Найти в Дзене
Mizhgunit

Опасна ли высокая температура для компьютера? [Компьютерная теория]

Оглавление

Всем привет, дорогие друзья. Рад вас видеть! Температура железа в последнее время - тема наиболее актуальная: видеокарты могут жрать вплоть до 700 ватт, процессоры со снятыми лимитами - до 400 ватт (да-да, именно столько жрет i9 13900K если с него снять все ограничения по тепловыделению).

Даже если система охлаждения у вас топовая - вопрос о нагреве кристалла никто не отменял. В случае с видеокартами тут все более-менее просто, а вот процессоры из-за применения в них ТРК могут разогреваться до 100 градусов, но не крышка процессора, а сам кристалл, и я тут даже не заикаюсь про игровые ноутбуки, где температуры под 90-100 градусов - практически норма. Но опасно ли это?

Какая у железки нормальная температура?

А тут все зависит от того, какую именно железку мы имеем в виду. Для большинства комплектующих указаны пределы температуры (в современных процессорах, как правило, это 95 градусов. У видеокарт - от 85 до 100 градусов), однако помимо них в компьютере может быть установлен HDD-диск (не рекомендую нагревать его выше 50 градусов), SSD-накопитель (около 90 градусов на контроллере), на материнской плате - чипсет (примерно 80 градусов) и зона VRM (до 120 градусов).

Печальные последствия перегрева VRM видеокарты
Печальные последствия перегрева VRM видеокарты

Это - температуры, которые указаны как допустимые, но по факту - критические.

Что будет, если их превысить?

Прикол: превысить их у вас не получится - современное железо достаточно умное для того, чтобы защитить себя в том числе и от высоких температур. При достижении какой-то определенной температуры (как правило, около-максимальной) начнется троттлинг - сброс тактовой частоты, который повлечет за собой снижение напряжения, а равно и мощности. Чем ниже мощность - тем проще отводить тепло, и если система охлаждения не справляется - троттлинг подгонит мощность комплектующего под нее.

Примерно так выглядит троттлинг: процессор пытается выйти на нормальную мощность какое-то время, но когда не может - ищет стабильное напряжение, где будет нормальная температура
Примерно так выглядит троттлинг: процессор пытается выйти на нормальную мощность какое-то время, но когда не может - ищет стабильное напряжение, где будет нормальная температура

Если и в таком случае температура продолжит расти, то железяка просто выключится для предотвращения повреждений вследствие перегрева. У работающего чипа порог повреждения - около 120...150 градусов, то есть если попытаться запустить процессор с такой температурой - он довольно быстро отъедет в мир иной, но процессор не дурак и сам запускаться не будет.

Соответственно, перефразируем вопрос - что будет, если постоянно использовать комплектующие на максимально допустимых температурах?

"Допустимая" - не равно "безопасная"

Тут все зависит от того, о чем именно мы говорим. То есть разные железки будут вести себя по-разному, однако в любом случае ничего хорошего из экономии на охлаждении не выйдет.

Чипы (процессор/видеокарта/чипсет)

При достижении критической температуры начнется троттлинг - чип будет снижать частоту до той, на которой будет тепловое равновесие при максимально допустимой температуре. Допустим, мы постоянно эксплуатируем процессор на температуре в 95 градусов, в таком режиме сильно ускоряется процесс деградации чипа.

Условно так выглядит микросхема под микроскопом
Условно так выглядит микросхема под микроскопом

Этот процесс идет и при нормальной температуре, однако его можно сильно ускорить, подав большое напряжение или повысив температуру (кстати, с повышением температуры падает и эффективность, так что простое повышение температуры МОЖЕТ вызвать повышение напряжения для той же частоты). В этом случае кристалл начинает разрушаться изнутри. Сразу эффект заметен не будет, но буквально через год-два такой эксплуатации появятся первые звоночки:

  • Процессор/карта перестают нормально работать на стоковой частоте - нужно или снижать частоту на том же напряжении, или повышать напряжение на той же частоте;
  • Нестабильная работа и BSOD (даже на сниженных частотах), снижение производительности;
  • В редких случаях процессор или видеокарта просто перестают работать - умирают, правда, довольно редко и не сразу - надо года 3-4 работы в постоянном перегреве.
Процесс деградации: разрушение проводников внутри кристалла. Так как металлические "пластины" на фото имеют толщину в несколько десятков нанометров, разрушить их - задача вполне реальная.
Процесс деградации: разрушение проводников внутри кристалла. Так как металлические "пластины" на фото имеют толщину в несколько десятков нанометров, разрушить их - задача вполне реальная.

Частично сгладить последствия можно двумя способами:

  1. Купить новую систему охлаждения и убрать перегрев;
  2. Сделать даунвольт. Производительность в условиях перегрева немного упадет, зато ресурс вырастет в 2-3 раза при снижении напряжения всего на 15-20%, при этом снизится и нагрев.

Зона VRM

Мосфеты условно-нормально работают на температурах до 120 градусов, однако и достичь ее они могут быстро, и работать на ней могут довольно долго. VRM также умеет троттлить - процессор НЕ достигая критической температуры начнет скидывать частоту - все будет так, как будто троттлить начал сам процессор, но температура на нем может быть хоть сколько низкой.

-6

При этом последствия от перегрева VRM печальные - с большим шансом постоянная работа на максимальной температуре окончится пробоем мосфета, соответственно КЗ в цепи питания процессора (с некоторой долей вероятности) - оно все прогорит, еще с некоторой долей - заберет с собой процессор (чипы не очень любят КЗ в цепях их питания).

Такой прикол встречается на ноутбуках Asus TUF Dash (вроде как), где на видеопамять стоят две фазы питания, которые НЕ справляются с нагрузкой. Знаете, какая типовая неисправность у этих ноутбуков? Прогар мосфета в цепи питания видеопамяти, часто - со смертью видеопамяти, а при огромной "удаче" владельца - со смертью контроллера памяти в видеочипе.
Иногда прогар можно восстановить
Иногда прогар можно восстановить

Короче, экономить на материнской плате может быть себе дороже, так как перегрев VRM может убить не только плату, но и процессор. Устранить такой перегрев можно тремя способами:

  1. Купить материнскую плату с питальником, которые выдержит ваш процессор;
  2. Андервольт процессора (как следствие - снижение его мощности и снижение нагрузки на VRM);
  3. Улучшение охлаждения VRM (наклеить радиаторы побольше, приколхозить вентилятор).

С уменьшением температуры мосфетов растет их КПД, соответственно их тепловыделение снижается, вместе с улучшением рабочей температуры снижается шанс пробоя.

Перегрев накопителя

Тут все будет зависеть от того, какой именно это накопитель - SSD или HDD. В SSD-диске греется только контроллер, который сам по себе является маленьким процессором. Последствия от его перегрева будут теми же, что и с процессором, но из-за в целом низкого напряжения, последствий практически не будет - напряжение там очень маленькое и деградация даже при большой температуре будет происходить медленно, соответственно единственная проблема - снижение скорости SSD. Решить проблему можно только улучшив охлаждение.

-8

А вот с HDD-дисками все интереснее. Жесткий диск - устройство электронно-механическое, и вот как раз "механическое" страдает как от низкой, так и от высокой температуры. Так как диску требуется позиционировать головку относительно блина с нанометровой точностью (расстояние от головки до блина составляет десятки нанометров), любое смещение приведет к ошибке позиционирования. Как мы знаем, при нагревании вещество расширяется, и позиционировать диск вне рабочей температуры становится сложнее.

При выключении диска металл снова сжимается, и прохождение через циклы сжатия-расширения постепенно убивает всю механику диска - со временем он просто не сможет точно позиционироваться и придет в негодность.

Нормальная температура HDD-диска - от 30 до 50 градусов. Меньше - нежелательно, выше - тоже. Критическая температура - около 60 градусов, причем это справедливо как для 3.5, так и для 2.5-HDD (у последних часто заявляют о 70 градусах критической температуры). При работе на 55 градусах ресурс диска будет в 4-5 раз ниже, чем при работе на 45 градусах.

Какая температура для железок не опасна?

Как мы выяснили, заявленная максимальная температура - вовсе не "максимальная", а очень даже "критическая". Конечно, чем меньше температура - тем лучше, но тогда возникает вопрос - а какая максимальная температура считается "условно-безвредной"?

Отвечу просто и коротко:

  • Для процессора и видеокарты - до 80 градусов;
  • Для чипсета - до 75 градусов;
  • Для зоны VRM - до 75-80 градусов;
  • Для HDD-диска - диапазон от 30 до 50 градусов.
-9

На таких температурах (они все еще могут показаться высокими) последствий для железа практически нет - разница в скорости деградации между 60 и 80 градусами - может быть, около 30%, тогда как между 80 и 90 градусами - от 500 и до нескольких тысяч процентов. Скажу проще:

  • При температуре 60 градусов условный процессор проработает 30 лет;
  • При температуре 80 градусов - около 23...26 лет;
  • При температуре 90 градусов - 5...10 лет.
  • При постоянной критической температуре (>100 градусов) - от 2 до 4-5 лет.

Цифры очень приблизительные, и, понятное дело, все будет зависеть от кучи факторов - конкретный процессор, конкретное охлаждение, техпроцесс, архитектура, даже от конкретного экземпляра чипа. Так что данные общие. В общем и целом значительное снижение ресурса идет именно после отметки в 80-85 градусов.

Подпишись на телеграм (там IT-новости), Ютуб (там иногда выходят прикольные видео), и группу ВК (там пока ничего нет, но это только пока).

А если хочешь помочь мне с развитием канала - буду благодарен за каждый репост! Спасибо!