Тепловыделение процессора: Тепловыделение процессора — что это за характеристика и как её узнать?

Тепловыделение процессора — что это за характеристика и как её узнать?

Здравствуйте, дорогие читатели моего блога! Сегодня обсудим тепловыделение процессора – что это такое и на что влияет такой параметр, какое бывает максимальное и оптимальное значение, потребляет ли процессор полностью заявленное тепловыделение постоянно. Также рассмотрим несколько ЦП с низким выделением тепла для игр.

Что такое TDP

Thermal Design Power — одна из важных характеристик в описании ЦП. Переводится как расчетная тепловая мощность.

Эта величина указывает средние значения выделения тепла «камнем» при работе.

Может рассчитываться по разным схемам и указывать разные значения: например, когда все ядра полностью загружены, так и в «щадящем» режиме, когда CPU производит несложные вычисления.

Эта величина связана с энергопотреблением, однако не равна ему. Обычно центральный процессор выделяет в виде тепла почти всю энергию, которую потребляет. Соответственно, чем выше энергопотребление, тем выше будет и TDP.

Настройка TDP

Это гибкая величина, которую можно отрегулировать разными способами. Самые распространенные – управление тактовой частотой ЦП и напряжением. Сделать это может через БИОС или с помощью специальных утилит и сам пользователь. Кроме этого, «доработку напильником» выполняет и сам производитель.

Один и тот же CPU может использоваться в разных устройствах: тонком ультрабуке или мощном настольном ПК. Естественно, требования к тепловыделению у них разные: у лептопа этот показатель должен быть сведен к минимуму, так как его возможности теплоотвода ограничены.

Например, у Intel такое широко практикуется с массовыми ЦП i5 9400F, i7 9700K, i3 9100F или i3 8100. Аналогично дела обстоят у AMD, только модели другие. 65 вт — это много для ноутбука, однако вполне приемлемо для десктопного ПК. Соответственно, значение тепловыделения нужно коррелировать программными и аппаратными средствами.Повысить тепловыделение (что зависит от повышения мощности, в первую очередь), можно благодаря внедрению более «жестких» сценариев разгона тактовой частоты и увеличения подаваемого напряжения. Чем больше CPU проработает в таком режиме, тем сильнее он нагреется.

В щадящем же режиме из-за невысокой нагрузки и тепла выделяется меньше. Кстати, аналогично дело обстоит с планшетами и смартфонами: на тех же моделях «камней» производители могут внедрять разные схемы TDP, поэтому производительность девайсов внутри одной линейки будет отличаться.

Это хорошо хотя бы тем, что производитель может адаптировать один и тот же чип под разные задачи, не «изобретая велосипед» повторно. Разработки по настройке TDP обходятся дешевле, чем создание с нуля процесса для производства CPU. А это сказывается на снижении конечной стоимости девайсов для потребителей.

Как узнать TDP процессора? Определить можно по модели, найдя спецификацию на сайте производителя. Узнать же модель используемого ЦП можно с помощью бесплатной утилиты CPU-Z или аналогичной — например, AIDA64 или Sandra.

Несколько процессоров с небольшим тепловыделением

Как и обещал, для примера несколько девайсов, которые выделяют мало тепла:

• Intel Core i7-770T;
• Intel Core i5-6500;
• Intel Core i3-210T
• Intel Pentium G4520;
• AMD Fusion A8-7680;
• AMD Bristol Ridge A6-9500E;
• AMD Athlon Picasso 3000G.

О том, как нагрузить CPU для проверки температуры, можно почитать здесь. Также советую ознакомиться со статьями «Какие бывают сокеты для ЦП» и «При какой температуре процессора отключается компьютер».

Если вы хотите своевременно получать уведомления о публикации новых материалов, подпишитесь на новостную рассылку. И не забывайте, что делясь постами этого блога в социальных сетях, вы помогаете его продвижению, за что я буду очень признателен. До скорой встречи!

 

С уважением, автор блога Андрей Андреев.

Что такое TDP у процессора и можно ли его изменить

В характеристиках комплектующих устройств могут встречаться различные параметры, нередко непонятные пользователю. Так, выбирая процессор, видеокарту или систему охлаждения, можно заметить такую величину как TDP, относящуюся к тепловым характеристикам и выраженную в ваттах. Рассмотрим, что отражает этот параметр, зачем он может понадобиться владельцу компьютера и как его определить, а также можно ли повлиять на его значение.

Что означает TDP

Не все пользователи, которые замечали в характеристиках процессора строчку с аббревиатурой TDP, знают конкретно, что это значит. Расшифровка параметра звучит как Thermal Design Power, что в переводе означает «расчётная тепловая мощность».

Величина указывает на максимальное количество тепла, которое выделяется чипом в процессе работы (подразумевают средние показатели нагрузки), это же тепло должно отводиться системой охлаждения. Так, параметр говорит о конструктивных требованиях по теплоотводу и может послужить для определения нужных спецификаций, например, при подборе подходящего кулера.

Величина выражена в ваттах, что привносит путаницу в значениях и становится причиной того, что TDP приравнивают к энергопотреблению. Хотя связь данных понятий и прослеживается, производителем при указании TDP подразумевался немного другой посыл, поскольку значение имеет отношение не к электрическим, а тепловым ваттам. Таким образом, в случае с TDP речь не идёт об электрической мощности, параметр является абстрактным и используется Intel и AMD для обозначения сведений о тепловыделении процессоров, видеокарт. С учётом характеристики рекомендуется подбирать и охлаждение для исправной работы устройства.

Трактовка параметра производителями

При этом разные производители могут по-разному вести расчёты и интерпретировать TDP (значение высчитывают по формулам в процессе работы устройства при определённых нагрузках и условиях), что также следует учитывать. Так, заявленный TDP не может отображать энергопотребление и производительность, а величину не используют для сравнения данных параметров, в частности, если речь об устройствах разных архитектур и производителей.

Для современных процессоров Intel под этим понятием подразумевается тепло в ваттах, которое выделяет CPU при длительном функционировании на базовой частоте. Но есть ещё и режим Turbo Boost, а при достижении более высоких частот повышается и TDP, то есть даже при незначительной разнице между базовой и Turbo, система охлаждения, которая рассчитана на номинальный TDP, может не справиться со своей задачей. Так, выделяемое по факту тепло и потребляемая мощность могут вырасти выше указанного параметра TDP, что говорит о том, что у продуктов Intel это значение будет ниже максимально потребляемой и рассеиваемой мощности.

Совсем другая картина у AMD. Здесь заявленные характеристики TDP CPU и GPU уже ближе к реальным показателям максимально выделяемой и расходуемой мощности при функционировании в штатном режиме.

ВАЖНО. С учётом вышесказанного стоит понимать, что покупка процессора с заявленным производителем значением, например, TDP 95 Вт и системы охлаждения ровно с тем же параметром, не гарантирует, что устройство не будет подвергаться перегревам при конкретных условиях, в которых вы эксплуатируете компьютер.

Что касается NVIDIA, то производитель приравнивает потребляемую и рассеиваемую мощность, определяя параметр TDP как наибольшую мощность, расходуемую системой при функционировании, и максимальный показатель тепла, которое и требуется отвести системе охлаждения.

Для чего нужно знать TDP процессора

При самостоятельной сборке компьютера или апгрейде, равно как и разгоне системы, к процессу следует подходить со всей ответственностью и учитывать множество факторов, чтобы в итоге все компоненты были совместимы между собой и работали слаженно. Сведения о расчётной тепловой мощности процессора полезны владельцу компьютера и могут использоваться:

• при выборе наиболее подходящего варианта системы охлаждения – аналогичный параметр также заявлен в характеристиках. Так, значение рассеиваемого тепла для эффективности теплоотвода, а соответственно и поддержания нормальной температуры и исправной работы устройства, должно соответствовать TDP (как минимум) или быть выше, чем тепловыделение процессора. Лучше, если система охлаждения будет приобретаться с запасом на 50% от заявленного показателя TDP, а при планировании разгона предъявлять к охлаждению следует ещё более жёсткие требования, поскольку отводить тепла кулеру придётся намного больше. Выбирая систему охлаждения, необходимо обратить внимание и на такой параметр, как сокет на материнской плате;
  
• при выборе подходящего по мощностным характеристикам блока питания, подбираемого с учётом параметров тех компонентов, которые уже установлены или планируются к установке. Здесь также следует учесть, что у Intel пиковая потребляемая мощность может даже вдвое превышать заявленный в технической документации показатель TDP.
  

Энергопотребление и производительность процессоров при одинаковом показателе TDP может отличаться. Чаще всего требования по теплоотводу заявлены не для конкретной модели, а для целого семейства процессоров, при том, что рассеивать тепло охлаждающей системе в случае с младшими моделями нужно будет меньше. Указанные частоты на заявленный в характеристиках параметр не влияют, есть множество вариантов устройств с разной частотой, но одинаковым TDP. При этом зависимость потребляемой мощности от частоты нелинейная, увеличение тактовых частот выше определённого порога потребует и повышения напряжения питания. С разгоном же тепловыделение становится выше, чем в штатном режиме, и параметр TDP теряет актуальность, тогда как система охлаждения должна быть ещё мощнее.

Определение TDP процессора

Хотя TDP и абстрактная величина, не определяющая реальное тепловыделение процессора, она при этом служит ориентиром при выборе системы охлаждения или блока питания. В основных характеристиках к устройству параметр не прописан производителем, а потому многие задаются вопросом, как узнать TDP.

Есть несколько способов выяснить эту информацию:

• сведения о тепловыделении процессора доступны в расширенных характеристиках, а именно в разделе тепловых характеристик карточки товара в любом магазине;
• определить TDP можно также по модели устройства, поискав спецификацию на сайте производителя;
• ещё один способ – использование специальных утилит, таких как CPU-Z, AIDA64, Sandra.

Можно ли изменить TDP

Благодаря гибкой настройке параметра производители могут адаптировать один и тот же чип для различных устройств под разные задачи, обеспечивая стабильную работу процессора в определённых условиях, отсюда и разница в производительности, часто ощутимая. На практике ограничения TDP делает одинаковые чипы разными. Это может быть как тонкий ультрабук, так и настольный ПК, и, конечно, требования к тепловыделению у них разные – например, 65 Вт для ноутбука будет много, а для компьютера считается приемлемым.

В случае с CPU или GPU ноутбуков снижение показателя улучшает автономность работы и уменьшает нагрев, при том, что производительность будет ниже, так как частоты сбрасываются под длительной нагрузкой, хотя в случае ресурсоёмких, но быстрых задач разницы в быстродействии практически не будет. Такое решение обычно связано с остальной комплектацией девайса, когда установленная система охлаждения не способна эффективно охладить устройство с заданными характеристиками. То есть, например, процессор имеет TDP 15 Вт, при этом максимальный показатель этого же чипа может достигать 25 Вт, и в случае использования такой конфигурации с тем же процессором, он будет более производительным. В первом же случае, если сравнивать два устройства, можно рассчитывать на большую автономность устройства (при одинаковой ёмкости аккумулятора) и низкий нагрев.

Регулировка величины TDP осуществляется различными способами, и повысить или понизить данный параметр может не только производитель, но и сам пользователь. Чаще всего регулируют величину программными средствами путём манипуляций с тактовой частотой процессора и напряжением, что выполняется через настройки BIOS или посредством специальных утилит. Так, можно снизить нагрев (а заодно и потребляемый объём мощности, и производительность), если уменьшить TDP, при этом контролируя стабильность работы устройства, чтобы процедура была безопасной.

Некоторые материнские платы предлагают возможность вручную изменить лимит TDP, что не лишает процессор применения технологии автоматического разгона, а только сокращает пределы, в которых он будет выполняться. В настройках BIOS для этого потребуется найти параметр cTDP, чаще всего он располагается во вкладке Advanced (расположение опции может отличаться в зависимости от материнки). Напротив параметра меняется значение, например, при 95 Вт можно выставить 65 Вт, а при значении в 65 Вт присваивают 45 Вт или 35 Вт, после чего нужно сохранить изменения и выйти из БИОС.

Альтернативный вариант – уменьшение частоты системной шины, обычно в BIOS данный параметр назван CPU Clock или CPU Frequency. Номинальное значение просто нужно уменьшить до нужной величины.

Проверяется изменение показателей температуры процессора или энергопотребления путём тестирования посредством специального софта.

Рассеиваемая мощность процессора | Энциклопедия MDPI

Рассеивание мощности центрального процессора или рассеивание мощности ЦП — это процесс, при котором центральные процессоры (ЦП) потребляют электрическую энергию и рассеивают эту энергию в виде тепла из-за сопротивления в электронных схемах.

1. Управление питанием

Проектирование ЦП, которые эффективно выполняют задачи без перегрева, на сегодняшний день является основной заботой практически всех производителей ЦП. Некоторые реализации ЦП потребляют очень мало энергии; например, процессоры мобильных телефонов часто потребляют всего несколько ватт электроэнергии9.0007 [1] , в то время как некоторые микроконтроллеры, используемые во встроенных системах, могут потреблять всего несколько милливатт или даже несколько микроватт. Для сравнения, ЦП в персональных компьютерах общего назначения, таких как настольные компьютеры и ноутбуки, рассеивают значительно больше энергии из-за их более высокой сложности и скорости. Эти микроэлектронные процессоры могут потреблять мощность порядка десятков ватт или даже сотен ватт. Исторически сложилось так, что ранние ЦП, реализованные на электронных лампах, потребляли мощность порядка многих киловатт.

ЦП для настольных компьютеров обычно потребляют значительную часть энергии, потребляемой компьютером. Другие основные области применения включают быстрые видеокарты, которые содержат графические процессоры, ^[2] и блоки питания. В ноутбуках подсветка ЖК-дисплея также потребляет значительную часть общей мощности. Несмотря на то, что в персональных компьютерах предусмотрены функции энергосбережения, когда они простаивают, общее энергопотребление современных высокопроизводительных процессоров является значительным. Это сильно контрастирует с гораздо более низким энергопотреблением процессоров, предназначенных для маломощных устройств. Один из таких ЦП, Intel XScale, может работать на частоте 600 МГц и потреблять менее 1 Вт энергии, тогда как процессоры Intel x86 для ПК с той же производительностью потребляют в несколько раз больше энергии.

Для этого шаблона есть некоторые технические причины.

• Для данного устройства работа с более высокой тактовой частотой может потребовать большей мощности. Снижение тактовой частоты или понижение напряжения обычно снижает потребление энергии; также возможно понизить напряжение микропроцессора, сохраняя при этом тактовую частоту. ^[3]
• Для новых функций обычно требуется больше транзисторов, каждый из которых потребляет энергию. Отключение неиспользуемых областей экономит энергию, например, за счет тактового стробирования.
• По мере совершенствования конструкции модели процессора меньшие по размеру транзисторы, структуры с более низким напряжением и опыт проектирования могут снизить энергопотребление.

Производители процессоров обычно публикуют два показателя энергопотребления процессора:

• типичная тепловая мощность , которая измеряется при нормальной нагрузке. (например, средняя мощность процессора AMD)
• максимальная тепловая мощность , измеренная при наихудшей нагрузке

Например, процессор Pentium 4 2,8 ГГц имеет типичную тепловую мощность 68,4 Вт и максимальную тепловую мощность 85 Вт. Когда процессор простаивает, он потребляет гораздо меньше тепловой энергии, чем обычно. В спецификациях обычно указывается расчетная тепловая мощность (TDP), которая представляет собой максимальное количество тепла, выделяемого ЦП, которое должна рассеивать система охлаждения компьютера. И Intel, и Advanced Micro Devices (AMD) определили TDP как максимальное тепловыделение в течение термически значимых периодов при выполнении наихудших несинтетических рабочих нагрузок; таким образом, TDP не отражает фактическую максимальную мощность процессора. Это гарантирует, что компьютер сможет работать практически со всеми приложениями, не выходя за пределы своей тепловой оболочки и не требуя системы охлаждения для максимальной теоретической мощности (что будет стоить дороже, но в пользу дополнительного запаса вычислительной мощности).

^{[4] [5]}

Во многих приложениях ЦП и другие компоненты большую часть времени простаивают, поэтому энергопотребление в режиме простоя значительно влияет на общее энергопотребление системы. Когда ЦП использует функции управления питанием для снижения энергопотребления, другие компоненты, такие как материнская плата и набор микросхем, потребляют большую часть энергии компьютера. В приложениях, где компьютер часто сильно загружен, таких как научные вычисления, производительность на ватт (сколько вычислений выполняет ЦП на единицу энергии) становится более важной.

2. Источники

Существует несколько факторов, влияющих на энергопотребление процессора; они включают динамическое энергопотребление, энергопотребление при коротком замыкании и потери мощности из-за токов утечки транзисторов:

[math]\displaystyle{ P_{cpu} = P_{dyn} + P_{sc} + P_{leak} }[ /math]

Динамическое энергопотребление возникает из-за активности логических вентилей внутри ЦП. Когда логические элементы переключаются, энергия течет по мере того, как конденсаторы внутри них заряжаются и разряжаются. Динамическая мощность, потребляемая ЦП, приблизительно пропорциональна частоте ЦП и квадрату напряжения ЦП: 92 ф}[/математика]

, где C — емкость коммутируемой нагрузки, f — частота, а V — напряжение. ^[7]

Когда логические вентили переключаются, некоторые транзисторы внутри могут менять состояние. Поскольку это занимает конечное количество времени, может случиться так, что в течение очень короткого промежутка времени некоторые транзисторы одновременно проводят ток. Прямой путь между источником и землей приводит к некоторым потерям мощности при коротком замыкании. Величина этой мощности зависит от логического элемента, и ее довольно сложно смоделировать на макроуровне.

Энергопотребление из-за утечки мощности происходит на микроуровне в транзисторах. Небольшие токи всегда протекают между различными легированными частями транзистора. Величина этих токов зависит от состояния транзистора, его размеров, физических свойств и иногда температуры. Общее количество токов утечки имеет тенденцию увеличиваться с увеличением температуры и уменьшением размеров транзистора.

Потребляемая мощность как при динамическом, так и при коротком замыкании зависит от тактовой частоты, а ток утечки зависит от напряжения питания ЦП. Было показано, что энергопотребление программы имеет выпуклую энергетическую зависимость, а это означает, что существует оптимальная частота процессора, при которой потребление энергии минимально.

[8]

2.1. Снижение

Потребляемая мощность может быть снижена несколькими способами, включая следующие:

• Снижение напряжения — ЦП с двойным напряжением, динамическое масштабирование напряжения, снижение напряжения и т. д.
• Снижение частоты – снижение частоты, динамическое масштабирование частоты и т. д.
• Уменьшение емкости — все больше интегральных схем, которые заменяют дорожки печатных плат между двумя микросхемами металлическими межсоединениями на микросхеме с относительно меньшей емкостью между двумя секциями одного интегрированного чипа; диэлектрик low-k и др.
• Такие методы, как стробирование тактовых импульсов и глобальная асинхронность, локальная синхронизация, которые можно рассматривать как уменьшение емкости, включаемой при каждом тактовом импульсе, или как локальное снижение тактовой частоты в некоторых секциях микросхемы
• Различные методы снижения активности переключения – количество переходов ЦП на внешние шины данных, такие как немультиплексированная адресная шина, кодирование шины, такое как адресация кода Грея, ^[9] или кодирование кэша значений, такое как питание протокол ^[10]
• Жертвовать плотностью транзисторов ради более высоких частот.
• Расслоение зон теплопроводности в рамках ЦП («Рождественские ворота»).
• Повторное использование хотя бы части этой энергии, хранящейся в конденсаторах (вместо рассеивания ее в виде тепла в транзисторах) — адиабатическая схема, логика рекуперации энергии и т. д.
• Оптимизация машинного кода — за счет реализации оптимизации компилятора, которая планирует кластеры инструкций с использованием общих компонентов, можно значительно снизить мощность ЦП, используемую для запуска приложения. ^[11]

3. Тактовые частоты и конструкции многоядерных микросхем

Исторически сложилось так, что производители процессоров постоянно повышали тактовую частоту и параллелизм на уровне команд, так что однопоточный код выполнялся быстрее на новых процессорах без каких-либо модификаций. ^[12] В последнее время, чтобы управлять рассеиваемой мощностью ЦП, производители процессоров отдают предпочтение многоядерным конструкциям микросхем, поэтому программное обеспечение должно быть написано многопоточным или многопроцессорным способом, чтобы в полной мере использовать преимущества такого оборудования. Многие парадигмы многопоточной разработки приводят к накладным расходам и не показывают линейного увеличения скорости по сравнению с количеством процессоров. Это особенно верно при доступе к общим или зависимым ресурсам из-за конфликта блокировок. Этот эффект становится более заметным по мере увеличения числа процессоров.

В последнее время IBM изучает способы более эффективного распределения вычислительной мощности, имитируя распределительные свойства человеческого мозга. ^[13]

4. Перегрев ЦП

Процессор может быть поврежден из-за перегрева, но производители защищают процессоры с помощью эксплуатационных мер безопасности, таких как дросселирование и автоматическое отключение. Когда температура ядра превышает установленную температуру дросселирования, процессоры могут снизить энергопотребление для поддержания безопасного уровня температуры, и если процессор не может поддерживать безопасную рабочую температуру посредством дросселирования, он автоматически выключится, чтобы предотвратить необратимое повреждение. ^[14]

Тепловыделение ноутбука и управление теплом | Колонна | Решения/Продукты/Услуги

Введение в компоненты рассеивания тепла, которые эффективно управляют теплом на основе принципа выделения тепла в ноутбуках стать обыденностью. Поскольку количество тепла, выделяемого процессорами, графическими процессорами и твердотельными накопителями, достаточно велико, необходимо принять достаточно продуманные меры для эффективного рассеивания этого тепла в условиях ограниченного пространства ноутбука. С этой целью испарительные камеры считаются эффективным средством отвода тепла от ноутбука.

См. 11 связанных полей

• Прецизионные устройства и компоненты

ИНДЕКС

Тепло процессоров, графических процессоров и твердотельных накопителей

Компоненты, установленные на печатных платах портативного компьютера, расположены хорошо организованно и плотно, а медные провода служат в качестве соединений между ними. При включении питания начинает течь электричество и не только компоненты, но и сама проводка выделяют тепло (из-за электрического сопротивления). Из электронных компонентов (источников тепла), которые используются внутри ПК, ЦП (центральные процессоры), графические процессоры (графические процессоры) и твердотельные накопители (SSD) выделяют наибольшее количество тепла на сегодняшний день.

ЦП: ЦП, используемые в ноутбуках, потребляют меньше энергии, чем ЦП в настольных ПК, и их рабочая температура обычно составляет около 70 ℃ (158 ℉). Когда их температура становится слишком высокой, скорость обработки снижается, чтобы уменьшить количество выделяемого тепла, поэтому управление теплом необходимо для достижения стабильно высокой производительности.

GPU: GPU — это компоненты, которые специализируются на задачах обработки изображений, и из-за растущего спроса на производительность обработки графики высшего уровня для видео 4K, компьютерной 3D-графики высокого разрешения, приложений виртуальной и дополненной реальности они стали более широко и широко использоваться. . Их способность к параллельной обработке делает их полезными для разработки ИИ (искусственного интеллекта). Их рабочая температура обычно составляет около 80 ℃ (176 ℉), но у высокопроизводительных графических процессоров она может даже превышать 90-100 ℃ (194-212 ℉). Очень важно использовать управление теплом на уровне, равном или превышающем уровень для ЦП.

SSD: недавно используемые вместо обычных HDD (жестких дисков), SSD представляют собой запоминающие устройства, состоящие из большого объема флэш-памяти. В периоды интенсивного ввода-вывода, при чтении и записи большого количества данных, они могут сильно нагреваться. Верхний предел их рабочей температуры составляет около 70 ℃ (158 ℉). Учитывая, что им, возможно, придется работать в течение длительного периода времени, необходимо обеспечить устойчивое управление теплом.

Кроме того, необходимо не только убедиться, что процессоры, графические процессоры и твердотельные накопители не превышают верхний предел своих рабочих температур, но также важно убедиться, что решение по управлению теплом для отвода тепла от них не вызывают перегрев окружающих конденсаторов или других компонентов.

Теплоотвод ноутбука и управление теплом

Тепло, выделяемое процессорами, графическими процессорами и твердотельными накопителями, передается (рассеивается) за счет «теплопроводности», «конвективной теплопередачи» и «теплового излучения». Считается, что из трех типов теплопередачи теплопроводность через проводку и плату или подложку, контактирующую с электронными компонентами, составляет большую часть передаваемого тепла, а оставшаяся часть приходится на конвективную передачу тепла от поверхности компонента в воздух. , а также тепло, излучаемое поверхностями компонентов посредством излучения в виде электромагнитных волн.

Тепловыделение ноутбука происходит за счет того, что тепло, выделяемое электронными компонентами, распределяется по плате, на которой они установлены, в процессе теплопроводности. Оттуда тепло передается в окружающий воздух за счет конвективного теплообмена. Стратегии управления теплом, которые следует учитывать для этого процесса, включают распространение тепла, выделяемого компонентами, на более широкую площадь с более высокой скоростью и снижение внутренней температуры воздуха ноутбука.

Распределение тепла, выделяемого внутренними электронными компонентами, по большей площади с большей скоростью может быть достигнуто путем увеличения площади, от которой передается тепло, с помощью графитовых листов или радиаторов, а также путем увеличения скорости теплопередачи с использованием тепловые трубки или паровые камеры.

Снижение внутренней температуры воздуха в ноутбуке может быть достигнуто путем включения вентиляции в корпус, создания оптимального пути для беспрепятственного прохождения воздуха через него за счет размещения компонентов на плате и использования вентиляторов для облегчения этого воздуха. поток. Таким образом, эффективность передачи тепла от компонентов рассеивания тепла и платы или подложки становится максимальной.

В случае процессоров, графических процессоров и твердотельных накопителей они выделяют такое большое количество тепла, что простое распространение их тепла за счет теплопроводности недостаточно для адекватного снижения выделяемого ими тепла. Поскольку пространство внутри портативных ПК очень ограничено, существуют и другие стратегии отвода тепла в дополнение к распространению тепла, которые считаются эффективными, например, использование тепловых трубок или испарительных камер для передачи тепла в относительно удаленное место. например, к радиатору, расположенному рядом с вентиляционным отверстием. Тепловые трубки и паровые камеры выгодны для этой цели, потому что они имеют очень высокую теплопроводность, а также работают без потребления энергии.

Испарительные камеры эффективны для управления теплом в ограниченном пространстве

Тепловые трубки и испарительные камеры работают по одному и тому же фундаментальному принципу работы и имеют одинаковую теплопроводность, но состав металлических труб тепловых трубок затрудняет их установку в ограниченном пространстве, а их большой вес делает их нежелательными для электронных устройств. которые должны быть максимально легкими. В этом преимущество испарительных камер. Они легкие по весу, а при толщине менее 1 мм могут быть очень тонкими.

Испарительные камеры представляют собой тонкие листовые компоненты для рассеивания тепла, изготовленные из металла. У них очень высокая теплопроводность, а принцип их работы такой же, как и у тепловых трубок. Как правило, испарительные камеры, в которых используются сетки, имеют тонкую капиллярную структуру (фитиль), содержащуюся внутри и заполненную рабочей жидкостью, такой как чистая вода. С другой стороны, внутренняя капиллярная структура испарительной камеры DNP характеризуется чрезвычайно тонкой и точной формой с использованием технологии травления. Когда один конец паровой камеры находится в контакте с источником тепла, ее рабочая жидкость испаряется, поглощая при этом скрытую теплоту, и образующийся пар перемещается в область с более низкой температурой, где отдает тепло и возвращается в жидкую форму. . Эта рабочая жидкость возвращается к источнику тепла через фитиль в процессе капиллярного действия.