Требования к вентиляции

Проблема охлаждения особенно остро встает в последнее время в связи с появлением микросхем с числом транзисторов на кристалле, превышающем сотню миллионов. Каждый элемент неизбежно выделяет тепло в процессе работы, а площадь кристалла растет либо незначительно, либо даже уменьшается.

В блоке питания корпуса типа AT предусмотрен вытяжной вентилятор. Воздух засасывается внутрь корпуса через имеющиеся щели или специально предусмотренные отверстия и, аккумулировав тепло имеющих более высокую температуру компонентов, выбрасывается наружу. К сожалению, в подавляющем большинстве корпусов AT каких-либо специальных мер по распределению потока охлаждающего воздуха не предусмотрено. Поэтому не исключены случаи, когда одни компоненты чувствуют себя комфортно, а другие перегреваются. В блоках питания корпусов типа АТХ вентилятор, как правило, нагнетающий. Наружный воздух захватывается крыльчаткой вентилятора и подается внутрь корпуса через прорези в блоке питания. Очень немногие корпуса АТХ сконструированы с учетом перераспределения поступающего потока воздуха к отдельным компонентам: процессору, жестким дискам, платам расширения.

В насыщенном современными компонентами компьютере иногда наблюдается своеобразный эффект домино, связанный с лавинообразным нарастанием перегрева. Предположим, что в компьютере установлены мощные процессор, видеокарта, звуковая карта, парочка высокооборотных жестких дисков. Локальное охлаждение каждого элемента вроде бы обеспечивается нормально. Но собственные вентиляторы компонентов рассчитаны на прокачку поступающего воздуха с температурой не выше 30-35 градусов. Может сложиться ситуация, когда вентилятор будет получать воздух от трудолюбивого ≪соседа≫, сильно нагревающегося в

Основной поток воздуха в корпусе АТХ (вид слева)

процессе работы. Естественно, что начнет перегреваться охлаждаемая им микросхема, что вызовет общее повышение температуры воздуха внутри корпуса. Все вентиляторы и микросхемы будут получать горячий воздух, и далее процесс примет лавинный характер, в итоге компьютер в лучшем случае зависнет, хотя не исключен и вариант выхода из строя какого-либо элемента.

Симптомами проблем с охлаждением обычно служат периодические зависания процессора компьютера без видимых внешних причин, неожиданные отказы в работе видеокарты, жестких дисков и других компонентов с высоким энергопотреблением. Иногда компьютер отказывается работать при повышении температуры наружного воздуха (зимой – при расположении вблизи отопительных приборов). Лечить эти болезни следует прежде всего решением проблемы общей вентиляции корпуса.

Общие принципы вентиляции достаточно просты. Во-первых, вентиляторы должны не мешать естественной конвекции воздуха (снизу вверх), а помогать ей. Во-вторых, нежелательно иметь застойные зоны, особенно в местах, где естественная конвекция затруднена. В-третьих, чем больше объем воздуха, прокачиваемого через корпус, тем меньше в нем разница температур по сравнению с наружной. В-четвертых, воздушный поток по возможности должен быть ламинарным, но не турбулентным. Когда вентилятор закачивает воздух в корпус, давление внутри него растет. Зависимость расхода от давления называется рабочей характеристикой вентилятора. В какой-то момент количество закачиваемого воздуха сравняется с количеством выходящего, и давление стабилизируется.

Чем больше площадь вентиляционных отверстий, тем при меньшем давлении это произойдет и тем лучше будет вентиляция. Поэтому простым увеличением площади входных отверстий можно добиться лучшего результата, чем установкой дополнительных вентиляторов. Если вентилятор не вдувает, а выдувает воздух из корпуса, поменяется только направление потоков, расход останется тем же самым.

Из сказанного следует простой вывод: площадь вентиляционных отверстий должна быть как минимум равна эффективной площади вентилятора (то есть площади, ометаемой лопастями), а лучше несколько превышать ее. Если вентиляторов несколько и они работают в одном направлении (например, на выдув), их эффективная площадь складывается. Изготовители, за редким исключением, этим правилом пренебрегают, полагаясь на подсос воздуха через множество мелких щелей. Поэтому в таких корпусах вентиляция в штатном режиме напоминает бег в противогазе.

В классическом корпусе типа Tower воздушный поток должен проходить по диагонали боковой проекции: от переднего нижнего угла в задний верхний. Очевидно, что в противоположных углах образуются застойные зоны. В этих зонах оказываются такие компоненты, как платы расширения, оптические накопители, жесткие диски, что не есть хорошо. Если воздухозаборник в нижней части передней панели имеет достаточную площадь, можно снять одну заглушку портов расширения рядом с видеокартой, чтобы обеспечить дополнительный приток воздуха к системе охлаждения видеокарты.

Установка дополнительного вентилятора на тыльной панели, работающего на выдув, практически окончательно решает проблему вентиляции корпуса в подавляющем большинстве случаев. Для очень горячих процессоров, вроде Pentium 4 Extreme Edition, может понадобиться установка воздуховода, выведенного к отсеку 5,25" на передней панели или к отверстию боковой панели.

Установка специальных блоков вентиляции в слоты расширения (Rack) и отсеки накопителей (Blower), вентиляторов для жестких дисков и тому подобные меры, конечно, помогают решать проблемы вентиляции, но сильно увеличивает шумность системы. Если стоит задача собрать самую производительную конфигурацию, невзирая на прочие обстоятельства, платформа АТХ при некоторых усилиях обеспечивает приемлемые параметры. Но в целом ситуация такова, что технологические возможности платформы исчерпаны и требуются новые технические решения, которые обеспечат сбалансированность по охлаждению, шумности и электропитанию.