Procesor v računalniku ima prevladujočo vlogo, saj med njegove naloge spada tudi upravljanje sistema. Pri nakupu in delovanju je pomembno upoštevati vse parametre, vključno z odvajanjem toplote procesorja. Ta članek bo o tem.

Načelo delovanja procesorja

Obstaja določeno zaporedje dejanj, po katerih procesor opravlja svoje funkcije. Blok, ki krmili procesor, naloži podatke iz RAM-a, ki bodo kasneje uporabljeni. Po tem se vstavijo navodila

Ko se podatki naložijo v pomnilniški medpomnilnik, se zapišejo v navodila, da se pozneje premaknejo v register. Ko logična naprava prebere prejete registre, s tem izvede v njih zapisana navodila.

Po izvedbi navodil je treba rezultate nekam shraniti, procesor pa jih shrani v svoj predpomnilnik za kasnejšo uporabo. Če bodo informacije ponovno potrebne, jih bo procesor prejel dvakrat hitreje, saj so že shranjene v vmesnem pomnilniku.

Če informacije, shranjene v medpomnilniku, niso več potrebne, jih procesor premakne v glavni pomnilnik, saj lahko shrani več informacij, predpomnilnik pa sprosti prostor za nove podatke.

Parameter, kot je odvajanje toplote procesorja, je eden glavnih, saj ta izračun pomaga ugotoviti, kateri hladilnik je najbolje namestiti.

Glavna značilnost pri izbiri procesorja je jedro. Se pravi, več ko jih je, več je niti, kar posledično poveča zmogljivost osrednjega procesorja.

Enako pomembno kot odvajanje toplote procesorja. Dejstvo je, da je ta parameter vsako leto manjši in se meri v nanometrih. V procesu izdelave je na milijone tranzistorjev, ki skrbijo za prenos enosmerne in izmenične napetosti ter jo pretvorijo v binarni številski sistem.

Frekvenca procesorja označuje njegovo hitrost prenosa informacij in obdelave podatkov. Se pravi, višja kot je frekvenca, bolj produktiven je procesor. Na nekaterih od njih lahko vidite dodatno črko, ki jasno pove, da je naprava zasnovana za overclocking. Pri vsakdanji uporabi je neuporaben, pri igrah pa igra zmogljivost procesorja pomembno vlogo, saj je treba prebrati ogromno podatkov. Procesor se splača overclockati le, če je res potrebno in hladilni sistem to omogoča. Podobni postopki se izvajajo prek menija BIOS.

TDP ali odvajanje toplote kaže, koliko toplote se ustvari, ko procesor deluje. Na podlagi teh podatkov uporabnik izbere hladilnik, ki bo lahko hladil njega in napajalnik. Največje odvajanje toplote procesorja je določeno v parametrih naprave.

Predpomnilnik procesorja je lahko večnivojski, vsaka raven pa ima edinstveno količino pomnilnika in hitrost prenosa podatkov. Višja kot je raven medpomnilnika, počasneje deluje, vendar ima več pomnilnika. Torej, predpomnilnik prve stopnje hitreje komunicira s procesorjem, ker je bližje, vendar je pomnilniška banka zelo majhna. Toda tretja raven ima lahko 8 megabajtov pomnilnika, vendar je dlje od procesorskega čipa, zato mora do njega dostopati prek prvih dveh predpomnilnikov.

Seveda je pri nakupu procesorja pomembno upoštevati njegovo generacijo in serijo. Ti parametri so na prvem mestu, saj določajo, katero vtičnico je treba izbrati za procesor, pa tudi matično ploščo.

Vse to so bili pomembni parametri. In največje odvajanje toplote procesorja vam omogoča, da ugotovite njegovo porabo energije.

Izračun podatkov

Številne uporabnike po postopku overclockinga zanima, kako pravilno izračunati odvajanje toplote procesorja. Primer uporablja procesor s TDP 65 W.

Skoraj vsi procesorji po overclockingu povečajo svojo frekvenco za približno trideset odstotkov. Tako morate vzeti prvotno številko 65 in pomnožiti s 30. Nato dobljeno številko razdelite na 100. Izkazalo se je 19,5. Lahko zaokrožite na dvajset. Zdaj se je izkazalo, da je odvajanje toplote overclockiranega procesorja 85 vatov.

Frekvenco lahko povečate tudi za večje število odstotkov, le pri izračunih morate nadomestiti številko, s katero se pomnoži začetno odvajanje toplote procesorja.

Iz prejšnjega odstavka smo ugotovili, kako ugotoviti odvajanje toplote procesorja. Nadaljujemo z razpravo o tej temi.

Programi za spremljanje temperature procesorja ne morejo pokazati, kolikšno je dejansko odvajanje toplote procesorja. Na primer, "Aida" ali BIOS lahko prikažeta samo temperaturo, ki je v tem trenutku, vendar se med aktivnim delovanjem procesor močno segreje in temu je težko slediti. Zato je najbolj zanesljiva možnost, da ugotovite največje odvajanje toplote procesorja, izračuni.

Pri nakupu procesorja tega proizvajalca je pomembno upoštevati generacijo in serijo. Pri procesorjih Intel je odvajanje toplote odvisno od temperature, ki jo naprava lahko prenese. S temi podatki lahko izberete ustrezen hladilni sistem.

Procesorji tega proizvajalca, ki so zasnovani za mobilne računalnike, imajo toplotno disipacijo 35 vatov. Takšnih čipov ni težko ohladiti, če uporabite najpreprostejši hladilnik z bakrenimi cevmi in hladilnikom. Frekvenca takih procesorjev je od dveh do treh Hz.

Odvajanje toplote procesorjev za namizne računalnike te linije doseže 50 vatov. Tukaj boste potrebovali resnejše hlajenje, vendar se med delovanjem temperatura ne dvigne na visoke ravni. Tako lahko hladilni sistem predstavljamo kot aluminijast radiator brez cevi, z ventilatorjem.

Zmanjšana procesna tehnologija porabi manj energije, druge novosti pa vključujejo povečanje števila jeder na štiri in povečanje frekvenc delovanja. Te nastavitve povečajo porabo energije procesorja.

Odvajanje toplote procesorja i5 ne doseže niti 75 W, vendar proizvajalci priporočajo namestitev 95 W hladilnika. Vse je v potencialu overclockinga, to je, da je standardna frekvenca približno 3,5 Hz, procesor pa lahko pospešite do 4,2 Hz. Z naraščanjem frekvenc se povečuje tudi odvajanje toplote procesorja.

Odvajanje toplote procesorja i7 je praktično enako kot pri prejšnji generaciji, to je 65-75 vatov. Za takšne procesorje boste potrebovali boljše hlajenje v obliki stolpnega hladilnika. Ker ima ta generacija drugačen priključek za priklop, je treba hladilnik izbrati glede na velikost.

Zanimivo primerjavo lahko naredimo z modeloma 7700 in 7700K. Črka na koncu pomeni, da je procesor zasnovan za overclocking, vendar je povečanje zmogljivosti le deset odstotkov. Najpomembneje je, da se je s tako minimalnim povečanjem odvajanje toplote procesorja povečalo za 30 vatov.

Naslednji modeli imajo odvajanje toplote do 200 W, kljub dejstvu, da je njihova frekvenca 5 Hz. To je to - odvajanje toplote procesorjev Intel.

Odvajanje toplote AMD-jevih začetnih procesorjev FX doseže 95 W pri delovni frekvenci 3,5 Hz. Edinstvenost procesorjev tega proizvajalca je, da se razmerje med ceno in kakovostjo razlikuje od konkurenčnih modelov. Tako lahko procesor najnovejšega modela stane 25-30 odstotkov manj kot konkurentov.

V tem primeru AMD uporablja svojo edinstveno vtičnico AM3 +. Če se vrnemo k odvajanju toplote, lahko ločimo modele s TDP 125 W, njihova frekvenca pa komaj doseže 4 Hz. CPU, ki so presegli mejo 220 W, lahko delujejo pri začetni frekvenci 4,7 Hz. Ni pa znano, kako bo hladilnik ohladil procesor, če ga poskusite overclockati. Seveda se lahko sklicujete na zgoraj predstavljene izračune, vendar je odstotek overclockinga procesorjev tega proizvajalca nepredvidljiv.

Izbira in montaža hladilnika za Intel i5 in i7

Torej je izbira hladilnika odvisna od nekaterih parametrov.

1. Odvajanje toplote procesorja.
2. Poraba energije.
3. Sposobnost pospeševanja.
4. Konektor (vtičnica).

Če odvajanje toplote začetnega stanja procesorja omogoča uporabo hladilnika v škatli, potem vam o hlajenju ni treba skrbeti. Ko TDP preseže oznako 95 W, boste morali kupiti stolpni hladilnik z bakrenimi cevmi, hladilnikom in ventilatorjem.

Sodobni trg ponuja razne variacije takšnih hladilnikov, njihova namestitev na procesor pa ostane nespremenjena. Za začetek je vredno odstraniti pokrov sistemske enote in odklopiti vse komponente z matične plošče, da jo postavite v vodoravni položaj. Nato je na zadnjo ploščo pritrjena ojačitvena palica, tako da hladilnik ne deformira matične plošče.

Nanesite kapljico termalne paste na procesor in jo enakomerno razporedite po površini. Zdaj je hladilnik nameščen nasproti lukenj za vijake, ki so priloženi hladilniku. Po tem je pritrjen ventilator in matična plošča skupaj s hladilnikom se lahko vrne v ohišje sistemske enote.

Hlajenje za AMD FX

Parametri za nakup hladilnika so enaki kot v prejšnjem primeru, vendar je namestitev nekoliko drugačna.

Po postavitvi matične plošče v vodoravni položaj je potrebno na procesor nanesti termalno pasto in jo razmazati, nato pa je nameščen radiator s cevmi in ventilator. Dejstvo je, da so hladilniki za procesorje tega proizvajalca nameščeni na popolnoma drugačen način. V spodnjem levem kotu je vzvod, ki se razklopi, da lahko namestimo hlajenje. Nadalje se ročica spusti in naredi značilen klik, kar pomeni, da je hladilnik pritrjen. Pomembno je vedeti, da so izkrivljanja in neenakosti nesprejemljivi, saj lahko to privede do dejstva, da cevi ne bodo pravilno odstranile ustvarjene toplote - in procesor bo preprosto izgorel.

Načelo delovanja hladilnika je preprosto - procesor se med delovanjem segreje, termalna pasta zagotavlja popoln stik med procesorjem in hladilnikom, cevi so vključene v odvajanje toplote v radiator, ventilator pa ga hladi in odvaja vroč zrak. . Hladilniki z radiatorjem brez cevi ali brez ventilatorja imajo nizko hladilno telo, z vsemi atributi pa procesorju ne grozi pregrevanje.

Vsi hladilniki so kupljeni v skladu z vtičnico, saj se razlikujejo ne le po lokaciji "nog", ampak tudi po velikosti. Če je premer ventilatorjev nepravilno izbran, se procesor ne bo mogel ohladiti, kot bi moral, v drugem primeru pa hladilnik preprosto ne bo ustrezal.

Hladilniki s kablom za tri in štiri pine se med seboj nekoliko razlikujejo. Hlajenje s tremi nožicami deluje s polno zmogljivostjo tudi, ko procesor ni aktivno obremenjen. Še ena stvar - štirje stiki. Dodatni zatič omogoča, da hladilnik nadzoruje hitrost ventilatorja glede na obremenitev procesorja. Tako se med pasivnim delovanjem procesor praktično ne segreje - ventilatorji se vrtijo šibko, vendar v igrah ali programih, kjer se aktivno izvajajo izračuni, ventilatorji delujejo s polno močjo.

Če se odločite sami sestaviti nov računalnik, potem morate rešiti številne težave, povezane z izbiro komponent. Ena od teh težav je izbira hladilnika za procesor. V tem članku bomo preučili glavne točke v tem ne zapletenem primeru.

Standardni CPU hladilnik

Pri izdelavi novega računalnika je vedno skušnjava, da bi se odločili za standardni hladilnik, ki je priložen procesorju. Konec koncev, ko ga uporabljate, lahko malo prihranite.

Če sestavljate računalnik za delo z nezahtevnimi programi, bo standarden hladilnik dovolj. Poleg tega, če je v ohišju organizirano dobro gibanje zraka, se bo standardni hladilnik spopadel tudi s težkimi programi in računalniškimi igrami.

Edina stvar, za katero standardni hladilnik zagotovo ni primeren, je overclocking procesorja. Če nameravate pospešiti procesor, potem morate zagotovo vzeti učinkovitejši hladilni sistem.

Prav tako se ne odločite za standardni hladilnik (ali tako imenovani "hladilnik v škatli"), če želite zgraditi tih računalnik. Standardni hladilniki so običajno zelo majhnega premera in so zaradi tega opazno hrupni. Hkrati bi morali biti obrati takšnega hladilnika visoki, ker je tudi radiator pod njimi majhen.

Podnožje za hladilnik procesorja in dimenzije

Pri izbiri procesorskega hladilnika je najprej treba upoštevati velikost hladilnika.

Če izberete hladilnik, ki podpira vaše procesorsko ležišče, ga preprosto ne morete namestiti, hladilnik ne bo prišel na pravo mesto. Če se zmotite z dimenzijami hladilnika, lahko pride do težav pri zapiranju ohišja. Če se izkaže, da je hladilnik večji od prostora med procesorjem in pokrovom ohišja, potem preprosto ne morete namestiti stranskega pokrova.

Pri posebej velikih hladilnikih in kompaktnih matičnih ploščah so možne situacije, ko bo hladilnik prekrival reže za RAM ali celo priključke PCI Express. To je treba upoštevati tudi pri izbiri procesorskega hladilnika.

Ni standardni hladilnik v ohišju računalnika

Zato je bolje, da pozorno preučite značilnosti hladilnika in se prepričate, da je vaša procesorska vtičnica na seznamu podprtih vtičnic, dimenzije hladilnika pa bodo ne povzroča težav pri sestavljanju sistema.

Učinkovitost hladilnika

Pri izbiri hladilnika za procesor je zelo pomembno, da pravilno ocenite njegovo učinkovitost in odvajanje toplote procesorja. Če želite to narediti, se je najbolje osredotočiti na TDP procesorja in hladilnika. TDP pomeni "moč toplotne zasnove", kar lahko prevedemo kot "zahteve za hladilni sistem." TDP je določen v vatih in označuje količino toplote, ki jo mora hladilni sistem procesorja odstraniti. Več o tem si lahko preberete.

Če značilnosti hladilnika kažejo na TDP, za katerega je zasnovan, potem preprosto primerjajte TDP hladilnika s TDP procesorja. Če je TDP hladilnika višji, potem lahko varno kupite tak hladilnik. Brez težav se bo spopadel s hlajenjem vašega procesorja.

Toda značilnosti hladilnikov ne vsebujejo vedno informacij o TDP. V tem primeru morate pri izbiri hladilnika za procesor oceniti njegovo učinkovitost na podlagi posrednih dejavnikov. Ti dejavniki so:

• Teža radiatorja. Težji kot je hladilnik, več toplote lahko odvzame procesorju in se razprši v njegovo okolico. Zato je večja kot je teža radiatorja, učinkovitejši je hladilni sistem.
• Število toplotnih cevi. Toplotne cevi prenašajo toploto s procesorja na rebra hladilnika. Torej, več kot je toplotnih cevi in ​​večji kot je njihov premer, učinkovitejši je radiator.
• Število hladilnikov in njihova velikost. Več kot je hladilnikov na radiatorju in večji kot je premer teh hladilnikov, bolje je vpihovanje radiatorja in učinkovitejši je hladilni sistem.
• Stik toplotne cevi. Toplotne cevi se lahko dotaknejo procesorja neposredno ali prek dodatne plošče. Najboljša možnost je neposreden stik. To omogoča, da toplotne cevi bolje prenašajo toploto s procesorja na rebra hladilnika.

Odvajanje toplote procesorja je eden glavnih parametrov, na katerega morate biti pozorni pri sestavljanju računalnika. CPE je ključna komponenta, od katere je odvisno delovanje celotnega sistema. Če se pregreje, se začne način prisilnega hlajenja, kar povzroči preskoke ciklov, torej težave z delovanjem računalnika. Ko se procesor tudi na ta način ne more ohladiti, se začne samodejno ugašati, da ne bi popolnoma odpovedal. Verjetno ni vredno govoriti o nevarnostih nenadnega izklopa računalnika, še več, ko se to zgodi v zasilnem načinu centralnega procesorja.

Da bi procesor vzdrževal sprejemljivo temperaturo, potrebuje dodatno hlajenje. Zato je pomembno izbrati pravi hladilnik za procesor. Obstaja veliko odtenkov, na katere morate biti pozorni pri izbiri ventilatorja za procesor, prav tako je pomembno, da pri izbiri ne pozabite na glavne parametre.

Zakaj menjati hladilnik, ki je priložen kompletu

V prodaji lahko najdete centralne procesorje v OEM in BOX konfiguracijah. Kar zadeva zmogljivost, med temi različicami procesorja istega modela ni razlik in se razlikujejo le v svežnju. OEM različica je samo CPU, medtem ko paket BOX vključuje hladilnik.

Mnogi uporabniki, ki nimajo veliko izkušenj z izdelavo računalnika, lahko dobijo vtis, da je idealna rešitev nakup procesorskega paketa BOX, vendar ni vedno tako. Hladilniki, ki so priloženi procesorju, so najpogosteje povprečne kakovosti in ne morejo zagotoviti hlajenja "kamena" pod visoko obremenitvijo. To pomeni, da če je CPU kupljen za pisarniški računalnik, kjer se ne bo soočil z nalogami, ki so bolj zapletene kot delo z brskalnikom in urejevalnikom besedil, potem ne bo težav s hlajenjem procesorja s hladilnikom iz paketa BOX. Če pa je "kamen" načrtovan za uporabo v igrah in drugih aplikacijah, ki zahtevajo veliko virov, potem morate poskrbeti za nakup močnejšega hladilnika.

Sodobni procesorji so sestavljeni iz več kot 500 milijonov tranzistorjev, od katerih se vsak med delovanjem segreva. Zaradi majhne površine procesorja se tako resna toplota ne more sama odvajati, zato je za njeno odstranitev potreben dodaten hladilnik. Čim bolj zapletene naloge so dodeljene procesorju, tem bolj učinkovito hlajenje je potrebno.

Kako izbrati pravi procesorski hladilnik

Najpomembnejše pri izbiri hladilnika je, da ga izberemo glede na lastnosti procesorja. Očitno je, da močnejši kot je procesor, več toplote ustvari pod visoko obremenitvijo. Zato potrebuje več hlajenja. Parameter odvajanja toplote procesorja se običajno imenuje TDP in se meri v vatih. Če smo pozorni na odvajanje toplote procesorja, ne smemo pozabiti, da se modeli med seboj razlikujejo tudi po vrsti vtičnice. Zdaj pa si poglejmo izbiro za vsakega od parametrov nekoliko podrobneje.

Podnožje procesorja

Podnožje je velikosti procesorja in je označeno z: AM3+, 1150, 2011-3 in drugimi kombinacijami črk in številk. Proizvajalci poskušajo CPE standardizirati na določene velikosti, vendar jih je zaradi sprememb v tehnologiji izdelave skozi čas na voljo že okoli ducat. Vtičnica je velikosti konektorja na matični plošči, kamor je vstavljen "kamen".

Zato morate pri izbiri hladilnika za procesor najprej poiskati model procesorja in preveriti na internetu na spletni strani proizvajalca, v kakšni velikosti je izdelan. Pogosto so hladilniki zaradi vsestranskosti montaže primerni za več vtičnic.

Odvajanje toplote procesorja

Ko se odločite za velikost, morate pogledati toplotno odvajanje procesorja. Informacije o parametru TDP določenega procesorja najdete na uradni spletni strani proizvajalca.

Pri izbiri hladilnika glede na parameter odvajanja toplote za določen model procesorja je vse nekoliko bolj zapleteno. Dejstvo je, da je v spletnih trgovinah in na različnih straneh precej redko najti natančne informacije o tem, za katere procesorje s katerim TDP je določen hladilnik primeren. Vendar znani proizvajalci procesorskih ventilatorjev, kot je Noctua, ne oklevajo s takšnimi informacijami.

Če niste našli informacij o določenem modelu hladilnika, lahko uporabite podatke iz spodnje tabele. Upoštevajte, da so informacije v njem zelo približne in je bolje izbrati možnost ventilatorja za procesor "z rezervo".

Kako izbrati kakovosten hladilnik

Po izbiri modelov hladilnikov glede na parametre procesorja bo še vedno mogoče kupiti na desetine ali celo stotine možnosti ventilatorjev. V takšni situaciji si oglejte ocene o kakovosti določenega hladilnika, ki so jih pustili njihovi lastniki. Vendar je bolje neodvisno zavrniti najmanj kakovostne možnosti od razpoložljivih možnosti, tako da ocenite ventilatorje po naslednjih parametrih.

hladnejše podnožje

Območje, kjer se hladilnik dotika procesorja, igra pomembno vlogo pri hlajenju. Ker so dimenzije "kamna" fiksne, je praktično nemogoče povečati to kontaktno površino. Hkrati nekateri proizvajalci hladilnikov v iskanju inovacij delno odstranijo toplotne cevi na osnovi ventilatorja. Zaradi tega se kontaktna površina in učinkovitost hladilnika zmanjšata.

Pomembno je tudi, da je osnova izdelana brez raznih vzorcev. Moral bi biti bakreno poliran do zrcalne barve. Pred nakupom je treba hladilnik pregledati, da na njegovem dnu ni nobenih vreznin, izboklin in drugih napak.

Upoštevajte: V večini primerov je osnova hladilnika izdelana iz bakra. Ta material je stroškovno učinkovit in učinkovit v smislu prenosa toplote. Obstajajo aluminijaste možnosti, vendar so veliko manj učinkovite. V tem primeru je baker lahko prevlečen z nikljem, zaradi česar pridobi srebrno barvo.

toplotne cevi

Na skoraj vsakem sodobnem hladilniku lahko vidite več toplotnih cevi, medtem ko jih prej niso uporabljali. Dejstvo je, da s povečanjem moči procesorjev in povečanjem njihovega oddajanja toplote obstoječi standardi hlajenja niso več zadostovali in so se proizvajalci odločili za preverjeno možnost - namestitev toplotnih cevi.

Bakrena cev je napolnjena s tekočino in obojestransko zatesnjena. Pri segrevanju se tekočina segreje in preide v plinasto stanje. Plin se premakne na drugo stran cevi in ​​s tem odvzame toploto. Nato se para ohladi, spremeni nazaj v vodo in se vrne na dno cevi. Pri računalniških hladilnikih je proces podoben, le da je notri tudi porozen material, ki je nujen, da se tekočina vrača nazaj tudi, ko so cevi v vodoravnem položaju.

Pri izbiri hladilnika za procesor morate biti pozorni na to, koliko cevi je nameščenih. Po lastnostih se glede na velikost ne razlikujejo veliko, zato je glavno merilo količina. Najmanjša dovoljena količina za hlajenje sodobnega zmogljivega procesorja je 3-4 cevi, vendar več, tem bolje.

Radiator

Od podnožja hladilnika toplota prehaja na radiator, ki je sestavljen iz več deset plošč, nameščenih na toplotne cevi.

Radiator je lahko poljubne oblike, vendar je pomembno, da si zapomnite nekaj pravil, ki razlikujejo dobra možnost od slabega:

• Večja kot je površina radiatorja, tem bolje;
• Plošče morajo biti tanke, vendar v velikem številu;
• Bolje je, če je radiator izdelan iz bakra.

Ker je v odprtem računalniku radiator na hladilniku delno viden, ga nekatera podjetja poskušajo narediti najboljši način z oblikovalskega vidika. Lahko je različnih barv, oblik, plošče so narejene pod nenavadnimi koti. Če upoštevate zgornja pravila, potem oblikovalske odločitve malo vplivajo na kakovost hladilnika.

ventilator

Pred časom so proizvajalci v prizadevanju za tiho delovanje računalnika storili vse, da bi opustili aktivni hladilni element, torej sam hladilnik. A hladilnik brez elementa za odvajanje toplote ni kos zmogljivim procesorjem, ventilatorjev v procesorskem hladilniku pa še niso opustili.

Pri izbiri ventilatorja je treba paziti na njegovo velikost oziroma na velikost lopatic. Hladilniki z velikimi lopaticami niso le učinkovitejši pri odvajanju toplote iz radiatorja, ampak tudi tišji. Obstaja zmotno mnenje, da je hitrost vrtenja hladilnika veliko bolj pomembna, vendar to ni tako. Hitrost je pomemben parameter, vendar je premer samega ventilatorja bolj pomemben. Če namestite hladilnik z majhnim premerom rezil, vendar z visoko hitrostjo vrtenja, bo tak računalnik povzročal veliko hrupa tudi pri opravljanju "pisarniških opravil".

Tudi pri izbiri hladilnika morate biti pozorni na vrsto ležaja, na katerega je nameščen ventilator. V prodaji lahko najdete možnosti, izdelane na kotalnem ležaju (kroglični ležaj) ali drsni (drsni ležaj). Bolje delujejo kotalni ležaji, ki so manj hrupni in imajo daljšo življenjsko dobo.

Kako namestiti hladilnik na procesor

Po izbiri pravega hladilnika ne bi smelo biti težav z njegovo namestitvijo. S pomočjo posebnih nosilcev je ventilator nameščen na vrhu procesorja, vstavljenega v reže vtičnice. Najpogosteje je opremljen s hladilnikom podrobna navodila o njegovi namestitvi, ki vam omogoča, da na splošno razumete načelo delovanja pritrdilnega mehanizma.

Pred namestitvijo hladilnika je pomembno. Za največji prenos toplote je treba odpraviti neravnine med podnožjem hladilnika in procesorjem. Brez termalne paste procesor ne bo mogel dolgo delovati, zato je prepovedano zanemariti ta korak.

Tehnični časopisi pogosto omenjajo značilnosti procesorjev, kot so TDP, temperatura kristala, največja disipacija moči itd. Vendar pa splošna javnost ni dovolj obveščena o tem, kaj vsak izraz pomeni in kako ga razlagati, pregledi se včasih pojavijo ne povsem pravilne razlage tiste ali druge rezultate in s tem napačne zaključke. Članek obravnava vprašanja odvajanja toplote na primeru procesorjev Intel, pa tudi nekatere značilnosti procesorjev naslednje generacije.

Kot veste, ima vsaka entiteta dve skrajnosti. Pri mikroprocesorjih sta to zmogljivost in poraba energije, pri čemer nam je prvi parameter bolj poznan, saj se mu v tisku posveča največ pozornosti, drugega pa je povprečen uporabnik osebnega računalnika veliko manj seznanjen. To znanje je razdeljeno na dva dela - empiričnega in teoretičnega, slednji pa se najpogosteje spuščajo v poznavanje skrivnostne okrajšave TDP (Thermal Design Point ali Thermal Design Power) in pripadajoče merske enote - vat. Izraz TDP nima uveljavljenega ruskega ekvivalenta, lahko ga prevedemo kot "toplotna moč" procesorja. Koncept TDP se najpogosteje uporablja za označevanje toplotne (toplotne) zmogljivosti mikroprocesorja (njegova "vročost": nižja, tem bolje), pri drugih enakih pogojih pa je prednosten procesor z nizkim TDP. Poleg tega ta indikator služi še enemu namenu - ustrahovanju potrošnika. Na primer, ta procesor razprši "veliko vatov", zato je njegova uporaba doma ali v pisarni nemogoča.

Kot bomo videli kasneje, vse ni odvisno od velikosti te moči, temveč od tega, kako učinkovito jo lahko razpršimo. Uporabnik osebnega računalnika prejme empirično oceno "na uho" - računalnik povzroča hrup (kar je najpogosteje povezano s hladilnim sistemom procesorja) ali vizualno - prek BIOS-a ali s programsko opremo proizvajalca matične plošče. Na žalost recenzenti običajno ne posvečajo ustrezne pozornosti tem značilnostim, in sicer: ne le omembi temperaturnih vrednosti na določenih mestih plošče, temveč njihovi pravilni interpretaciji. Na primer, če uporabnik osebnega računalnika opazi temperaturo procesorja 100 ° C v odčitkih pripomočka, ne smete obupati - v resnici je veliko nižja. Pri tako visoki temperaturi procesor preprosto ne bi mogel delovati, saj se v primeru pregretja, kar je ta vrednost, CPE preprosto ustavi. In to pomeni, da takšne temperature ni mogoče doseči niti teoretično.

Pravzaprav je glavni namen predlaganega gradiva razložiti, kaj se skriva pod omenjenimi značilnostmi in kako jih je treba pravilno razumeti in uporabljati. Vse nadaljnje ugotovitve se nanašajo izključno na mikroprocesorje Intel.

Uvod v fiziko procesov

Najprej se spomnimo nekaterih načel napajanja mikroprocesorjev in osnov termodinamike, da bi dobili predstavo o obsegu nalog, ki jih rešuje proizvajalec.

Intelov mikroprocesor napaja vir VRD (Voltage Regulator Down), splošno znan kot pretvornik napetosti. Napetost 12 V pretvori v potrebno napetost procesorja - približno 1,5 V ali manj (Vcc - Voltage CPU Core, napetost jedra procesorja). V tem primeru se napajalna napetost na vodilu 12 V s tokom 16 A (192 W), kot je navedeno na napajalniku, pretvori v napajalno napetost 1,5 V, vendar s tokom 100 A (te številke podani izključno za poenostavitev matematičnih izračunov). V takšni situaciji seveda pride do izgube dela moči (v našem primeru npr. 42 W), saj ima pretvornik izkoristek pod 100%. Končni tok 100 A se v procesor dovaja preko več sto pinov - v tehnični dokumentaciji lahko presenečeno ugotovite, da se večina pinov vtičnice LGA775 uporablja za napajanje procesorja in ozemljitev.

Vrednost tega dela moči je precej visoka. 3 GHz CPU razprši manj kot 3,4 GHz CPU, vendar oba spadata pod TDP 95 W! O samem parametru TDP bomo govorili nekoliko nižje, za zdaj je glavna stvar razumeti, da največja moč, ki jo odvaja procesor, ni enaka parametru TDP.

Moč, ki zapušča procesor, se pretvori v toploto, ki se mora premakniti drugam, da se izenači toplotna bilanca. Če ne bi bila zagotovljena možnost odvajanja te toplote od procesorja, bi se temperatura CPE hitro dvignila in bi odpovedal. Zato je treba toploto, ki jo proizvaja procesor (njegov kristal), odvzeti iz mikrovezja in porabiti za popolnoma neuporabno stvar - ogrevanje zraka v prostoru. Za to je bila izumljena Fan Heatsink Solution ali aktivni hladilni sistem. Sodoben dizajn je prikazan na sliki (ventilator tam ni prikazan). Toplota, ki jo ustvari kristal procesorja (temno zelena na sliki), se iz njega odvaja v naslednjem vrstnem redu: najprej gre skozi toplotno prevodni material mikrovezja, nato vstopi v kovinski pokrov razdelilnika (glavni namen ki ni mehanska zaščita kristala, kot mnogi verjamejo, temveč enakomerna porazdelitev toplote, ki jo odvaja kristal mikroprocesorja). Po tem se premakne na tako imenovani toplotno prevodni material, ki je nanesen na podplat radiatorja in ima različne kristalne faze, odvisno od temperature (zato nikoli ne poskušajte odstraniti hladilnika iz procesorja, ne da bi ga prej vklopili računalnik za 10-15 minut, drugače lahko preprosto izvlečete procesor iz vtičnice, zlasti pri uporabi vtičnice 478). Nadalje toplota vstopi v radiator in s pomočjo ventilatorja gre zunaj konstrukcije.

Še enkrat spomnimo, da je glavna naloga te zasnove odvajanje toplote iz mikroprocesorja in njeno odvajanje v okoliški prostor. Na tej poti nas čakajo določene težave, glavna pa je povezana z zagotavljanjem toplotne učinkovitosti naprave. To je "plastna torta", katere vsaka plast lahko pomaga in škoduje. Vsak material ima svojo značilnost toplotne odpornosti ali, v Intelovi terminologiji, toplotne učinkovitosti (parameter Ψ v dokumentaciji za procesor). To pomeni, da se bo segrel, posledično pa se lahko toplota vrne v matrico procesorja. Toplotna upornost se meri v °C/W (manj je bolje) in kaže, da ko toplotna moč 1 W prehaja skozi material, se temperatura materiala dvigne za to količino. Na primer, ko en vat toplotne moči preide skozi material radiatorja s parametrom Ψ = 0,3 °C / W, se bo njegova temperatura povečala za 0,3 °C, pri 100 W toplotne moči bo ogrevanje že 30 °C. Če k tej vrednosti dodamo temperaturo okolja 40 °C, brez večjega truda dobimo kar 70 °C! To pa pomeni, da se bo prej ali slej segrel tudi procesor, čemur se želimo izogniti ali vsaj zmanjšati.

Avtor je poskušal oceniti kakovost termalnih past, ki so običajne na domačem trgu - ne vzdrži kritike. V vseh primerih je njihova uporaba povzročila, da je bila hitrost ventilatorja hladilnika procesorja 200–300 vrt/min hitrejša od Intelovega materiala termičnega vmesnika. Razlog za to je visoka vrednost toplotne odpornosti. Seveda Intel takšnega materiala za svoje "škatlaste" izdelke ne izda sam, vendar se pri izbiri dobavitelja opravi temeljita analiza glede na ceno / zmogljivost. Materiali z največ dobro delovanje so dragi, enak vzorec je značilen za radiatorje. Lahko ga naredite povsem bakrenega in z veliko razpršilno površino, vendar bo izpadel težak, zajeten in drag. Uporabite lahko dodaten ventilator, katerega zračni tok bo "odpihnil" toploto s površine radiatorja - poceni, a hrupno. Obstajajo tudi drugi eksotični načini - na primer vodno hlajenje, kriogene instalacije. So bolj učinkoviti, vendar zaradi visoke cene in nizke zanesljivosti verjetno ne bodo prišli v množično proizvodnjo.

Zato Intel uporablja številne tehnične rešitve, ki na koncu zagotavljajo najboljše ravnotežje. Iskanje najboljše rešitve za hlajenje je vedno kompromis med ceno, učinkovitostjo in zanesljivostjo. Skupni indeks toplotnega odvajanja toplote je vsota toplotnih uporov vsakega od elementov naše "pite", ki se srečajo na poti toplotne moči. In vsak element lahko pomembno vpliva na končno integralno karakteristiko toplotne učinkovitosti odvajanja toplote.

Več o TDP

TDP je vrednost, ki se uporablja za izračun toplotne učinkovitosti hladilnega sistema. Splošno razširjeno prepričanje, da TDP določa največjo disipacijo moči Intelovega procesorja, je v osnovi napačno.

Kako se uporablja TDP? Vhodna podatka za izračun toplotne učinkovitosti hladilnega sistema (in sčasoma razvoj njegove zasnove) sta vrednost TDP in najvišja delovna temperatura ohišja Crystal T max . Meri se v primeru točke T (glej sliko) - geometrijsko središče na površini pokrova razdelilnika toplote (opomba: primer T ni temperatura kristala, kot se zmotno verjame). Kot primer upoštevajte vrednost TDP 95 W, ki se trenutno uporablja za izračun hladilnih sistemov za približno 90 % procesorjev Intel za namizne računalnike. Tcasemax zanje je približno 70 °C (natančno vrednost je mogoče najti v bazi podatkov SSpec na support.intel.com z uporabo kode SL, ki je prisotna na nalepki čipa in škatli procesorja). Formula za izračun toplotne učinkovitosti (toplotne upornosti) bo videti takole:

T case max = T ambient + TDP × Ψ,

kjer je T ambient temperatura "okolja",

Ψ = (T ohišje max - T okolja) / TDP = (70 - 38) / 95 = 0,34 C / W.

Posledično moramo načrtovati hladilni sistem s takšno toplotno učinkovitostjo. In tu se začne boj med "dobrim" (toplotna učinkovitost) in "zlim" (ekonomičnost).

Predstavljajte si, da smo razvili tak sistem, zdaj ga je treba preizkusiti. Če želite to narediti, boste morali poškodovati površino pokrova razdelilnika toplote. V njem je narejen utor, v katerega je položen en termočlen. Drugi je nameščen na površini motorja ventilatorja (na sliki T ambient). S prvim termočlenom merimo temperaturo kristala, z drugim pa temperaturo okolja. Začnemo postopoma nalagati procesor in opazujemo, kako deluje naš hladilni sistem. Ob doseženem pragu 95 W temperatura na merilnem mestu ne sme preseči 70 °C. Navedeno moč lahko razprši le nekaj modelov od 90%, ki sodijo "pod okrilje" 95 W, ostali ne bodo nikoli dosegli te vrednosti. Na primer, v liniji procesorjev Intel Pentium 6×1 vsi modeli razpršijo do 86 W, t.j. hipotetično se lahko domneva, da bo ta ovira premagana šele od frekvence jedra 3,8-4 GHz.

Torej, če med našimi meritvami temperatura na tej točki preseže T case max = 70 °C, je tu nekaj narobe. Na primer, na podplat radiatorja smo nanesli poceni termalno mast. Postavlja se vprašanje, koliko lahko procesor Intel razprši pri TDP 95 vatov. Načeloma je vrhunski model družine sposoben nekoliko več razpršiti, vendar je to mogoče doseči le z zagonom posebnega Intelovega pripomočka (ni na voljo širši javnosti), katerega naloga je narediti vse tranzistorje o delu procesorja. S pomočjo komercialne programske opreme je ta rezultat skoraj nemogoče doseči.

Zdaj pa preidimo na vprašanje, ali je mogoče uporabiti odčitke senzorjev iz BIOS-a ali specializirane programske opreme za oceno učinkovitosti hladilnega sistema. Če želite to narediti, morate razumeti, kakšno temperaturo uporabnik vidi v nastavitvah BIOS-a ali programski opremi matične plošče. Dejstvo je, da sta na samem kristalu dva toplotna senzorja. Eno stvar, krmilni senzor TCC, bomo začasno pozabili. Druga (na sliki T dioda) je toplotna dioda, v kateri sta anoda in katoda izpeljana na dve kontaktni ploščici procesorja v paketu LGA4 (za vtičnico LGA775). Obstaja več modelov za uporabo tega senzorja. Na primer, plošča ima tako imenovani tokovni primerjalnik in vezje ADC, ki pretvori razliko med tokovi referenčnega in določenega senzorja v število in obvesti uporabnika o tej vrednosti prek BIOS-a ali specializirane programske opreme proizvajalca plošče. , po pretvorbi te vrednosti v temperaturo v skladu z obstoječo predlogo, ki je lahko napačna. To pomeni, da pri branju številke 12, ki bi morala ustrezati temperaturi 40 ° C, to prevedemo v 47 ° C ali, še huje, s senzorja preberemo številko 16 namesto 12, kar ustreza 70 ° C .

Tako vidimo tako imenovano temperaturo kristala ... ki je bila že enkrat izmerjena, vendar na drugem mestu in na drugačen način. Tu se skriva največ težav, nekaj jih je tukaj. Prvič, senzor prikazuje temperaturo na določenem mestu na kristalu in če je na tem mestu 100 °C, to še ne pomeni, da ima celoten kristal enako temperaturo. Njegova vrednost, prikazana na zaslonu monitorja, v veliki meri določa uporabljeno programsko opremo. Namreč: pri 90% obremenitvi procesorja med igranjem DOOM bo 70 °C, pri enaki 90% obremenitvi v Photoshopu pa - 55 °C. Tisti. temperatura na tej točki je odvisna od tega, kateri bližnji CPE bloki se največ uporabljajo.

Drugič, pretvorbeno vezje na plošči morda ni kalibrirano (najpogosteje se popravek kalibracije izvede prek BIOS-a) ali preprosto ne uspe, specializirana programska oprema matične plošče pa je lahko napačno programirana za predlogo napačne vrednosti. Zaradi teh razlogov Intel močno odsvetuje uporabo vrednosti tega senzorja (v BIOS-u ali programski opremi plošče) za izvajanje toplotnega preverjanja na sestavljenih osebnih računalnikih. Primer je , ki je preučil zmogljivost in toplotne značilnosti procesorja Intel Pentium Extreme Edition 955 na matični plošči Intel D975XBX. Po številnih meritvah temperature s tem (nepriporočljivim) senzorjem in pridobitvi višjih vrednosti je ocenjevalec ugotovil, da je največja disipacija moči tega CPU 200 W in ne 130, kot trdi Intel.

Zaposleni v enem od priljubljenih spletnih virov v angleškem jeziku so se soočili s podobno situacijo. Ko so videli, da senzor kaže nenormalne temperature 100°C ali več, so stopili v stik z Intelom in po neuspešnem poskusu, da bi težavo odpravili s posodobitvijo BIOS-a (najpogosteje ta odpravi nenormalne odčitke), so morali zamenjati ploščo. Poleg tega izkušnje z overclockingom tega procesorja (z odklenjenim množilnikom) kažejo, da je s standardnim hladilnim sistemom mogoče Pentium Extreme Edition 955 overclockati na 4,2 GHz brez jedrne frekvenčne modulacije (več o tem pozneje). In velja še enkrat spomniti, da je 130 W konstrukcijska značilnost hladilnega sistema, ne procesorja. Z drugimi besedami, to je bila potrditev priporočila proizvajalca, da se te vrednosti ne uporabljajo za ocenjevanje učinkovitosti hladilnih sistemov.

Postavlja se vprašanje: zakaj tak senzor, kje ga je mogoče uporabiti? Njegov glavni namen je danes nadzorovati hitrost ventilatorja hladilnega sistema za LGA775. Isto vezje bere ta senzor in s pomočjo četrte žice hladilnega ventilatorja (priključenega na matično ploščo) uporablja PWM modulacijo za nadzor hitrosti ventilatorja. Ta shema se bistveno razlikuje od tiste, ki je bila uporabljena v hladilnem sistemu Socket 478, kjer je ventilator krmilil temperaturni senzor, ki se nahaja nad motorjem, pod pokrovom ventilatorja z oznako Intel. Pri takšni shemi je bilo treba upoštevati vztrajnost hladilnega sistema, zato je ventilator deloval s precej večjo hitrostjo, kot je potrebno, kar pomeni, da je bil hrup večji. Temperatura procesorja bi lahko močno narasla (točka T diode), a bi to občutili šele po daljšem času – temperaturni senzor, ki je zasnovan tako, da se takoj odzove na vse spremembe, se nahaja v točki T ambient . Zato sem moral vrteti ventilator na 2000 in ne na 1500 vrt/min.

Na LGA775 se sistem za nadzor temperature diode T takoj odzove na povišanje temperature in poveča hitrost. Kot v prejšnjem primeru lahko proizvajalec plošče naredi napako pri programiranju krmilnega sistema in pospeši ventilator, ko to ni potrebno. Ta težava z neumerjenimi senzorji ali napačnim programiranjem bo odpravljena v naslednji generaciji naborov čipov Broadwater (i965), kjer je vezje za odčitavanje temperature in krmiljenje hitrosti ventilatorja del sistemske logike. Poleg tega bodo senzorji na procesorju Conroe postali digitalni (shema digitalnih senzorjev že deluje na Intel Core Duo in se imenuje DTS).

Kot vmesni rezultat ugotavljamo naslednje. TDP procesorja se uporablja kot izhodišče pri izračunu toplotne učinkovitosti hladilnega sistema za ta CPE. Uporaba temperaturnega senzorja (T dioda) za vezje za krmiljenje hitrosti ventilatorja je eden najnaprednejših mehanizmov za zmanjševanje hrupa računalnika danes, vsaj kar zadeva hladilni sistem procesorja. Vendar se odčitki tega senzorja ne smejo uporabljati kot natančna ocena toplotne učinkovitosti hladilnega sistema procesorja in toplotne zmogljivosti sistema.

Obnašanje procesorja pri pregrevanju

Ločeno bomo razmislili, kako se procesor Intel obnaša, ko hladilni sistem ne more obvladati odvajanja toplote. To nadzira drugi senzor na CPU, ki je popolnoma avtonomen in do njega ni dostopa (na sliki je T prochot). Vse mejne vrednosti zanj so "zašite" v tovarni v fazi proizvodnje. Obstajata dva od njih - T prochot in T thermtrip. Ko senzor doseže prvo vrednost, se začne modulacija frekvence jedra procesorja. Obstajata dve shemi - TM2 in TM1. Najpogosteje se proizvajalec plošče odloči, katero bo uporabil, vendar Intel priporoča uporabo TM2, kadar koli je to mogoče. V tem primeru se množitelj procesorja spremeni na 12 (2,4 GHz za nove vzorce) ali 14 (2,8 GHz za stare), nato pa se zmanjša napajalna napetost jedra. Ko se temperatura normalizira, se CPE vrne na nominalno delovno točko v obratnem vrstnem redu. Ob spremembi napajalne napetosti je procesor na voljo in deluje, ob spremembi množilnika pa postane nedosegljiv za 5 ali 10 µs (odvisno od modela).

Po shemi TM1 je frekvenca jedra modulirana - od 3 ms je jedro v mirovanju 1,5 ms in deluje 1,5 ms. Ima tudi možnost programske opreme za nadzor delovnega cikla. To shemo uporabljajo pripomočki, ki zmanjšujejo hrup hladilnega sistema. Jasno je, da je treba to plačati z uspešnostjo, čudežev ni. Namen obeh shem je preprost: če se procesor pregreje, ga je treba upočasniti in pustiti, da se ohladi, kar je bolje kot takojšnja ustavitev dela - datoteke lahko vsaj shranite. Takoj ko se procesor ohladi in senzor to "začuti", se vezje TCC (Thermal Control Circuitry) izklopi. Seveda je dodana majhna histereza, da se izognemo stalnemu preklapljanju med načini.

Pri TM2 in TM1 se vključitev kaže v obliki upočasnitve sistema. Če to ne popravi situacije, senzor takoj vklopi vezje THERMTRIP, vsi notranji bloki procesorja se ustavijo in generira se signal, ki pretvorniku napetosti (VRD) naroči, naj preneha z napajanjem CPE. Približna vrednost temperature, pri kateri pride do te situacije, je 90 °C. V zadnjem času je postalo mogoče vklopiti vezja TM1 / TM2, ko se VRD pregreje: procesor se upočasni in začne porabljati manj, VRD pa si lahko "vzame odmor". Na Pentiumu D se namesto signalne linije PROCHOT# uporablja FORCEPR# za aktiviranje upočasnitve procesorja, ko se napetostni pretvornik pregreje.

Prisotnost ločenega senzorja za krmilno vezje pregrevanja ustvarja novo skupino težav. Na procesorju vidimo temperaturo T diode = 100 °C, na senzorju T prochot pa bo dosegla le 70 °C, torej glede na odčitke prvega senzorja bi se moral procesor že zdavnaj ustaviti, vendar še vedno deluje. In spet je vse odvisno od profila programske opreme, ki lahko na različne načine vpliva na odčitke teh senzorjev. Najbolj moteča stvar pri tej zaščitni shemi je, da je privzeto onemogočena in je naloga BIOS-a matične plošče, da jo omogoči. (Pozabljivost oblikovalca BIOS-a ali njegova napaka lahko lastnika osebnega računalnika drago stane). Najnovejši procesorji Conroe uporabljajo enake senzorje tako za vezje za nadzor hitrosti ventilatorja kot za toplotno upravljanje procesorja. To bi moralo odpraviti problem nedoslednih odčitkov senzorjev. Ta shema se izvaja v Intel Core Duo (Yonah) - že omenjeni DTS. Povzetek je preprost: razvijalci procesorja delajo vse, da tudi če se pregreje, še vedno lahko nadaljuje z delom. Tudi v primeru katastrofalnega pregrevanja vam ni treba skrbeti - sam procesor in pravilno zasnovana matična plošča s pravilnim BIOS-om se ne bosta pustila opeči.

Dlje je bolje

Na koncu se bomo dotaknili enega najpomembnejših vprašanj: kaj počne Intel za zmanjšanje faktorja izgube moči? Obstajata dva glavna načina. Prvi je onemogočanje tistih procesorskih blokov, ki trenutno niso v uporabi na ravni mikroarhitekture. Ta shema se najbolj aktivno uporablja v mobilnih mikroprocesorjih. Drugi način je sprememba na ravni polprevodniških materialov. Eden od glavnih ciljev pri implementaciji 65 nm procesne tehnologije je bil zmanjšati uhajajoče tokove in to je bilo doseženo - njihove vrednosti so se zmanjšale stokrat. Kot rezultat smo na primer dobili dvojedrne mikroprocesorje 900. modelov koraka C-1, ki se "prilegajo" v toplotni paket 95 W pri frekvencah do vključno 3,4 GHz.

Seveda bi bila zgodba nepopolna brez poskusa pogleda v bližnjo prihodnost. V tretjem četrtletju tega leta se pričakuje namizni procesor s kodnim imenom Conroe, ki bo ob predstavitvi bistvo Intelovih energetsko učinkovitih inovacij. Pričakovano 40-odstotno izboljšanje zmogljivosti (v primerjavi s procesorjem Intel Pentium D 950) v testu SPECint_rate in še višja ocena pri igranju iger, medtem ko se porabi samo 65 W toplotne moči z uporabo naprednejšega nadzora hitrosti ventilatorja in vezja za termični nadzor.

Gradivo, predstavljeno na številnih mestih, je bilo namerno poenostavljeno, vendar upamo, da ni izgubilo svoje pomembnosti. Podrobne informacije o toplotnih značilnostih procesorjev Intel lahko najdete na support.intel.com v naslednjih dokumentih: Thermal and Mechanical Design Guide (TMDG), Thermal Design Guidelines, Processor Datasheet, VRD Design Guide.

Torej, seznanite se - TDP. Kot lahko vidite iz naslova, TDP pomeni "Thermal Design Power". Ta vrednost označuje največjo količino toplote, ki jo mora hladilni sistem čipa odvesti.
Proizvajalci ga vzamejo za največjo moč, ki jo čip porabi. Porabo energije je lažje izmeriti in sčasoma se bo vsa (z izjemo zanemarljivega elektromagnetnega sevanja) razpršila kot toplota.

Zgodovina procesorjev za namizne računalnike glede na TDP

Spodnja tabela prikazuje vrednosti TDP​​​za ikonične (po mojem mnenju) modele procesorjev Intel za namizne računalnike.

Model	Pogostost	TDP
Pentium	75MHz	8,0 W
Pentium MMX	200MHz	15,7 W
Pentium II 300 (0,35µ)	300MHz	18,6 W
Pentium III 600 (0,25µ)	600 MHz	43W
Pentium III 1000 (0,18µ)	1 GHz	35,5 W
Pentium III 1333 (0,13µ)	1,33 GHz	34W
Pentium 4 1.5 (0,18µ)	1,5 GHz	58 W
Pentium 4 2.8 (0,13µ)	2,8 GHz	68 W
Pentium 4HT 672 (90nm)	3,8 GHz	115 W
Pentium D960 (65nm)	3,6 GHz pri 2 jedrih	130 W
Core 2 Duo E6850 (65nm)	3GHz @ 2 jedri	65 W
Core 2 Quad Q6600 (65nm)	2,4 GHz @ 4 jedra	95 W
Core 2 Quad Q9550S ​​​​(45nm)	2,83 GHz @ 4 jedra	65 W
Core i5-680 (32nm)	3,6 GHz pri 2 jedrih	73 W
Core i7-3930K (32nm)	3,6 GHz @ 6 jeder	130 W
Core i7-3770K (22nm)	3,5 GHz–3,9 GHz pri 4 jedrih	77 W

Po logiki stvari bi se moralo z zmanjšanjem topoloških norm zmanjšati sproščanje toplote. Vendar pa je število tranzistorjev na čipu raslo veliko hitreje, kot se je zmanjšalo odvajanje toplote posameznega para CMOS. To je bil razlog za vzorec, ki je jasno razviden iz tabele. Zloglasna dirka gigahercev je pripeljala do tega, da je Pentium 4 postavil nekakšen antirekord, saj je v svoji različici 3,8 GHz presegel TDP 100 W. Očitno je bilo nemogoče prenašati takšno situacijo: računalnik je bil vse bolj podoben časovni bombi. In zaključki so bili narejeni - odvajanje toplote se je začelo zmanjševati.
In naj vas visok TDP vrhunskih procesorjev, kot je Core i7-3930K, ne zavede. Gre za prav posebne predstavnike družine procesorjev in tisti, ki so zanje pripravljeni odšteti čisto vsoto, bodo verjetno skrbeli za ustrezno hlajenje. Na splošno je TDP procesorjev Intel za Zadnje čase občutno zmanjšala in še naprej upada.

Majhna digresija v zgodovino hladilnih sistemov

Že v dobi prvega procesorja Pentium so računalniki začeli uporabljati aktivno hlajenje, ki je bil smešno velik radiator in enak "propeler".

na sliki Intel Pentium 200 MMX z odstranjenim ventilatorjem

S pasivnim hlajenjem se je sicer dalo prebiti z nekoliko bolj razvitim radiatorjem, a se v tistih časih za brezšumnost ni preveč zmenilo. Seveda zadeva ni bila omejena le na en procesorski hladilnik, k celotnemu šumu sistema so precej prispevali trdi diski in napajalniki.
Hladilni sistemi so se gladko razvijali vzporedno z rastjo odvajanja toplote procesorjev in končno ...

V dobi procesorjev Pentium 4 so bili razviti monstruozni hladilniki in alternativni načini hlajenja: tekoče, kriogeno, dušikovo. Za tiste, ki jih zanima zgodovina, bom dal povezavo do članka "Millennium Coolers" prijatelja LIKE OFF od leta 2001.

Dandanes ima nizek hrup za osebne računalnike velik pomen, mnogi navdušenci poskušajo sestaviti čim bolj tih računalnik, idealno s popolnoma pasivnim hlajenjem.
To je kar zahtevna naloga. V takih primerih se najpogosteje uporablja procesor s TDP, ki ne presega 40 W. Izberete lahko model z visokim TDP in znižate njegovo frekvenco in napetost jedra. (Moč je sorazmerna s frekvenco in kvadratom napajalne napetosti).
Rezultat je lahko nekaj takega:

Pri TDP nad 50W je že težko brez aktivnega hlajenja. Tudi če je hlajenje procesorja pasivno, potrebujete dobro kroženje zraka v ohišju.

Obnašanje procesorja pri pregrevanju

Tisti, ki so se z računalniki začeli že dolgo nazaj, so se verjetno spomnili legendarnega videa ekipe Tom's Hardware (iz ideoloških razlogov ne morem dati povezave do njega). Ti fantje so ugotovili, kaj bi se zgodilo s procesorjem, če bi bil med situacijo je pravzaprav povsem možno: med transportom lahko hladilnik odpade ali pa se ventilator v hladilnem sistemu zlomi. In končno, najpogostejša težava je, ko termični vmesnik med procesorjem in hladilnim sistemom sčasoma izgubi svojo toplotno prevodnost .
Kaj se zgodi, ko temperatura procesorja preseže mejo? Očitno nič dobrega, a ima procesor vseeno nekaj samoobrambe. Začenši s Pentiumom 4, ko temperatura doseže približno 90 °C, se bo vklopil tako imenovani throttling: procesor bo začel preskakovati cikle, upočasnil svoje delo in zmanjšal odvajanje toplote. Seveda pa procesor brez hlajenja ne bo mogel zagotoviti niti najmanjše sprejemljive zmogljivosti.

Mobilno računalništvo.

Pri prenosnikih je glavni vidik TDP poraba energije, saj neposredno vpliva na življenjsko dobo baterije. TDP procesorjev Atom, ki se najpogosteje uporabljajo v netbookih, je v območju 2-10 W, večina procesorjev za prenosne računalnike pa je 15-40 W.
Po mojih ocenah, ki temeljijo na raziskavah omrežij, 15-palčni prenosnik z diskretno grafiko in procesorjem s TDP 35 W skupaj porabi približno 80 W. Prispevek procesorja k skupni porabi energije prenosnika lahko ocenite na 30-40 %.To seveda velja le pri največji obremenitvi procesorja Procesor večino časa počiva, pridejo v poštev varčevalne tehnologije in njegov delež v skupni porabi energije se zmanjša.
Upoštevajte, da je kljub nizkemu TDP mobilnih procesorjev včasih problematično implementirati učinkovito hlajenje znotraj tesnega ohišja, zato je pregrevanje v prenosnikih še pogostejše kot v namiznih računalnikih.

Zaključek

Na splošno sem govoril o TDP. To temo je mogoče razviti v dveh smereh: razmisliti o razlogih za porabo energije vezij CMOS, ki vključujejo procesorje, in govoriti o tehnologijah za varčevanje z energijo, ki se uporabljajo v sodobnih procesorjih Intel. Predlagam, da glasujete za enega od mojih komentarjev na ta članek: "Tehnologije za varčevanje z energijo" in "Poraba energije v vezjih CMOS".
Tisti z največ glasovi bodo odločili o naslednji temi. Dobrodošli tudi v komentarjih resnične zgodbe o boju s temperaturo v notranjosti računalnika, zmagah in porazih v njem.