Охлаждение – удел не только криотехников

Александр Молодяну

Купив пару лет назад системную плату ASUS TX97, я решил сэкономить на вентиляторе для процессора и воспользоваться обычным "пропеллером" с двухпроводным подключением. Датчик частоты вращения я предполагал смастерить самостоятельно и подключить его должным образом к третьему штырьку разъема на системной плате. Но не тут-то было! Все мои попытки выяснить у фирмы ASUSTeK, что же должно подаваться на тот штырек, напоминали разговор слепого с глухим. Мне лишь настойчиво советовали приобрести вентилятор именно этой фирмы и не забивать себе голову разными глупостями. Что, в конечном счете, и пришлось сделать, облегчив свой карман на десять долларов вместо трех....

Тем не менее, не перевелись еще умельцы на земле русской. Конечно, имея весьма ограниченный доступ к современной элементной базе, прецизионным координатографам, гальваническим линиям и прочим чудесам современной промышленности, трудно состязаться даже с отечественными производителями телевизоров. Но кое-какие полезные штучки можно доработать и самому, особенно если вы еще не разучились держать отвертку в зубах и пинцет – за ухом.

Пыль – наш главный враг

Для начала ответьте вот на какой вопрос: когда вы последний раз "пылесосили" свой компьютер? Если больше, чем полгода назад — сделайте это сегодня. В крайнем случае завтра. Не откладывайте на воскресенье или понедельник — иначе вы не сделаете этого никогда! Относится это в первую очередь к машинам, выполненным в стандарте AT. Их беда в том, что основной вентилятор, установленный в блоке питания, выкачивает воздух наружу, из системного блока. Естественно, что в возникающее в корпусе разрежение устремляется воздух из окружающего пространства, а путей для него не так уж много. Это, как правило, - вентиляционные отверстия в корпусе, щели дисководов, а также незакрытые окна слотов расширения на задней стенке корпуса. Вообще-то старайтесь, чтобы в задней стенке компьютера не было никаких щелей, поскольку корпуса проектируются так, что в них каждая дырка имеет свое назначение.

Контакт? Есть контакт!

До появления процессоров серии 486 потребляемая ими мощность волновала, пожалуй, только конструкторов, да еще пользователей ноутбуков. Самый крутой из 386-х чипов, DX-40, потреблял всего около 3 Вт и при этом, надо заметить, вполне справлялся со своими обязанностями. Нынешние монстры потребляют десятки ватт и очень не любят, когда их температура повышается до 70°С. А электрические лампочки той же мощности, между прочим, при 3000°С работают — и ничего!

Одним словом, в порядке компенсации за вычислительную мощность процессоров мы получили соответствующий рост мощности физической, повышенные расходы на электроэнергию и, что печальнее всего, — снижение надежности систем. Мне ни разу не доводилось сталкиваться в нормальных условиях с зависаниями старых машин (до 386-х включительно) из-за перегрева процессоров. С более поздними это происходит весьма часто.

Что следовало бы сделать с точки зрения улучшения теплового контакта между микросхемой и радиатором? Во-первых, настоятельно советую вам удалить всяческие покрытия (чернение, анодирование) с нижней поверхности радиатора. Она должна быть абсолютно плоской и чисто металлической. Ободрать покрытие проще всего тонкой шкуркой. Действовать нужно очень аккуратно, не нанося царапин и создавая неровностей. Если вам попался некачественный радиатор с неплоской нижней поверхностью, то ее придется либо отфрезеровать на станке, либо купить новый радиатор (в зависимости от того, что вам проще сделать).

Во-вторых, смажьте нижнюю поверхность радиатора какой-либо теплопроводящей смазкой. Самая распространенная из них — на основе двуокиси титана (белого цвета). Можно воспользоваться и молибденовой пастой, но она черная, пачкает руки и плохо отмывается даже новым "Фэйри". В любом случае толщина слоя смазки должна быть минимальной. Помимо перечисленных, существует и бериллиевая паста (как и титановая, она тоже белого цвета), но пользоваться ей категорически противопоказано. С точки зрения теплопроводности она лучшая, но при этом чрезвычайно ядовита. Если она все же попала к вам в руки, помните, что бериллиевую пасту разрешено применять только в аппаратуре специального назначения, не предназначенной для ежедневного "общения". Отравления легкими металлами — одни из самых тяжелых, поэтому рисковать не стоит.

Новым клеем мы приклеим...

В том случае, если радиатор плохо прижимается к процессору, его проще всего приклеить. С плохим прижимом приходится сталкиваться почти исключительно в 486-х системах, поскольку в конструкции Socket 7 прижимной механизм продуман значительно лучше, а процессоры для Slot 1 вообще выпускаются готовенькими, со своими системами охлаждения (это, правда, не относится к "селеронам" в OEM-упаковке).

Приклеить радиатор проще всего специальным теплопроводящим клеем, но если вам не удалось его найти, то можно воспользоваться обычной эпоксидной смолой с теплопроводящим наполнителем. Наилучшим из них, на мой взгляд, является алюминиевый порошок (из него делают "серебряную" краску). Приготовьте необходимое количество эпоксидной смолы (буквально несколько капель), добавьте в нее равное по объему количество порошка и перемешайте — клей готов.

Выньте процессор из гнезда и воткните его выводы "до упора" в коврик из электропроводящего поролона. Ни в коем случае не пользуйтесь обычным поролоном — статические разряды почти наверняка выведут микросхему из строя! "Поставьте" процессор на выводы, смажьте клеем его верхнюю крышку, положите сверху радиатор и прижмите его грузиком весом в 300-400 г. Излишки клея постепенно выдавятся по краям наружу, в результате слой окажется минимальным. Наблюдая за процессом выдавливания, вы поймете, для чего нужен был поролон — он не позволит каплям лишнего клея стечь на выводы микросхемы.

После окончательного высыхания клея (примерно через 12 часов) аккуратно отскребите его остатки от краев процессора и установите микросхему на место.

Большой радиатор - не значит лучший

Литературы, посвященной расчету радиаторов для мощных полупроводниковых приборов, существует великое множество. Но вся она практически бесполезна, когда речь заходит о компьютерах. Вы можете рассчитать скорость воздушного потока над процессором? А от нее, между прочим, зависит площадь радиатора, причем весьма существенно. Вы знаете тепловое сопротивление корпус микросхемы — радиатор? То-то же... Поэтому все приходится делать методом "научного тыка". Итак, вот основные результаты.

Практически все процессоры Intel 486 (вплоть до DX4-100) прекрасно работают с радиаторами размерами 60´ 60´ 30 (30 мм — высота ребра) с 11-ю ребрами и толщиной основания 4 мм. В этом случае никаких вентиляторов процессору не требуется. Радиатор должен быть приклеен к процессору тем самым теплопроводящим клеем, о котором речь шла выше, а его ребра — ориентированы вертикально, в противном случае конвекция окажется недостаточной. Еще одно условие — системная плата должна быть установлена вертикально, т.е. в корпусах типа Desktop этот фокус не проходит. "Лежащий" процессор перегревается даже с радиаторами гораздо больших размеров.

Таким образом, если вам нужно продлить жизнь 486-го компьютера, не носитесь сломя голову по рынкам и магазинчикам в поисках соответствующего вентилятора. Сначала измерьте габариты свободного пространства вокруг процессора и прикиньте, войдет ли туда радиатор вышеуказанных размеров. Кстати, установив на процессор пассивный теплоотводящий радиатор, вы убьете еще одного зайца — существенно снизите уровень издаваемого компьютером шума.

В случае в более мощными процессорами (Pentium II/III, Celeron, AMD K6/K7) без мощного вентилятора вам не обойтись. Если вы покупаете процессор в Retail-упаковке, то проблема с вентилятором для вас решена – все CPU Intel комплектуются замечательными вентиляторами Sanyo Denki. Если вы покупаете вентилятор отдельно, следует обратить внимание, чтобы он был обязательно подшипниковый (по-английски это звучит ball-bearing, и эта надпись должна наличествовать на наклейке в центре вентилятора). С хорошим вентилятором вам не потребуется огромный радиатор – достаточно обычного, стандартного размера. Есть фирмы, которые выпускают кулеры (набор вентилятор-радиатор) с несколькими вентиляторами – двумя или даже тремя; это оправдано при разгоне процессора или в особо жарких климатических условиях. Правда, цена такого кулера обычно значительно выше, чем составляющих его компонентов.

Датчики, датчики...

О том, что вентилятор процессора или блока питания перестал крутится, вы чаще всего узнаете постфактум, после того, как перегретый процессор отказывается работать, срабатывает защита в блоке питания, и компьютер выключается, или, в лучшем случае, машина начинает жутко глючить. Гораздо полезнее узнавать о том, что у вас появились проблемы с вентиляцией, еще в момент включения компьютера или в момент отказа вентилятора.

Остановка вентилятора в блоке питания не всегда приводит к печальным последствиям, поскольку эти блоки делаются с большим запасом прочности. Но в плотно набитых адаптерами машинах перегреваются как сами блоки питания, (и выключаются без всяких предупреждений, с соответствующими последствиями для исполняемой программы и, что печальнее всего, — для жесткого диска), так и прочие компоненты систем. Если же перестает работать вентилятор процессора, то это может привести даже к выходу процессора из строя.

Для процессора, блока питания и дополнительного вентилятора в корпусе системного блока теперь делают датчики температуры и числа оборотов, а в дополнение к ним также существуют датчики температуры процессора и системной платы. Обслуживание этих датчиков осуществляется системной BIOS (новыми версиями), а для оперативного контроля их состояния можно воспользоваться одной из многочисленных утилит, работающих под управлением Windows от 3.1 до 98 и NT. И тогда в момент неполадки на экран будет выведено окошко с предупреждением, в том смысле, что вентилятор не вентилирует и пора бы того - посмотреть, в чем там дело.

Короче говоря, не экономьте на мелочах – старайтесь покупать системные платы, в комплекте которых идут датчики температуры или хотя бы предусмотрена возможность их установки, а вентиляторы выбирайте со встроенными тахометрами, и тогда наверняка (вдруг запляшут облака) вам не придется покупать новый процессор взамен перегоревшего.