Zwiększanie częstotliwości, z jaką pracuje procesor, jest praktykowane przez wielu użytkowników komputerów. Przy zastosowaniu specjalnych układów chłodzących możliwości tzw. overclockingu znacznie rosną.
Z roku na rok na rynku komputerowym pojawiają się coraz szybsze procesory. Dzięki zastosowaniu nowych technologii w produkcji CPU możliwości układów stale rosną, a wraz z nimi cena. Każdy marzy o silnej jednostce centralnej, jednak nie każdy może sobie pozwolić na zakup takiego “cacka”. Często cena wymarzonego procesora wielokrotnie przekracza budżet przeciętnego użytkownika. Wielu znalazło na to sposób. Skoro nie ma funduszy na nową, szybszą jednostkę centralną, przetaktowanie starej jest jedyną szansą zaspokojenia naszych ambicji. Jeśli tylko zapewnimy procesorowi odpowiednie warunki – chłodzenie i napięcie zasilania – nic nie stoi na przeszkodzie, aby pracował równie dobrze, tyle że szybciej.
Ciepło – wróg numer jeden!
Podczas pracy komputera w każdym cyklu zegara miliony tranzystorów znajdujących się w procesorze wydzielają energię powodującą wzrost temperatury CPU. Do odprowadzania ciepła gromadzącego się wewnątrz procesora używa się radiatorów z wentylatorem, które przy nominalnych częstotliwościach taktowania jednostki centralnej doskonale spełniają swoje zadanie. Jeśli przetaktujemy procesor, liczba cykli, w których wydzielana jest porcja ciepła, zwiększa się. Jest ona tym większa, im wyższego napięcia użyjemy do zasilania jądra. W tym wypadku wydajność zwykłego radiatora staje się niewystarczająca i temperatura jednostki centralnej osiąga wartość, przy której układ zaczyna pracować niestabilnie. Procesory często są wyposażone w zabezpieczenie termiczne odcinające sygnał taktujący i tym samym wyłączające CPU. Wraz ze wzrostem temperatury zmieniają się parametry elementów elektronicznych jednostki centralnej i bramki logiczne znajdujące się w procesorze “nie nadążają” za sygnałem taktującym. Można jednak temu przeciwdziałać. Jeżeli zapewnimy jednostce centralnej odpowiedni system odprowadzania ciepła, można będzie ją tak przetaktować, że jej wydajność wzrośnie nawet dwukrotnie.
Do budowy układu chłodzącego można wykorzystać ogniwo Peltiera. Jest to urządzenie termoelektryczne, składające się z dwóch cienkich płytek termoprzewodzących (patrz: rysunek na stronie 101). Jean C.A. Peltier odkrył, że taki układ przy przepływie prądu w odpowiednim kierunku transportuje ciepło z jednej strony na drugą, osiągając sprawność ponad 50%. Ogniwo, jak każde urządzenie elektryczne, podczas wykonywania pracy wytwarza ciepło. Warunkiem koniecznym jego efektywnego działania jest zapewnienie odpowiedniego chłodzenia po gorącej stronie płytki. Układ chłodzący musi mieć taką wydajność, aby odprowadzić sumaryczne ciepło wydzielane na procesorze i wytwarzane przez moduł Peltiera. Zaprojektowanie takiego układu nie należy do najłatwiejszych.
Chłodzimy procesor
Najprościej jest chłodzić ogniwo za pomocą dużego radiatora i wentylatorów. Do odprowadzania ciepła od procesora z podstawką PPGA i zamontowanym ogniwem Peltiera nie wystarczy radiator będący często w zestawie z CPU. Konieczne będzie co najmniej urządzenie stosowane w jednostkach centralnych typu SLOT-1, o wymiarach 125×60×35 mm. Jego powierzchnia powinna być jak największa, aby radiator najszybciej odprowadzał ciepło wydzielone przez procesor i moduł Peltiera. Dodatkowo potrzebne są wentylatory. Z badań przeprowadzonych przez różne firmy produkujące radiatory wynika, że większość z nich ma największą skuteczność wtedy, gdy przepływające przez nie powietrze ma prędkość 3,5-5,5 m/s. Zestawiając układ chłodzący, trzeba obliczyć wydajność wentylacji radiatora. Typowe “wiatraczki” o wymiarach 50×50 mm przepompowują w ciągu godziny 13-16 m
3
powietrza, co w przypadku kanału o wymiarach 30×45 mm oznacza prędkość przepływu ok. 2,7 m/s. Aby zapewnić odpowiednią szybkość, stosowane są układy wielowentylatorowe.
| Ogniwo Peltiera ma postać białej płytki o grubości kilku milimetrów. |  |
Naszym zadaniem było przygotowanie jak najbardziej wydajnego układu chłodniczego, przy małych kosztach. Wbrew oczekiwaniom, możliwości zakupu wysokiego i mocno użebrowanego radiatora chłodzącego procesory typu SLOT-1 okazały się znikome. Oczywiście rynek oferuje szeroką gamę przeróżnych zestawów, które zapewnią właściwą temperaturę naszego CPU, ale przyjdzie nam za nie słono zapłacić. Kupiliśmy zatem radiator kształtami i możliwościami spełniający nasze wymagania i przykręciliśmy do niego dwa zwyczajne wiatraczki o prędkości obrotowej 4500 rpm, wymontowane z innych zestawów chłodzących. Jeśli ktoś dysponuje środkami finansowymi, może sobie pozwolić na wentylatory charakteryzujące się dużo większą wydajnością. Niestety, cena jednego egzemplarza takiego “cacka” to około 40 zł.
Przy zestawianiu radiatora z “wiatraczkami” pamiętajmy o wysokości całego układu chłodzącego. W przypadku płyt głównych ze złączem Socket 370 miejsca w obudowie będzie wystarczająco dużo, ale za to zamontowanie naszej konstrukcji stanie się mocno utrudnione. Dużo więcej zalet ma konstrukcja z wykorzystaniem przejściówki PPGA. Dzięki niej montaż samej “lodówki” przebiega znacznie sprawniej, a jego ewentualne poprawki są łatwe do przeprowadzenia – aby wypiąć cały układ, wystarczy zwolnić tylko dwa zatrzaski i wysunąć przejściówkę ze slotu.
Nie upiec komputera
Wszystkie podzespoły naszego komputera są chłodzone powietrzem, które powinno przepływać przez obudowę. Niestety – w praktyce często tak się nie dzieje i tylko jego część jest wytłaczana na zewnątrz. Dlatego konieczne okazuje się zastosowanie dodatkowego wentylatora – najlepiej na dole panelu czołowego obudowy – który wciągałby powietrze z zewnątrz i tłoczył je w kierunku procesora i kart rozszerzeń zamontowanych na płycie głównej. Tam powietrze się nagrzeje, a następnie zostanie odprowadzone przez wentylator zasilacza. Upewnijmy się, czy ten rzeczywiście wydmuchuje je na zewnątrz. Zdarzają się bowiem obudowy w standardzie ATX, w których zasilacz wtłacza powietrze do środka. W takim przypadku dodatkowy wentylator musiałby je wydmuchiwać na zewnątrz. Należy też zadbać o powiązanie wszelkich przewodów i ustawienie pionowo taśm, tak aby umożliwić wędrówkę ogrzanego powietrza we wnętrzu obudowy.
Przy wykorzystaniu ogniwa Peltiera do chłodzenia procesora istnieje bardzo duże zagrożenie przegrzania jakiegoś elementu komputera, dlatego wydajne wentylowanie wnętrza obudowy jest szczególnie ważne. Temperatura wewnątrz komputera wzrasta wtedy prawie dwukrotnie, ponieważ oprócz procesora nagrzewa się również ogniwo. Jest to niewątpliwie duży kłopot, ponieważ ani karta graficzna, ani chipset płyty głównej nie wytrzymają zbyt długo w takim “upale”. Również dyski twarde mają ograniczoną odporność na ciepło. Jeśli nie uda nam się wymusić odpowiedniej cyrkulacji powietrza wewnątrz obudowy, jedynym wyjściem będzie praca bez jej pokrywy lub zmiana systemu chłodzenia ogniwa Peltiera na wodny.
Zrób to sam!
Zanim przystąpimy do praktycznej części eksperymentu, należy wykonać jeszcze kilka dodatkowych czynności. Oprócz obliczeń koniecznych do wyboru właściwiego ogniwa Peltiera musimy się jeszcze zatroszczyć o odpowiednie źródło mocy dla naszego modułu. Ogniwo termoelektryczne może być zasilane napięciem nie większym niż 15,5 V, przy czym natężenie prądu nie może przekroczyć 4-6 A (w zależności od wymiarów płytki). Najwygodniej byłoby użyć wewnętrznego zasilacza komputerowego o napięciu 12 V, lecz nie zawsze będzie to możliwe. Opór wewnętrzny naszego urządzenia jest rzędu trzech omów. To bardzo mało w porównaniu z rezystancją pozostałych komponentów komputera, więc podłączenie ogniwa może spowodować debet wydajności prądowej zasilacza. Jeśli ma on moc 300 W, nie będzie żadnego problemu. W przypadku zasilaczy 200 W i 230 W to, czy podołają pracy z ogniwem, będzie zależało od liczby dodatkowych urządzeń zamontowanych w komputerze – nagrywarki, napędu DVD czy drugiego dysku twardego. Jeśli okaże się, że nasz zasilacz jest za słaby, nie pozostaje nam nic innego, jak zapewnić modułowi zasilanie z zewnątrz. W tym przypadku, aby komputer pozostał zamknięty, należy usunąć jeden ze śledzi bądź też wywiercić w jednym z nich mały otwór i w ten sposób wprowadzić dodatkowe zasilanie.
—
| Info Grupy dyskusyjne Uwagi i komentarze do artykułu: # Pytania techniczne: # Internet Dystrybutor ogniw Peltiera:http://www.semicon.com.pl/ Podkręcanie procesorów:http://www.overclockers.com/ Na CHIP-CD w dziale Harware | Chłodzenie procesorów znajdują się programy Rain 1.0, Waterfall Pro 2.1 oraz Motherborad Monitor 4.05 |
