Revija Joker - Voda v računalniku

ČLANKI
stranka » članki » železnina » Voda v računalniku

Vročina, vun!
Najprej poglejmo osnove hlajenja PCjev. Elektroni pri teku skozi čipe svojo energijo, dobljeno z elekt­rič­­nim napajanjem, nenehno sproščajo nazaj v ob­li­ki toplote, ki jo je treba od tamkaj karseda hitro odvesti in razpršiti v okolico. V nasprotnem primeru bi se polprevodniki tako segreli, da bi najprej prišlo do motenj v delovanju, nakar bi se v skrajnem primeru pričeli taliti ter kratkomalo skurili računalo. Hladilni sistem je zato že dolgo nepogrešljiv del PCjev. Spr­va v obliki preprostih kovinskih reber, ki so zmogla odvesti nekje do pet vatov toplotnega toka. Nato smo s prihodom procesorjev 486 nanje poveznili ventilatorje in kakšnega dodali še v ohišje.

Za najučinkovitejše hlajenje mora tok zraka čimbolj nemoteno prečiti notranjost računalnika. Tekočins­ka izvedba ne le prevzame nase največje vire toplote, marveč zmanjša prepreke na poti zraka.

Taka sorta odvajanja energije sloni na gibanju (kon­vekciji) zraka, ki toploto prevzame z reber in jo s pomočjo ventilatorjev s seboj odnese ven iz naprave. Ampak zrak je za te namene klavrno sredstvo, saj jo zelo slabo vsrkava, zato ga stoječega velikokrat uporabljamo kot toplotni izolator. Na primer v termo posodah, kjer je v praznem prostoru v dvojni steni. Obenem se ne odlikuje pri njeni hrambi na prostornino. Zato moramo pri zračnem hlajenju izdatno uporabljati ventilatorje, da ustvarijo stalen tok zraka. Ob rebrih je posledično v vsakem trenutku sveža zaloga novega hladnega zraka, kar pomaga pri prenosu. Termodinamika nas namreč uči, da toplotni tok med dvema točkama raste z razliko v njuni temperaturi. Hladilnik je treba torej ohranjati hladen, da lahko s čipa srka čimveč toplote. To je eden od ključnih principov, ki si jih je treba zapomniti. Drugi je, da temperature čipov brez posebnih prijemov ni mogoče zbiti na nižjo od sobne, saj top­lota vselej teče z mesta z višjo temperaturo proti mestu z nižjo.

Zajetna šoba na trebuhu ameriškega lovca P-51 mustang ni vstopnik uplinjača, marveč tekočins­ke­ga hladilnika. Tamkaj se je toplota iz propelerskega motorja v resnici šele razprševala iz letala.

Tekočine (oziroma strokovneje, kapljevine) so zaradi višje gostote primernejši prenašalci toplote, saj je nase vežejo več in predvsem mnogo hitreje. Redkokatera se tako odlikuje pri tej nalogi kot ravno voda! Učinkovitejše snovi od nje so maloštevilne in drage ali, kot v primeru amonijaka, grozljivo smrdijo. Voda 24-krat bolje prevaja toploto od zraka in je shrani štirikrat več na enako maso. Zato je že dolgo osnova tekočinskih hladilnikov v strojih, od avtomobilov do letal. Z njo top­lo­to odvleče­mo z vira oddajanja na kraj, kjer jo je laže predati okolici, ki je običajno spet zrak (razen pod morsko gladino v podmornicah). Tudi pri vodnem hlajenju tako zve­či­ne ne moremo brez ventilatorjev in reber, le da so ti na bolj odmaknjenem kraju, ne na či­pih, kjer bi bili v napoto. Ponavadi so tam, kjer lahko zagotovimo močnejši ali manj moteč tok zraka. Pri propelerskih letalih ob bokih, v avtu za masko, v PCju pa zadaj ali na vrhu ohišja. Raču­nal­nikova not­ranjost je tako manj nastlana, kar pomeni boljši pre­tok zraka, ki hladi druge komponente, kot so diski.

Če se kot utrgan trudiš s sestavljanjem tekočinskega hlajenja, ga ne boš zapiral v škatlo, marveč recimo takole postavil na steno. Nam pa rabi kot lep prikaz kroga. V sredi in spodaj sta procesorski ter grafični vodni blok, v spodnjem levem kotu je črpalka, nad njo rezervoar. Na vrhu je hladilnik običajne velikosti.

Voda v računalniku objavljeno: Joker 268
november 2015