veszélye megsz nik. Hátrány, hogy jóval bonyolultabb vízkört kell építeni, mint az els esetben. Az utóbbi években sok gyártó kísérletezett a Peltier-s h tést légh téssel kombinálni. Ezeknél a h t knél az elem közvetlenül a h tend processzorra került, a Peltier fels részén pedig egy meglehet sen hatékony (hangos) légh tés kapott helyet. Ez a módszer nem terjedt el, és ennek több oka is volt. Az els , hogy ezek a szerkezetek nem m ködtek megfelel hatékonysággal, a
56
második, hogy a feljebb említett átégés veszélye miatt komoly véd elektronikával kellett ket ellátni. A megfelel teljesítmény hiánya könnyen magyarázható. A légh tés nem képes több száz Wattnyi h t hatásosan elszállítani, így alájuk csak kis teljesítmény Peltier-elemek voltak szerelhet k. Ezek a meglehet sen gyenge elemek alig néhány fokkal tudtak az eredeti légh tésnél jobb eredményt produkálni, és ahogy n tt a h tend processzor által leadott h , úgy csökkent a hasznos teljesítményük. Az elterjedést akadályozó második ok a magas ár volt. A védelem ezeknél a rendszereknél rendkívül fontos, ám ennek ára is van. A véd elektronikát is meg kellett fizetni, ami már irreális magasságokba emelte a szerkezet árát. Egyes megoldások esetén egy csak a processzor h tésére használható Peltieres,
légh téses
komplett
jó
kombináció min ség
áráért vízh tést
kaphattunk, ami ráadásul ellátta az alaplap északi hídjának, és a videókártya grafikus magjának h tését is. Peltier - elemes blokk Látható, hogy bár a Peltier-s h tés használata meglehet sen egyszer nek t nik, mégsem az. Annak, aki ilyen h tést kíván használni, sok-sok akadállyal kell megküzdenie. Elég megemlíteni a Peltier-elem körüli jegesedés megakadályozását, vagy az esetlegesen keletkez jég olvadásakor el álló víz elszállítását. Ezek a problémák megoldhatóak, csak kissé körülményesen, így csak megszállottaknak ajánlott, míg emberi áron lehet majd gyári komplett szettet venni.
Kompresszoros h tés A kompresszoros h tés meglehet sen ismert, hiszen napjaink h t szekrényei majdnem mind ezen az elven m ködnek. Anélkül, hogy belemerülnénk a kompresszor ismertetésébe, érdemes megemlíteni, hogy a h t közeg keringetését egy ilyen rendszerben nem normál szivattyú formájú szerkezet végzi, hiszen nem folyadékot, hanem gázt kell keringetni. A pumpáló hatást egymáshoz szorított fémlapok hozzák létre, ezek között áramlik át a gáz. A h tést ennél a
57
rendszernél is a párolgás által elvont h
szolgáltatja. Miközben a folyékony h t közeg
elpárolog, h t von el a h t szekrény belsejéb l. A cs kígyó végén lév
kompresszor az
elpárologtatott g zöket elszívja, összes ríti (komprimálja, ezért nevezzük kompresszornak), majd
a
kondenzátorba
továbbítja,
ahol
a
nagynyomású
h t közeg
g zök
újra
cseppfolyósodnak az elvont h t leadják. A kompresszoros rendszereknek négy fontos elemük van. A kompresszor, ami keringést biztosítja, a h leadó,(radiátor) melyen keresztül a rendszer leadja a környezetnek a felvett h t, a kapilláriscs , ami az összes rített folyékony állapotú gázt az elpárologtatóba szállítja (eközben szabályozza a nyomást a rendszeren belül), és maga az elpárologtató (blokk). A h tés akkor következik be, amikor a kapilláris cs b l az elpárologtatóba kilép a folyékony gáz.
Kilépéskor
gáznem vé
válik.
kitágul, Ez
a
elpárolog,
újra
párolgás
vezet
h elvonáshoz, ez a h elvonás biztosítja a h tést.
A
fenti
sorok
teljes
egészében
alkalmazhatók egy normál otthoni h t gépre, és egy kompresszoros számítógéph tésre is. A két rendszer közötti különbség a h leadó, és az elpárologtató kiképzése. A kompresszoros h téseknél nem ritka a processzor oldalán a mínusz húsz, vagy akár mínusz negyven Celsius fok sem. Ennél a h mérsékletnél a leveg b l pillanatok alatt kicsapódik a pára, ami jég formájában gy lik össze a h tött alkatrészen és annak környékén. Ennek megakadályozására ismét olyan módszert használnak a számítógépes h tést épít k, aminek párját megtaláljuk a h t szekrényekben is. Meglep módon a h t felület mellé egy kis f t alkalmatosságot kell telepíteni. Ez a h tés közvetlen közelében, a h t fej szigetelésének küls oldalán tartja plusz tartományban a h fokot, így nem csapódik le a pára. A h t gépeknél hasonló módon m ködik az önleolvasztás, ebben az esetben azonban magát az elpárologtatót is felmelegítik rövid id re, hogy a ráült jég elolvadjon.
58
Mint írtuk, a számítógépen belül nem túl szerencsés a jég kialakulása, h tend alkatrészeket nagyon gondosan el kell zárni a külvilágtól, hogy leveg
a közelébe se jusson. A gyári
rendszereknél e célból a processzort, a foglalatot, és annak környezetét szivaccsal (samottal) fedik be, majd a foglalatot és a CPU-t vastagon bekenik h vezet zsírral. A szigetelés bels felét az elpárologtató h ti, a küls felét pedig az el z ekben említett f t szál. A fenti bekezdések elolvasása után mindenki láthatja, hogy házilag elkészíteni egy kompresszoros h t t elég nehézkes. (Persze például a HWSW fórumon is ismerek 2 embert, akik ezeket építik, de szakértelem szükséges hozzá!) A legnagyobb gondot az elpárologtató elkészítése okozhatja, hiszen a többi alkatrész beszerezhet
bármelyik ipari h téssel
foglalkozó szaküzletben – más nem külföldr l kell rendelni a párologtatót/blokkot. Illetve el reszerelten házzal együtt 120 ezer Forint körül lehet venni Asetek Vapochill szettet.
Házba szerelve a kompresszor és a radiátor
CPU blokk és szigetelése
F t szál a processzor mögé
Szigetelés belülr l
59
Saját rendszerem A több éves önképzés és tapasztalat szerzés eredményeképp igyekeztem ideális közeli h tési rendszert építeni, természetesen az ár/érték teljesítményt is fontos szempontként szem el tt tartva. Mostani h tésem vízh tésem második revíziója. Hunfrost rev 3.1es vörösréz blokk nikkelezve, plexi átlátszó tet vel, Innovatek gyorscsatlakozóval tartja 3000+ -os Venice magos Athlon64
-emet
1,8
GHz@2,6
GHz
1,4V@1,6V
teljes
terhelésnél
48°-52°-osan
szobah mérséklett l függ en. Egy Eheim 1046-os 300 liter/órás pumpám van, gumibakokkal felfogatva,(hogy elnyelje a motor rezgéseit) hozzáill Innovatek tartállyal, és mivel még nem sikerült HPPS rotort szereznem hozzá, így egy „Eheim teflon mod”-ot ejtettem meg rajta, hogy ne zörögjön a kopott rotor. Innovatek zöld csöveket használok, 4 darab törésgátló rugóval a blokkok csonkjainál, és zöld UV reagens festék van az ioncserélt víz és alkohol keverékéhez keverve. A h cserél m el z leg egy Kamazban teljesített szolgálatot, mint f t radiátor. Némi lakatos munka, (keret hegesztése rá, fülek, tartók készítése, zárszerkezet, csonksz kítés) lamella egyengetés tisztítás és festés után érte el végleges formáját. Ezt két darab Thermaltake egyik oldalon csúszó, másik oldalon golyós csapágyas, kiegyensúlyozott(!) 12 cm-es ventilátor h ti 5 V-on járatva, egy karton paláston helyet foglalva. Ez els sorban arra jó, hogy ne csak a 2×12cm átmér j körben szívja le a leveg t a radiátorról, hanem most egy 14×32 cm-es területr l, és távolabb van a lamelláktól a ventillátor így nem generál fölöslegesen szélzajt. Antec PlusView 1000 AMG házamat 4db zöld ledes Antec golyóscsapágyas ventilátor h ti 5 V-on hajtva, ebb l elöl mindkett befúj a házba, egyik a moddolt HDD blokkon keresztül, másik a ház aljában a pumpát és a házat h tve. Hátul az alsó ventilátor kifúj, a fels befele, mivel a tápegységem ellen dolgozott kifele fordítva. A hátsó ventillátorrácsok a szélzaj miatt távtartóval fél centire vannak a ventillátoroktól. A ház oldalában egy Zalman ZM-F1 csúszócsapágyas (tehát csapágyhang mentes) légkavaró teljesít szolgálatot, az el lapi panelen 4 és 7 V között szabályzom általában – ez elé tettem Coolink porsz r t, mivel itt oldalt nem volt gyárilag, csak az els kett el tt van a házban gyárilag mosható porsz r . Fél centivel eltartom a plexi rácsától, hogy minél kisebb legyen a szélzaj itt is. Az alaplapon az északi híd kicsi hangos h tését lecseréltem egy Zalman NB32J bordára, amire még egy halk 4 cm-est 60
szereltem, mert ennélkül 80° fölé kúszott terhelésre a chip h mérséklete, így 50°körül megáll. Adata Vitesta DDR500-as memóriákon gyárilag van borda, ezekre a 2,8@2,85 V-os üzemi feszültség (és ott a légmozgás hiánya) miatt rásegítettem egy 4 cm-es ventivel, el lapi panelról körülbelül 8 V-ot kap; így 45-50° körüliek a RAM-ok. Az alaplapon a FET gyári bordát leszedtem, hogy felpasztázzam a nem túl jó h vezet képesség gyári ’ragacs’ helyett. Az Antec HDD blokkjába új furatokat készítettem, hogy a HDD-k egyenl
mennyiség
leveg t kapjanak – gyárilag a legalsó alig kap leveg t, a legfels meg annyit kap, mint a másik kett együtt; 3 merevlemez fér egy blokkba. A háttértárak oldalát ahol érintkezik a blokkal bekentem h vezet pasztával, ami még 3-3°-os h mérséklet javulást hozott (a VIA 8237R déli hídja a Raid0–ás tömbb l is tud SMART információt olvasni, a 0-ás drive adatait írja ki – ezt más déli hídban lév vezérl k nem tudják.) A ventilátor tartó keret alját kivágtam, hogy alulra is mehessen akadály nélkül a leveg . A videókártya az új lowprofile Hunfrost blokkot kapta meg, így már csak 1 PCI helyet rabol el a VGA h tés. Mivel túl magas volt a keret a GPU körül,(majdnem 1 mm rés maradt a GPU és a blokk alja között – a gyári coolerrel ez nem jött ki, mert azokon van egy kis kiemelkedés a magnál) leszedtem, és kartoncsíkokból készítettem lesarkazásgátlót köré. Az 1,6ns-os Samsung BGA memóriamodulok Revoltec Ramfreezer Alu bordákat kaptak; és hogy a nyákon lév alkatrészeknek ne legyen melegük a
Mhzes órajeleken (amit csak 3D-s
alkalmazások futtatásakor vált ennyire, az AtiTrayTools auto 2D/3D overclock funciójával a 2D-ben 330/400 Mhzen kímél
üzemmódban megy) , ezt h síti els sorban az oldalsó
házventillátor. Fontos a videókártyánál is gondoskodnunk a magon kívül a többi alkatrész h tésér l, mert légmozgás híján 3 számjegyes h mérsékleteket is lehet mérni pár alkatrészen! Az alaplap vs. pumpa + tartály vs. els ventilátor problémát a ventillátorból egy kis darab eltávolításával megoldottam. Kerek IDE, illetve SATA kábeleket használok a kisebb légellenállás miatt. A rack ventillátorát kicseréltem egy halkabb 4 cm-esre, majd kivágtam a leveg nek befele (nem a küls rácsból) útba lev m anyagokat késsel, és megemeltem a HDD helyzetét fél centivel, (hogy az elektronikát is érje leveg ) így 8°ot nyertem ezzel pár beavatkozással.
61
A csövek és a pumpa vezetékének kivezetését a saját gyártmányú takarólappal sikerült megoldani, ide való peremes gumigy r t szereztem, és az egyik takarólapot alakítottam át nagy nehezen (1 mm acél, akárcsak az egész ház – 14,5 kg üresen a ház, most körülbelül 32kg) . El z leg korábbi szériás Hunfrost blokkjaim voltak szintén, Hydor Seltz L20 700 l/h-ás pumpával, chipseten a zalman borda, de el z lapjaimra általam f részelt FET borda készletet használtam. Utolsó – és legbeváltabb – légh téseim a Swiftech MCX 462-V processzorh t volt ZM-F2es halk ventillátorral, rezgés mentes felfogatással, illetve egy Arctic Cooling VGA Silencer felelt a VGA h vösen tartásáért. Eheim 1046 vs. front ventillátor
Nyitható a radiátor>
Els szériás vízh tésem ereje: 1,83GHz-es processzor @ 2,85 GHz (AMD Athlon XP M 2500+ Barton). K7 szériából 2,2 GHz volt gyárilag a leggyorsabb…
62
A mostani gépház oldalról…
63
Radiátor hátulról
Még légh téssel, Swiftech + Arctic
Vízh tés rev 1.1 >
El z alaplapom felbordázva
64
HDD h tés teszt: El ször hagytam beállni üresjárati h mérsékletre, majd kikapcsoltam a
HDD-ket
h mérsékletet
(minimum
kipróbálni),
majd
vírus scant futtattam rajtuk. 28°C illetve 32°C fölé nem ment a h mérséklet,
szinte
teljesen
hangtalan ventillátorral h tve. Az eredmények fényében nincs értelme a 12 V-on hajtott ventillátorral és ventillátor nélkül is elvégezni a mérést (illetve használni), mert nagyon halkan és elég er sen h tött, emellett nincs létjogosultsága még a legnagyobb nyári melegben sem a 12 V-on járatott a ventillátornak, és nem nyerünk zaj terén a ventilátor kikapcsolásával sem, mert a három halk Samsung HDD csapágya is hangosabb, mint az 5 V-ról hajtott ventilátor által keltett zaj.
Processzor visszah tési teszt: El ször
terhelés
nélkül
ment
a
processzor (a víz 40°C, szobában 24°C), majd 100% terhelést kapott. Leállítottam a pumpát, majd mikor 68°-ot
elérte
visszakapcsoltam.
a
processzor,
Látszik,
hogy
nagyon er s a vízh tés, kicsi a különbség a terhelt és a terheletlen között, illetve nagyon hamar vissza tudja h teni a processzort! Érdekes, hogy a CPU h mérséklete mennyire visszahat a PWM FET-ekre.6 percnyi monitorozás látható a grafikonon.
65
Befejezés, konklúzió:
Egyre nagyobb szerepet játszik a h tési feladat helyes megoldása a számítástechnikában napjainkban. Jobban odafigyelnek a gyártók is erre, egyre nagyobb a kínálat alternatív (gyári stock coolerek leváltására) h tési megoldásokból, és mi felhasználók ebb l csak profitálhatunk. Nem álom, hogy újra teljesen néma, vagy nagyon halk számítógépet építsünk, annak ellenére, hogy már jóval több h t termelnek alkatrészeink, mint jó pár évvel ezel tt. Már bevált - tuningosok által kitaposott – technikák debütálnak nemsokára a következ generációs hardvereken, így még egy darabig nem kell aggódniuk az egyre növekv h tésigény miatt az átlag felhasználóknak, az igényesebbek pedig már házi barkácsolás nélkül is elérhet az áhított csend és teljesítmény – akár egyszerre. Nem feltétlen kell drága anyagokat felhasználni, bonyolult technikákat alkalmazni, sokszor elég csak jobban átgondolni a feladatot, és rájövünk, hogy jóval hatékonyabban is megoldhatjuk azt, amire idáig nem fordítottunk/fordítottak kell figyelmet.
Irodalom jegyzék: Információkat a www.hwsw.hu, www.hardwareoc.hu, www.prohardver.hu, www.xbitlabs.com cikkei, tesztjei és fórumaiból merítettem.
66
