Какой же кулер нужен CPU?

На самом деле проблема охлаждения CPU не так просто решается, как может показаться на первый взгляд. Она требует продуманных, взвешенных решений, чтобы обеспечить наиболее эффективную и надежную работу CPU. Вот и посмотрим, как это сделать.

Постановка задачи

Имеем следующие исходные данные:

1. T_a - температура внутри компьютерного корпуса;

2. W - мощность, рассеиваемая процессором;

3. T_c - температура процессорного корпуса, которую мы хотим достичь, применяя кулер.

Значения мощности для большинства современных процессоров можно найти на странице Мощность, рассеиваемая различными типами процессоров. За редким исключением, температура внутри компьютерного корпуса не превышает 35-40 °C, поэтому 40 °C можно принять за самую высокую температуру и ориентироваться на нее, как на худший случай (в корпусах ATX температура обычно не бывает выше 30 - 35 °C). Есть методы понижения температуры внутри корпуса. Один из них - улучшение системы охлаждения в корпусе. Читайте об этом в статье Комплексный подход к решению проблемы охлаждения компьютерных систем.

Какой должна быть температура T_c - решать нам. Что касается популярных процессоров PentiumII-PentiumIII, то наиболее предпочтительная для них температура лежит в пределах 40-50°C. Если говорить о максимально допустимой температуре, то на практике выявлено, что для обеспечения устойчивой работы этих процессоров их температура не должна превышать 55-60°C. Максимальные значения, заявленные Intel, выше (смотрим таблицу), но при достижении таких температур процессор становится совершенно неработоспособным.

Расчет

Требуем, чтобы температура процессора не прывышала 45°C. В качестве температуры корпуса берем худший случай для конструктива ATX, когда Ta = 35°C.

В аналитическом виде термосопротивление кулера записывается следующим образом:

R_t = (T_c - T_a)/W

В нашем случае T_c - T_a= 45-35=10 °C.

Соответственно, требуемое значение термосопротивления будет

R_t = 10/18=0.55 °C/W.

Заметим, что полученное значение термосопротивления весьма мало. И на практике кулеры с таким значением термосопротивления найти трудно. Поэтому приходится искать компромис. Или же допускать большую температуру процессора, или же уменьшать температуру внутри компьютерного корпуса.

Теперь об overclocking 'е. Увеличение рабочей частоты процессора приводит к линейному увеличению рассеиваемой мощности.
Например, в нашем случае получится следующее при разгоне до 700 MHz:

W= 18x(700/550)=18x1,27=22,9 W

Соответственно, изменится и требуемое термосопротивление:

R_t = 10/22.9 = 0,44 °C/W.

Важное замечание: в полученные значения для термосопротивления CPU кулера входит и термосопротивление теплового интерфейса. Поэтому, если приобретен кулер, неукомплектованный тепловым интерфейсом, то необходимо учитывать термосопротивление теплового интерфейса. Для тонких слоев (0,05 мм и меньше) термопаст, термосоставов и phase-change материалов значения термосопротивления составляет порядка 0,08 - 0,15 °C/W. Соответственно, для обеспечения общего термосопротивления 0.55°C/W, термосопротивление собственно кулера не должно превышать 0.45 °C/W. В случае же отсутствия теплового интерфейса, суммарное термосопротивление может достигнуть 2 - 3 °C/W или даже выше, что приведет к совершенно недостаточному охлаждению CPU, а значит и к его тотальному перегреву.

Результаты тестирований некоторых кулеров можно найти на странице Результаты тестирования кулеров для Socket7 процессоров

Виталий Криницин
Последнее обновление
27 июня 2000 года