Термоэлектрическое охлаждение: Thermaltake SubZero 4G

Введение

Всё чаще производители охлаждающих устройств пытаются найти новые способы эффективного и бесшумного охлаждения процессоров. Уже не секрет, что обычные воздушные кулеры в скором времени не будут способны отвести тепло от мощных современных процессоров. И сегодня уже нисколько не удивляешься серийно производимым системам водяного охлаждения, новым конструкциям воздушных кулеров с тепловыми трубками, новыми материалами, новой конструкцией радиаторов. Способы охлаждения, ранее доступные лишь оверклокерам, получают массовое распространение. Наиболее "мирным" является водяное охлаждение, но вода в компьютере как-то не приживается, поскольку подобные системы громоздки по размерам, они не так просто инсталлируются, а если эти недостатки и отсутствуют, как например, в системах Thermaltake Aquarious II и Data Cooler DWC-A01, то эффективность охлаждения здесь не намного выше, чем у воздушных кулеров и уж точно ниже, чем у оверклокерских водяных систем охлаждения.

Одним из эффективных способов отвода тепла от процессора является охлаждение термоэлектрическими пластинами, известными, как модули Пельтье. Термоэлектрические пластины, часто называемые тепловыми насосами, сами по себе не охлаждают процессор. 

Суть эффекта Пельтье, используемого в термоэлектрических модулях, заключается в том, что при пропускании тока через пластину, состоящую из двух полупроводников, на одной её стороне выделяется тепло, а на другой - поглощается. Возможен и обратный эффект - при помещении одной стороны бипластины в горячее место, а другой в холодное, пластина начнёт вырабатывать электрический ток. Это явление называется эффектом термопары и используется во многих электронных термометрах. В обычной термоэлектрической пластине используются несколько десятков термопар для отвода тепла от одной стороны к другой. Модуль Пельтье потребляет большую электрическую мощность, сравнимую с мощностями элементов, которые он охлаждает. Между горячей и холодной стороной пластины всегда поддерживается определённая разность температур, поэтому чем сильнее мы охладим горячую сторону (где выделяется тепло), тем больше тепла поглотит холодная сторона. Модули Пельтье можно устанавливать каскадами, так чтобы холодная сторона последующего модуля охлаждала горячую сторону предыдущего, но в конечном итоге охладить самый верхний модуль будет очень сложно.

Сами по себе модули Пельтье не охлаждают процессор - они перекачивают тепло с одной своей стороны на другую, в результате чего одна сторона пластинки сильно охлаждается, а другая - наоборот, сильно нагревается. Элементы Пельтье не получили широкого распространения в серийных кулерах для процессоров по нескольким причинам.

• Одна из них - это высокая стоимость: кулеры со встроенными термоэлектрическими кулерами (TEC) стоили в несколько раз дороже аналогов без элементов Пельтье.

• Другая причина - неудобство крепления отдельной термоэлектрической пластинки на кулер.

• Третья причина - потребляемая мощность. Элемент Пельтье должен потреблять не меньше мощности, чем охлаждаемый им процессор, но и эта мощность должна быть правильно рассчитана, потому что если TEC будет иметь меньшую мощность, чем охлаждаемый им элемент, ни о каком эффективном отводе тепла не может быть и речи - процессор так и будет продолжать перегреваться. Если же TEC будет обладать избыточной мощностью, на его холодной стороне будет образовываться конденсат, что может привести к короткому замыканию и выходу из строя процессора или материнской платы.

Ну а плюс к этому, термоэлектрические модули нуждаются в охлаждении. Нужно как можно лучше охлаждать горячую сторону элемента Пельтье, чтобы температура на холодной стороне была как можно ниже. Причём, кулеру, установленному на термоэлектрический модуль, придётся выполнять двойную работу - охлаждать суммарную выделяемую мощность процессора и элемента Пельтье, что может быть в два раза больше, чем мощность одного процессора. То есть, в паре с TEC придётся использовать дорогой и качественный воздушный или водяной кулер, который, возможно, так же будет громко шуметь. Более подробно об элементах Пельтье вы можете прочитать в этой статье.

Пожалуй, единственным возможным способом сделать применение элементов Пельтье доступным любому пользователю, является установка специального блока электроники, который сможет регулировать потребляемую мощность термоэлектрической пластинки и изменять эффективность её охлаждения в зависимости от температуры процессора. Такой способ был найден одной израильской компанией и представлен весной 2003 года. Сразу же после анонса нового поколения системы термоэлектрического охлаждения, компания Thermaltake, один из лидеров производства систем охлаждения, перекупила изобретение израильтян и представила свою систему SubZero 4G для процессоров Intel Pentium 4, AMD Athon XP/Duron и AMD Athlon 64. В этом обзоре мы рассмотрим систему SubZero 4G для процессоров формата Socket A.

Thermaltake SubZero 4G

Система термоэлектрического охлаждения, Thermaltake SubZero 4G, рассчитана, в первую очередь, на оверклокеров и компьютерных энтузиастов, которые не прочь заморозив процессор, разогнать его до невиданных ранее частот. Однако, реализация эффекта Пельтье компанией Thermaltake так же рассчитана и на обычного пользователя, который не станет заморачиваться проблемой подбора размеров и мощности бипластины Пельтье, не станет бороться с конденсатом и модифицировать крепление дорогого воздушного кулера, чтобы тот уместился на процессор с термоэлектрическим модулем. Система SubZero 4G поставляется в Retail-комплектации, в большой красочной картонной коробке.

На коробке написано, что данная система охлаждения имеет в комплекте дополнительный вентилятор с частотой вращения ротора 6 000 оборотов в минуту, что SubZero 4G может охлаждать процессоры Athlon XP с рейтингом до 3400+ и что уровень шума данной системы составляет всего 21 дБ. Честно говоря, очень хотелось бы верить, что наконец-то найден эффективный по всем параметрам способ охлаждения процессора.

Когда я открыл коробку, то, честно говоря, немного разочаровался - слишком мало составляющих системы охлаждения было внутри. Даже по сравнению с системой водяного охлаждения Aquarious II, которую собираешь, как конструктор, SubZero 4G выглядит как готовый к использованию продукт. В принципе, теперь понятно, почему Thermaltake с гордостью заявляет, что SubZero 4G можно установить менее чем за 90 секунд! Мы же спешить не будем и сначала проверим, соответствует ли комплект поставки заявленному. Итак, внутри коробки SubZero 4G находятся:

• Электронный блок-контроллер в формате PCI карты
• Воздушный кулер с интегрированным элементом Пельтье
• Вентилятор размером 80x80x25 мм
• Вентилятор размером 80x80x25 мм, светящийся
• Инструкция по установке
• Кабель питания 220В

Ну что же, вроде всё на месте. Система охлаждения SubZero 4G - не совсем обычное устройство, но мы всё же попытаемся подвести его под общие характеристики для кулеров и сведём данные об этой системе в одну таблицу.

Как видно, и воздушный кулер, и элемент Пельтье, и системный вентилятор питаются от блока электроники, то есть она PCI карта контролирует всю систему охлаждения компьютера. Вот и начнём мы описание системы SubZero 4G именно с блока электроники.