Давно задумал написать цикл статей об правильном выборе элементов СО - системы охлаждения ПК и правильном их расположении в системном блоке. основываясь на своём многолетнем опыте. На эту тему написано немало статей, но полезной информации много не бывает. :)
Это первая статья, которая рассказывает об основном критерии выбора элементов СО.
Итак, вы решили приобрести новый или произвести апгрейд старого ПК, который подразумевает установку нового, более мощного процессора или видеокарты. Соответственно, встаёт вопрос о приобретении новой СО - системы охлаждения для данного компонента. Если вы совершенно адекватный обычный пользователь ПК и приобретаете заводскую или магазинную сборку на заказ для работы или универсального домашнего использования - скорее всего эта проблема перед вами не встанет.
Но если вы более-менее представляете себе, что творится в "этой железной коробке" и хотите, что бы "начинка" ПК работала долго и счастливо, тем более, если вы берёте б/у "железо" или собираетесь его разгонять, или у вас есть дополнительные требования к шуму, который будет издавать ваш ПК - перед вами обязательно встанет вопрос замены стандартных элементов СО на другие - более производительные или малошумные.
Оставим пока в стороне вопрос шума - разберёмся сначала с эффективностью.
Основным параметром выбора элементов СО является TDP - thermal design power — величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора или видеокарты.
Изначально эта величина указывается производителем процессора или видеокарты в их параметрах. Но есть некоторые особенности.
Полная формула расчёта TDP достаточно сложна, но если отбросить кучу различных коэффициентов и зависимостей - основа её - всё тот же закон Ома и его вариации - I = V/R, и, соответственно, P = VR, то есть - мощность всегда равна произведению рабочего напряжения на рабочий ток.
Я для себя давно вывел простейшую формулу - для получения приблизительно-реального ТДП - необходимо умножить рабочее напряжение, подаваемое на материнскую плату, процессор или видеокарту - 12 V - на рабочий ток того или иного чипа - эта величина лежит у современных комплектующих в пределах 0,9 - 1,5 А, полученную цифру умножить на 10, что бы получить отдаваемую тепловую мощность. Полученный диапазон - 12 х 0,9 х100 = 108 Вт, 12 х 1,5 х10 = 180 Вт.
Естественно, возникает вопрос: у большого количества процессоров заявленное TDP - 65 -95 Вт, есть "камни" с TDP 35-50 Вт, у некоторых мощных процессоров TDP составляет действительно 165-180, есть процессоры с теплоотдачей 280 Вт, а у современных видеокарт TDP достигает 320-350 Вт - как же так?!
В случае с видеокартами ситуация относительно проста и понятна - заявленная цифра - это совокупная мощность всего устройства - там "греется" и отдаёт тепло не только сам видеочип, которых тоже может быть 2, но и чипы памяти, которых на игровой видеокарте может быть от 2 до 24, и элементы систем питания чипа и памяти.
Процессор же один, система питания расположена на материнской плате рядом с сокетом , оперативная память находится отдельно - почему такой разброс в цифрах?
Увы, но современный процессор уже далеко не так прост, как процессоры 15 или даже 10 лет назад. Если вы смотрите на процессор - вы видите относительно небольшой кусочек текстолита и "крышку", под которой расположены рабочие элементы процессора.
И если раньше процессор без крышки выглядел так:
или вот так:
то сейчас он выглядит вот так:
вот так:
или даже вот так:
Соответственно, TDP современного процессора - это суммарное тепло, которое отдают при работе все его полупроводниковые элементы, находящиеся под крышкой, и чем их больше - тем выше TDP.
Но если под крышкой процессора находится один чип, на который подаётся напряжение 12V и его рабочий ток 1 А - значит TDP должно быть 120 Вт - откуда берутся меньшие значения? И наоборот, почему под крышкой Threadripperа - 4 или 5 чипов, а его заявленный TDP "всего" 250-280 Вт?
Вот тут и вступают в действие те самые коэффициенты и зависимости, которые я изначально отбросил.
Во-первых - производители считают и указывают данный параметр по разному. AMD указывает именно средне-максимальную выделяемую тепловую мощность в работе под нагрузкой, Intel и nVidia указывают средне-рабочую мощность, без учёта пиковых нагрузок. Именно поэтому данный параметр у видеокарт и процессоров у AMD всегда выше, они считаются более "горячими", хотя это не всегда так.
Во-вторых - в расчёте TDP учитывается площадь теплораспределения - чем больше площадь чипа или нескольких чипов - тем лучше отводится от них тепло.
В-третьих - зачастую производитель искусственно занижает рабочую частоту чипа именно с целью понизить тепловыделение - это необходимо, например, в мобильных устройствах - то есть процессор работает вполовину своих реальных возможностей, соответственно и тепла выделяет намного меньше.
В-четвёртых - все современные чипы имеют очень умную функцию, суть которой в том, что при малейшей возможности уменьшить рабочую частоту или отключить несколько ядер - все процессоры это тут же делают.
Задача всё та же - максимально уменьшить энергопотребление и тепловыделение.
Ну и в-пятых - реально загрузить современные многоядерные процессоры на 100% могут только специальные программы-тесты. В реальной работе максимальная загрузка ядер процессора крайне редко превышает 60-70%.
И указанный производителем TDP и рассчитывается исходя именно из таких диапазонов загрузки!
Вывод: если вы собираетесь использовать свой ПК в нормальном режиме - вас вполне устроят боксовые кулеры и штатные СО видеокарт - они имеют определённый запас по мощности и легко удержат температуры своих кристаллов в допустимых пределах.
Если же вас что-то не устраивает в режиме штатной работы вашего ПК - читайте следующую статью. :)