Корпус пен салқындату жүйесі. Компоненттердің үйлесімділігін тексеру

Компьютерді салқындату жүйесі — бөлуге арналған құралдар жиынтығы жылу (яғни. салқындату, тоңазытқыш қондырғысы) жұмыс кезінде қызып кетуден компьютерлік компоненттердің (процессор, чипсет, транзисторлар мен диодтар және т.б.).

Ақыр соңында жылу жойылуы мүмкін:

1. Атмосфераға (радиаторлық салқындату жүйелері):

   1. Пассивті салқындату (радиатордан жылу шығару жүзеге асырылады сәулелену арқылы жылу және табиғи конвекция арқылы)

   2. Белсенді салқындату (радиатордан жылу шығару жылу шығару [сәулелену] және мәжбүрлі конвекция [үрлеу] арқылы жүзеге асырылады желдеткіштер арқылы])

2. Бірге жылу тасымалдағышпен (сұйық салқындату жүйелері)

3. Есебінен фазалық ауысу салқындатқыштың (ашық булану жүйелері)

Қыздыру элементтерінен жылуды кетіру әдісіне сәйкес салқындату жүйелері бөлінеді:

1. Жүйелер ауа (аэрогенді) салқындату;

2. Жүйелер сұйық салқындату;

3. Фреон орнату;

4. Ашық жүйелер түтіндер - үшін сұйық азот немесе сұйық гелийдің.

Ауаны салқындату жүйелері

Ауаны салқындату компьютерлерде ең көп таралған болып табылады. Ол қыздырылатын компоненттен жылу беруден тұрады радиаторға. Пассивті де, белсенді де болуы мүмкін. Бірінші жағдайда салқындату ауаның табиғи айналымына байланысты жүзеге асырылады, ал екіншісінде радиаторлар үнемі үрленіп тұрады желдеткіштер арқылы жылудың жақсы таралуы үшін.

Егер процессордан тікелей орын шектеулі болса және кішігірім аймақтан үлкен жылу ағынын алып тастау қажет болса, қолданыңыз жылу құбырлары — жылу құбырының жылу беру тиімділігі көлденең қиманың бірлігіне үздіксіз металл арқылы жылу беруден жоғары; осы тәсілдің арқасында жылуды процессор матрицасының кішкене аймағынан белгілі бір қашықтықта орналасқан үлкен радиаторға беру мүмкін болады. Бұл әдіс таза пассивті және белсенді (желдеткіші бар, бірақ айналу аймағы / жылдамдығы едәуір аз) салқындату жүйелерінде қолданылады; сонымен қатар толығымен үнсіз компьютер құру үшін қолданылады (мысалы, салқындату жүйесі)., HTPC).

Пассивті

Радиатор тор Gigabyte BRIX

Егер жылу ағынының тығыздығы (жылу ағыны, беттік қондырғы арқылы өтетін) 0,5 мВт / см—ден аспайды2, құрылғының бетінің қоршаған ортаға қатысты қызып кетуі 0,5 ° C-тан аспайды (әдетте максимум 50-60 ° C дейін), мұндай жабдық қарастырылады жылумен жүктелмеген және арнайы салқындату схемаларын қажет етпейді. Осы параметрден асатын, бірақ жылу шығыны салыстырмалы түрде төмен компоненттерге (чипсеталар, транзисторлар қуат тізбектерінің, модульдер жедел жад), әдетте, тек пассивті қондырғылар орнатылады радиаторлар.

Сондай-ақ, микросхеманың қуаты өте жоғары емес немесе тапсырмалардың есептеу қабілеті шектеулі болған жағдайда, желдеткішсіз тек радиатор жеткілікті.

Түпнұсқа мәтін (ағыл.)

— Intel® I/O Controller Hub 10 (ICH10) Family Thermal and Mechanical Design Guidelines. June 2008. Document Number: 319975-001

Әр түрлі радиатор профильдері

Жұмыс принципі - жылуды қыздырғыш компоненттен радиаторға жылу есебінен тікелей беру жылу өткізгіштік материалдан немесе көмегімен жылу құбырлары (немесе олардың түрлері, мысалы, термосифон және буландырғыш камера). Радиатор қоршаған ортаға жылу шығарады жылу сәулеленуімен және жылуды жылу өткізгіштік арқылы қоршаған ауаға тасымалдайды, бұл табиғи жағдайды тудырады конвекция қоршаған ауаның. Радиатор шығаратын жылуды арттыру үшін радиатор бетін қарайту қолданылады.

Қазіргі кезде салқындату жүйесінің ең көп таралған түрі. Оның әмбебаптығы жоғары — радиаторлар жылу шығыны жоғары компьютерлік компоненттердің көпшілігіне орнатылады. Салқындатқыштың тиімділігі радиатордың тиімді жылу бөлу аймағына, температураға және ол арқылы өтетін ауа ағынының жылдамдығына байланысты.

Қыздырылатын компоненттің және радиатордың беттері тегістелгеннен кейін бар кедір-бұдырлық шамамен 10 мкм, ал жылтыратылғаннан кейін шамамен 5 мкм. Бұл кедір-бұдырлар беттердің тығыз жанасуына жол бермейді, нәтижесінде жылу өткізгіштігі өте төмен жұқа ауа саңылауы пайда болады. Жылу өткізгіштігін арттыру үшін саңылау толтырылады жылу өткізгіш пасталармен.

Ауаны пассивті салқындату орталық және графикалық процессорлар ауа ағынының төмен жылдамдығында жылу бөлудің жоғары тиімділігі бар арнайы (және едәуір үлкен) радиаторларды қолдануды қажет етеді және үнсіз дербес компьютер құру үшін қолданылады. Желдеткішсіз жұмыс істеу үшін арнайы жасалған радиаторлар әсіресе үлкен беткейге ие, бұл компьютердің шуын айтарлықтай төмендетуі мүмкін.

Белсенді

Негізгі мақала: Салқындатқыш

Әр түрлі көлемдегі салқындатқыштарКомпьютердің қуат көзі сондай-ақ, оның желдеткіші бар, өйткені ол жылудың едәуір мөлшерін шығарады. Фотосуретте қыздырылған ауаны сыртқа шығаратын 80 мм артқы желдеткіші бар қуат блогы көрсетілгенІшіне салқын ауаны жіберетін көлденең 120 мм желдеткіші бар қуат көзіКомпьютердің қуат көзінің желдеткіш торы, ол арқылы қыздырылған ауа сыртқа шығарылады. Дәл осындай қуат көзі 120 мм көлденең желдеткішті пайдаланады

Өткізілетін ауа ағынын арттыру үшін қосымша қолданылады жанкүйерлер (оның және радиатордың тіркесімі деп аталады салқындатқышпен). Орталық және графикалық процессорларға негізінен салқындатқыштар орнатылады.

Сондай-ақ, кейбір компьютерлік компоненттерге, атап айтқанда, қатты дискілер, радиаторды орнату қиын, сондықтан оларды желдеткішпен үрлеу арқылы салқындатуға мәжбүр етеді.

Компьютердің қуат көзі сондай-ақ, оның тақтасына қосқыш арқылы тікелей қосылатын желдеткіші бар. Жоғары вольтты транзисторлар мен төмен вольтты диодты түзеткіштердегі қуат көзінің ішінде салқындатқыш радиаторлар орнатылған, себебі бұл компоненттер ең қыздырғыштардың бірі болып табылады. Классикалық коммутациялық қуат көздерінде үрлеуге арналған артқы желдеткіш немесе үрлеуге арналған төменгі желдеткіш бар. Соңғысы жүйелік блоктың корпусындағы корпуста орналасқан. Желдеткіштердің өлшемдері әр түрлі: үрлеу кезінде — 80 мм, үрлеу кезінде — 120 мм. Кейде жаңарту кезінде энтузиастар құрылымды көркейту үшін қор желдеткіштерін жарықтандырылған желдеткіштерге ауыстырады.

Сұйықтықты салқындату жүйелері

Жұмыс принципі сұйықтықты салқындату — жүйеде айналатын жұмыс сұйықтығының көмегімен жылуды қыздырғыш компоненттен радиаторға беру. Көбінесе жұмыс сұйықтығы ретінде қолданылады дистилденген су, көбінесе қоспалары бар бактерицидтік және/ немесе қарсыгальваникалық эффект; кейде (ұсынылмайды) — май, антифриз, сұйық металл^[1], немесе басқа арнайы сұйықтықтар.

Сұйық салқындату жүйесі мыналардан тұрады:

• сорғылар — жұмыс сұйықтығын айналдыруға арналған сорғы;

• жылу жинағыштың (су блогы, су блогы, салқындату басы) — салқындатылатын элементтен жылу алатын және оны жұмыс сұйықтығына жіберетін құрылғы;

• жұмыс сұйықтығының жылуын таратуға арналған радиатор. Белсенді немесе пассивті болуы мүмкін;

• сұйықтықтың термиялық кеңеюін өтеуге, жүйенің жылу инерциясын жоғарылатуға және жұмыс сұйықтығын толтыру мен төгуге ыңғайлылықты арттыруға қызмет ететін жұмыс сұйықтығы бар ыдыстың;

• сұйықтықты салқындату жүйесінің қалған элементтері арасында жұмыс сұйықтығының су ағынын жылжыту үшін қажет шлангтардың немесе құбырлардың;

• (міндетті емес) сұйықтық ағынының жылдамдығының сенсоры.

Сұйықтық түтік қабырғасы мен булану беті арасындағы температура айырмашылықтарын азайту үшін жоғары жылу өткізгіштікке, сондай-ақ контурдағы сұйықтық айналымының төмен жылдамдығымен салқындатудың жоғары тиімділігін қамтамасыз ететін жоғары меншікті жылу сыйымдылығына ие болуы керек.

Фреон қондырғылары

Фреон орнату — тоңазытқыш қондырғысы, оның буландырғышы тікелей салқындатылған компонентке орнатылады. Мұндай жүйелер үздіксіз жұмыс істеп тұрған кезде салқындатылған компонентте нөлден төмен температураны алуға мүмкіндік береді, бұл процессорлардың шамадан тыс үдеткіші үшін қажет.

Кемшіліктері:

• қажеттілік жылу оқшаулау жүйенің суық бөлігі және онымен күресу конденсатпен (бұл қоршаған орта температурасынан төмен температурада жұмыс істейтін салқындату жүйелерінің жалпы проблемасы);

• бірнеше компоненттерді салқындатудағы қиындықтар;

• жоғары қуатты тұтыну;

• күрделілігі мен қымбаттығы.

Су өткізгіштер

Сұйық салқындату жүйелері мен фреон қондырғыларын біріктіретін жүйелер. Мұндай жүйелерде антифриз, сұйық салқындату жүйесінде айналатын, арнайы жылу алмастырғышта фреон қондырғысы арқылы салқындатылады. Бұл жүйелер бірнеше компоненттерді салқындату үшін фреонды қондырғылар арқылы қол жеткізуге болатын теріс температураны пайдалануға мүмкіндік береді (әдеттегі фреонды салқындату жүйелерінде). бірнеше компоненттерді салқындату қиын).
Мұндай жүйелердің кемшіліктеріне олардың үлкен күрделілігі мен құны, сондай-ақ бүкіл сұйық салқындату жүйесін жылу оқшаулау қажеттілігі жатады.

Буланудың ашық жүйелері

Қондырғылар, онда ретінде салқындатқыш (жұмыс сұйықтығы) қолданылады құрғақ мұз, сұйық азот немесе гелий^[2], салқындатылған элементке тікелей орнатылған арнайы ашық ыдыста (стаканда) буланып кетеді. Негізінен компьютер әуесқойлары жабдықты шектен тыс үдету үшін пайдаланады ("үдеткіш»). Олар ең төменгі температураны алуға мүмкіндік береді, бірақ жұмыс уақыты шектеулі (стаканды салқындатқышпен үнемі толықтыруды қажет етеді).

Каскадты салқындату жүйелері

Екі немесе одан да көп тізбектелген фреондықтар қондырғылар. Төменгі температураны алу үшін қайнау температурасы төмен фреонды қолдану қажет. Бір сатылы тоңазытқыш машинада бұл жағдайда қуатты компрессорларды қолдану арқылы жұмыс қысымын арттыру қажет. Баламалы жол — қондырғының радиаторын басқа фреонмен салқындату (яғни оларды тізбектей қосу), соның арқасында жүйеде жұмыс қысымы төмендейді және қарапайым компрессорларды қолдануға болады. Каскадты жүйелер бір сатылы жүйелерге қарағанда әлдеқайда төмен температураны алуға мүмкіндік береді және ашық булану жүйелерінен айырмашылығы үздіксіз жұмыс істей алады. Дегенмен, оларды жасау және орнату ең күрделі болып табылады.

Peltier элементтері бар жүйелер

Peltier элементі компьютердің компоненттерін салқындату үшін ол ешқашан өздігінен қолданылмайды, себебі оның ыстық бетін салқындату қажет. Әдетте, Peltier элементі салқындатылған компонентке орнатылады, ал оның басқа беті басқа белсенді салқындату жүйесінің көмегімен салқындатылады. Кемшіліктері: төмен Тиімділік, ылғалдың конденсациясынан қорғау қажеттілігі.

Оңтайландыру

1) Теріс қысым 2) Оң қысым

Ауа ағыны

Қолданылатын салқындату ортасы (ауа) неғұрлым салқын болса, салқындату соғұрлым тиімді болады. Желдеткіштерді стратегиялық тұрғыдан дұрыс орналастыру корпус ішіндегі ауа ағынын жақсартады және осылайша корпус ішіндегі жалпы ішкі температураны төмендетеді. Үлкен желдеткіштерді пайдалану тиімділікті арттырады және шуды азайтады. Нұсқаулықта AMD салқындату жүйелеріне сәйкес, алдыңғы желдеткішті қолдану онша маңызды емес екендігі және кейбір сынақтарда төтенше жағдайларда бұл желдеткіш суық ауаны әкелгеннен гөрі ыстық ауаның рециркуляциясына ықпал ететіндігі көрсетілген^[3].

Ауа ағындарын модельдеу радиаторлар дизайнының әсері әдістер мен бағдарламалық жасақтама пакеттерін қолдану арқылы мүмкін болады CFD. Қуат көзіндегі жеке желдеткіштің артықшылығы бар, ол қуат көзі шығаратын жылы ауа корпус ішіндегі ауамен араласпайды және тікелей сыртқа шығарылады. Модельдеу көрсеткендей, жалпы корпустың температурасы кез-келген төменгі желдеткіш саңылауларда төмен, ал қыздыру ауа жылдамдығы төмен жерлерде жүреді, себебі оның корпус пен қуат көзі арасындағы және диск жетегіне жақын жерлерде айналымы қиындайды.^[4]

Оң қысым корпусқа үрлеу корпустан үрлегеннен гөрі күштірек екенін білдіреді. Бұл конфигурация кезінде корпустың ішіндегі қысым қоршаған ортаға қарағанда жоғары болады. Теріс қысым үрлеудің үрлеуге қарағанда күштірек екенін білдіреді. Бұл ішкі ауа қысымының қоршаған ортаға қарағанда төмен болуына әкеледі. Екі конфигурацияның да артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Осы екі конфигурацияның ішінде оң қысым жиі қолданылады.

Желдеткіштердің дұрыс орналасуы

Ауа ағыны дұрыс бағытта жүруі үшін желдеткіштерді дұрыс орналастыру керек^[5][6]. Алдыңғы желдеткіштер әрдайым үрленіп, артқы желдеткіштер үрленіп жұмыс істеуі керек^[7].

• Егер екі желдеткіш те үрлеуге орнатылса, корпустың ішінде ауа қысымы жоғарылайды. Нәтижесінде желдеткіштер шамадан тыс жүктеме астында жұмыс істейді және компоненттердің қалыпты салқындауын қамтамасыз етпейді. Сонымен қатар, үрлеуге орнатылған артқы желдеткіш қыздырылған ауаны қуат көзінен шығатын корпусқа қайта үрлейді.

• Егер екі желдеткіш те үрлеуге орнатылса, қыздырылған ауаның айналымы тоқтайды, нәтижесінде ішіндегі қысым төмендейді, бұл шаңның жиналуына және компоненттердің қызып кетуіне әкеледі.

• Егер алдыңғы желдеткіш үрлесе, ал артқы желдеткіш үрлесе, корпуста қыздырылған ауаның жабық сақинасы пайда болады: қуат көзінен шыққан қыздырылған ауа қайтадан корпусқа түседі. Нәтижесінде жылу алмасу бұзылып, компоненттер қызып кетеді.

Бүйірлік желдеткіштерді кез-келген тәсілмен орнатуға болады, бірақ, әдетте, олар үрлеуге орнатылады^[8].

Шаң, ішінде жинақталған жүйелік блоктың оның жұмысына кері әсер етеді

Сән заты

Негізгі мақала: Моддинг

Корпустың және қуат көзінің желдеткіштері декоративті жарықтандырумен жабдықталған, бұл жүйелік блоктың көрінісін тартымды етеді. Фотосуретте көрсетілген қондырғыда корпустың желдеткішінде тек қалақшалар, ал қуат көзінің желдеткішінде тек корпус жарықтандырылады

Қазіргі компьютерлерде салқындату жүйесі өзінің тікелей мақсатына қосымша, сонымен қатар киюге болады сәндік кейіпкер, мысалы түрінде жарықтандыру желдеткіштер. Орындалуына байланысты оның түсі әр түрлі болуы мүмкін және корпусты, пышақтарды немесе бәрін бірден жарықтандыруы мүмкін. Заманауи ойын компьютерлері, әдетте, салқындату жүйесінің әдепкі шамдары бар. Көбінесе энтузиастар заманауи компьютерлерде де, салыстырмалы түрде ескі компьютерлерде де жүйелік блокқа тартымды көрініс беру үшін стандартты желдеткіштерді өздігінен жарықтандырылған желдеткіштермен алмастырады.

Мақсаты:

• Компьютердің корпусын, салқындату жүйесін зерттеу;

• Компоненттердің (аналық плата, процессор, бейне карта, жад, жинақтаушы) корпуспен және салқындатқышпен үйлесімділігін тексеру;

• Онлайн құралдар көмегімен жүйе конфигурациясын жинақтап көру.

1. Теориялық дайындық

• Корпус түрлерін (Full Tower, Mid Tower, Mini Tower) қарастыру.

• Салқындату жүйелерін (Air Cooling, Liquid Cooling) салыстыру.

• Аналық плата, процессор, RAM, GPU, PSU арасындағы үйлесімділікті еске түсіру.

2. Практикалық тапсырмалар

1. Корпусты зерттеу:

   • Берілген корпусты ашып, ішінде қандай орнату орындары бар екенін анықтаңдар (аналық плата бекіткіштері, HDD/SSD слоттары, желдеткіш орындары).

   • Корпустың форм-факторын анықтаңдар (ATX, MicroATX, Mini-ITX).

2. Салқындату жүйесін тексеру:

   • Корпусқа қанша желдеткіш орнатуға болатынын анықтаңдар.

   • Қай жерлерден ауа кіреді, қай жерден шығады – схема сызыңдар.

3. Компоненттердің үйлесімділігін талдау:

   • Аналық плата мен корпус арасындағы форм-фактор сәйкестігін тексеріңдер.

   • CPU салқындатқышының биіктігі корпуста сыйып кете ме, соны қарастырыңдар.

   • GPU ұзындығы корпус ішіне сәйкес келе ме, өлшеп көріңдер.

   • RAM модульдері мен CPU кулері арасында кедергі бар-жоғын анықтаңдар.

4. Онлайн құралмен жұмыс:

   • PCPartPicker сайтында жүйе жинап көріңдер.

   • Сайт үйлесімділікті автоматты түрде тексереді.

1. Корпус (System Unit Case)

Компьютер корпусында барлық негізгі құрылғылар орналасады:

• Аналық плата (Motherboard)

• Қуат көзі (PSU)

• Бейне карта (GPU)

• Процессор (CPU) және оның салқындатқышы

• Жад модульдері (RAM)

• Жинақтаушы құрылғылар (SSD/HDD)

Корпус түрлері:

• Full Tower – үлкен, көптеген құрылғылар орнатуға ыңғайлы.

• Mid Tower – кең таралған, стандартты конфигурацияға жеткілікті.

• Mini Tower / Mini ITX – шағын, көбіне кеңейтулерге шектеулі.

2. Салқындату жүйесі (Cooling System)

Жүйенің өнімділігі мен ұзақ қызмет етуі үшін жылуды шығару маңызды.

Салқындату түрлері:

• Ауалық (Air Cooling):

  • Радиатор + желдеткіш.

  • Қарапайым, арзан, күтімі жеңіл.

• Сұйықтықты салқындату (Liquid Cooling):

  • Сорғы, радиатор, құбырлар арқылы жылуды таратады.

  • Үндемдірек және қуатты жүйелер үшін қолайлы.

• Аралас жүйелер (Hybrid).

Қосымша салқындату:

• Корпус желдеткіштері (алдыңғы – ауа кіргізу, артқы/жоғарғы – шығару).

• Бейне картаның жеке салқындатқышы.

3. Компоненттердің үйлесімділігін тексеру

Жүйені жинақтаудағы басты кезең – барлық бөліктердің үйлесімін анықтау.

Тексерілетін негізгі параметрлер:

1. Корпус пен аналық плата:

   • Form factor үйлесімі: ATX, MicroATX, Mini-ITX.

   • Аналық платаның өлшемі корпустағы орнату нүктелеріне сәйкес болуы керек.

2. Қуат көзі (PSU):

   • Корпусқа сәйкес келетін өлшем (ATX PSU).

   • Қуат жеткіліктілігі (ватт).

3. Бейне карта (GPU):

   • Ұзындығы мен қалыңдығы корпус ішінде сыйып кетуі керек.

   • PCI-E слотымен үйлесімділігі.

4. Салқындатқыш (CPU Cooler):

   • Корпус биіктігіне сәйкес келуі.

   • Процессормен және сокетпен үйлесуі (LGA, AM4 т.б.).

5. Жад модульдері (RAM):

   • Аналық платадағы слоттар саны мен түрі (DDR3, DDR4, DDR5).

   • Биік радиаторлы жад пен үлкен кулер арасында кедергі болмауын қадағалау.

6. Жинақтаушылар (SSD/HDD):

   • SATA немесе M.2 интерфейсінің қолжетімділігі.

   • Корпус ішінде орындарының болуы.

7. Салқындату жүйесі:

   • Желдеткіштердің диаметрі мен саны (120 мм, 140 мм).

   • Алдын ала орнатылған және қосымша салқындатқыш орындары.

4. Үйлесімділікті тексеруге арналған онлайн сервистер

• PCPartPicker.com – құрамдас бөліктердің үйлесімділігін автоматты тексеру.

• Өндіруші сайттарындағы Compatibility List (QVL – Qualified Vendor List).

3. Бақылау сұрақтары

1. Корпус форм-факторларының айырмашылығы неде?

2. Ауалық және сұйықтықты салқындату жүйелерінің артықшылықтары мен кемшіліктерін атаңдар.

3. Компоненттердің үйлесімділігі не үшін маңызды?

4. PSU қуатын қалай таңдаймыз?

5. GPU ұзындығы мен корпус өлшемдерінің байланысы қандай?