Новое поколение кулеров II. Кулеры милленниума

Введение

В начале двухтысячного года в статье "Новое поколение кулеров" я рассказал о современных охладителях процессоров. В то время процессоры ещё вставлялись вертикально в слоты и носили на себе огромные двухвентиляторные алюминиевые панцири, надёжно защищающие от перегрева. Много воды утекло с тех пор.

Эволюция процессоров

Прежде всего, давайте посмотрим, какие изменения произошли в самих источниках тепла - процессорах. Процессоры полностью изменились, они стали потреблять ещё больше энергии и выделять ещё больше тепла. При этом, площадь ядра процессоров заметно сократилась. Как я только что упомянул, они навсегда распрощались со своими старыми картриджными корпусами, вставлявшимися вертикально в слоты материнских плат. Такая модификация хоть и позволила снизить стоимость процессоров и сделать возможной их работу на более высоких частотах, но и сделала невозможной установку кулеров больших размеров. Следующим важным шагом стало использование процессорами новых корпусов, в которых ядро непосредственно соприкасается с поверхностью радиатора. Из-за этого передача тепла от процессора через кулер в окружающую среду стала ещё более эффективной, потому что исчезали дополнительные слои материалов их корпусов. Но такая упаковка силикона была характерна незащищённостью ядра. И теперь массивный радиатор, налегающий непосредственно на сердце самого процессора, мог легко его раздавить, или отколоть хотя бы маленький его кусочек. Наверное, в мире не осталось ни одного магазина компьютерной техники, куда бы не приходили плачущие пользователи с испорченными таким образом Duron-ами и Athlon-ами. Этот недостаток как Дамоклов Меч висел над процессорами Pentium III и Celeron в корпусе FCPGA, а также Athlon и Duron платформы Socket A. Поэтому одним из последних изменений стала установка на процессоры распределителя тепла (он же Heatspreader, или IHS).

Идея использовать распределитель тепла пришла в головы инженеров Intel и процессор Pentium 4 уже имел такую защиту. Про AMD K6 мы говорить не будем, поскольку мы живём уже в двадцать первом веке, а эти процессоры навсегда остались в двадцатом. Посмотрите на схему. Как видно, распределитель тепла представляет собой просто медный никелированный кожух, закрывающий ядро. Вообще, распределители тепла устанавливают на те микросхемы, которые не нуждаются в интенсивном охлаждении, или которые просто не могут охлаждаться по-другому. Например, микросхемы электроники жёстких дисков, или памяти. Отличие процессора от этих микросхем ещё и в том, что одного распределителя тепла ему для охлаждения явно не достаточно, и поверх него устанавливается кулер. Это означает, что для эффективного выполнения своей основной задачи heatspreader должен равномерно распределять всё исходящее тепло по поверхности радиатора. До установки IHS отвод тепла происходил по следующему пути:

От ядра процессора через термопасту, обеспечивающую лучший контакт, к радиатору.

После установки распределителя тепла эта схема немного меняется:

От ядра через термопасту к распределителю тепла (термопаста необходима и здесь), от распределителя тепла через ещё один слой термопасты уже к радиатору. Чем большая площадь соприкосновения поверхности радиатора с процессором, тем лучше охлаждение. Во втором случае, естественно, охлаждение лучше, но не всегда. Допустим, у нас медный очень высокопроизводительный радиатор. Если он касается ядра, то за счёт высокой проводимости меди тепло равномерно распределяется по всей его поверхности. А если между радиатором и ядром существует ещё и дополнительная прокладка в виде распределителя тепла, то она будет только мешать охлаждению, снижая эффект медного основания кулера.

Таким образом, можно сказать, что IHS в любом случае может гарантировать только одно - защиту от повреждений ядра.

AMD - двигатель прогресса

Наверное, ни одного производителя силикона так не благодарят продавцы кулеров, как AMD. И именно за то, что в отличие от Intel, эта компания не гнушается горячими процессорами. И пока это там Intel оптимизирует ядра своих детищ для меньшего тепловыделения, её конкурент спокойно выпускает на рынок всё новые и новые "печки", полагая, что проблема их охлаждения полностью ляжет на пользователей. Давайте обратимся к нашей таблице мощностей процессоров. Мы видим, что AMD Thunderbird 1000 выделяет 54 Вт тепла, а Pentium III в полтора раза меньше - 33 Вт. Разумеется, для таких разных процессоров нужны и разные кулеры. Только для Pentium III подойдёт обычный, алюминиевый с вентилятором 50x10, а для Athlon уже нужен большой с вентилятором 60x25. И если вы собираетесь разогнать свой процессор, то вам подойдёт не каждый кулер даже больших размеров, ведь с повышением тактовой частоты повышается и тепловыделение.

Именно для процессоров AMD Athlon и выпускается большинство сегодняшних кулеров. Благодаря тому, что такие кулеры можно поставить и на Pentium III / Celeron, их выпуск становится весьма прибыльным и простым делом. Очень часто на один и тот же радиатор устанавливаются разные вентиляторы и кулер обзаводится модификациями под Pentium III, Duron, Athlon, или Celeron. Но все флагманы производителей кулеров делаются именно на Athlon. Этот процессор охладить труднее, а потому и кулеры на него стоят дороже, хотя по себестоимости не сильно отличаются от моделей на Socket 370. Проще говоря, если бы не AMD, медь до сих пор использовалась бы лишь в самых дорогих кулерах, а мы бы покупали дешёвые жужжалки, ломающиеся через полгода работы.

Законы существования кулеров

Компьютерщики выдумали себе закон Мура. А законы передачи тепла сформировала сама природа. И они одинаковы для всех, где бы вы не находились, и какими компьютерами бы не пользовались. И на 286-м процессоре, и на Pentium 4 выделяется одна и та же энергия и рассеивается она в окружающую среду тоже одинаково. Но о термодинамики сегодня мы говорить не будем. В ходе жестокой конкуренции между сотнями производителей средств охлаждения выработались негласные законы, соблюдение которых гарантирует выпуск наилучших моделей кулеров с невиданной до сих пор популярностью.

• Кулер должен хорошо отводить тепло от процессора

• Кулер должен устанавливаться на все материнские платы и во все корпуса

• Кулер должен иметь крепление, обеспечивающее лёгкую установку, жёсткую фиксацию на процессоре и такое же лёгкое его снятие.

• Кулер не должен потреблять большую мощность и по возможности должен питаться от блока питания компьютера (через материнскую плату, или напрямую)

• Кулер должен быть тихим

• Кулер должен быть надёжным

• Кулер должен быть дешёвым

И всё. Всё остальное в кулере не важно. Даже если устройство охлаждения устанавливается только на один тип процессоров, но соответствует всем требованиям, оно будет популярнее любого другого. Конечно, соблюсти все требования к кулерам невозможно, хотя бы потому, что они косвенно противоречат друг другу. Поэтому, чаще всего ради выгоды в одном приходится жертвовать другим. Чаще всего в расчёт не берутся тишина и дешевизна. Конечно, существуют стандарты, которым должен соответствовать радиатор, или вентилятор устройства. Эти стандарты устанавливаются как производителями процессоров в виде минимальные размеров радиаторов, так и производителями материнских плат, а также теми лицами, которые следят за безопасностью компьютеров (именно они заставили устанавливать защитные решётки на вентиляторы процессорных кулеров). Но всё чаще из всех стандартов соблюдаются только требования безопасности. Именно поэтому до сих пор не было создано ни одного кулера, который бы существенно опередил конкурентов.