Cikkünk betekintést ad az alkalmazott, illetve a tervezett és a jövőben várhatóan otthoni gépeinkben is megjelenő hűtési megoldások mögött álló technikai háttérbe.
Tökéletes vezető nem létezik - legalábbis nem otthoni, szobai körülmények között. Éppen ezért mindig is lesz melegedő alkatrész azokban az eszközökben (legyen szó akár egy villanymotorról, akár egy egyszerű elektromos vezetékről), amelyek elektromos árammal működnek. Ez alól a szabály alól természetesen számítógépünk sem kivétel. Folyamatosan emelkedik a benne található lapkák órajele, növekszik a tranzisztorok száma. A tranzisztorok működés közben rengeteg hőt termelnek, s számuk emelkedésével a házban uralkodó hőmérséklet is jócskán megnő. A problémát orvosolni kell, éppen ezért érdemes furfangosabbnál furfangosabb megoldásokat kitalálni a hő elvezetésére.
Az egyszerű bordától a nagy légkeverőkig
Kezdetben –- az első kifejezetten otthoni, személyi használatra tervezett számítógépek megjelenésekkor –- alig volt szükség bármiféle hűtésre is. A melegedési problémákat könnyűszerrel megoldotta egy-két parányi hűtőborda, és egyetlen ventilátor, amely a tápegységen keresztül szellőztette a PC belsejét. Hosszú idő telt el, de csak a borda mérete változott; a 486-os korszakra némiképp megnőtt. Beköszöntött aztán a Pentiumok kora, amikor is a személyi számítógépek történelmében először került aktív hűtés valamely lapkára, esetünkben a processzorra. Szép lassan eljutottunk odáig, hogy nemcsak a processzor és a tápegység, hanem a videokártya is aktív hűtést igényelt, és a lapkakészlet északi hídja is kapott egy jelképes bordát – ekkoriban még az 1 gigahertzes CPU-k számítottak slágernek.
Ha viszont belenézünk egy mai csúcsgépbe, ventilátorok és hűtőbordák egész tömkelege tárul elénk. A lapkakészletek északi hídjainak többsége aktív hűtésű, a déli hídon, mi több, a memóriákon is gyakorta van már hűtőborda. A merevlemezekhez szintén ajánlott valamilyen kiegészítő; némely Chaintech és Abit alaplapokon még a tápellátó is kapott egy-egy bordát és ventilátort. A videokártyáról se feledkezzünk meg: a grafikus processzor mellett már a grafikus memóriákon is gyakorta találunk hűtőbordát. És akkor a temérdek házszellőztetőről már ne is beszéljünk…
Nedves megoldás
Az összes alkatrész hűtése közül a legfontosabb a processzoré, tekintve, hogy ez termeli a gépben keletkező hő legnagyobb részét. Az általánosan bevett szokás manapság a réz és/vagy alumínium alapanyagú hűtőborda, jókora ventilátorral –- ilyen például a méltán híres Zalman CNPS7000 széria. Ezeket gyakorta spékelik meg a notebookokban is alkalmazott hőcsövekkel, amelyek az eszköz egyik oldalán keletkező meleg hatékony elosztásában - és ezáltal leadásában - segédkeznek. Léteznek egészen extrém megoldások is, amelyek a hőleadást a CPU-tól egész távol oldják meg - ha nem is méterekre, de jó pár centiméterre -, természetesen itt is az előbb emlegetett csövek játszanak fontos szerepet.
A következő lépcső az elborult extrémitások felé vezető kaptatón a vízhűtés. Ennek lényege, hogy a melegedő alkatrészeken (általában csak a processzoron, de alkalmanként az alaplap északi hídján és a videokártyán, sőt néha még a merevlemezen vagy a tápegységben is) hőt felvevő blokkok találhatók, az esetek többségében vörösrézből. Azért, hogy a hűtővíznek minél nagyobb felületen tudják átadni a meleget, belülről leginkább labirintushoz hasonlítanak. A következő fontos alkatrész a radiátor, amely ideális esetben a gép külső részén található. Mérete –- és kinézete, továbbá működési elve is - egy kisebbfajta autó vízhűtőjének radiátorához hasonlít. A rendszertől függően lehet aktív vagy passzív –- vagyis hűtheti ventilátor, vagy állhat csak úgy, magában. Passzív vízhűtés például a PC World hasábjain korábban bemutatott, fenyegető kinézetű Zalman Reserator. Persze nem szabad megfeledkezni az olyan kulcsfontosságú részegységekről sem, mint a szivattyú, amely a vizet keringeti a hűtőben, vagy a tágulási tartály, amely a melegedéskor fellépő nyomáskülönbségeket egyenlíti ki.
A vízhűtés előnye a léghűtéssel szemben, hogy általában hatékonyabb, és némiképp csendesebb is. Hátránya, hogy rendszerint jóval drágább, ráadásul nagy veszélyt hordoz magában: magát a vizet, amely köztudottan nagy ellensége a számítógépnek.
Csempézettség a hőcserélés érdekében
Egy időben nagy divat volt a termoelektromos hűtőmodulok alkalmazása. Ezek a bizmut-telluritból készült, parányi csempékhez hasonlító eszközök viszonylag nagy mennyiségű elektromos áram hatására képesek úgy működni, mint egy „hőlift”, amely az elem egyik lapjáról a másikra viszi át a meleget. Minden ilyen elv szerint működő eszköznek van egy paramétere, amely azt jelöli, hogy a két oldal között fellépő állandó hőmérséklet-különbség mekkora. Ezt a modul bármilyen körülmények között igyekszik tartani, persze csak a fizika által megszabott határokon belül. A hatást úgy igyekeznek kihasználni, hogy a „meleg” oldalt minél jobban lehűtik (például vízhűtéssel), így a „hideg” oldal is kénytelen lesz jobban lehűlni. Természetesen itt található a gép hűtendő alkatrésze, praktikusan a processzor.
Hűtőszekrény helyett
Innen is van hova továbblépni: a legextrémebb módszer előtti utolsó lépés a kompresszoros, angol nevén „phase-change” hűtés. Ne gondoljunk semmi bonyolultra: mindössze a processzorra szerelünk egy hűtőgépet. Szintén egy réz hőcserélő blokkról van szó - a különbség csak annyi, hogy ez alapos szigetelést igényel, ugyanis az alacsony hőmérséklettől lecsapódó pára pillanatok alatt tönkrevágná a számítógépet. Általában készre szerelt, vagy készre szerelhető csomagokban forgalmazzák, csillagászati áron.
A szettel kapunk egy hűtőgépkompresszort, ami tulajdonképp a rendszer lelke, ebből kilóg két szigetelt cső, amelyek végén a hűtőblokk van. Ezenkívül van még egy, a kompresszorhoz tartozó - és a hűtőgépek hátuljáról ismerős - bordázat, amelyhez a kis hely miatt itt általában ventilátor is jár. Végül pedig a legfontosabb: az egészet üzemeltető automatika. Ez utóbbi ügyel az olyan dolgokra, hogy a gép ne kapcsolódjon be rögtön, csak miután a kompresszor beindult, és a hűtőrendszer elért egy előre meghatározott hőmérsékletet, tipikusan például a 30 Celsius-fokot. A phase-change típusú hűtés jóval nagyobb teljesítményű, mint bármely levegő- vagy vízhűtés, de rengeteg hátránya is van. Fenntartása a kompresszor gyakorlatilag folyamatos üzemelése miatt nem olcsó mulatság, pedig már a vételára sem alacsony. Minimum plusz 20 kilót hozzáad gépünk súlyához, tehát nem nevezhető kifejezetten hordozhatónak. És végül nem is olyan nagyon csendes, hiszen mindenki ismeri, milyen a hűtőgépek duruzsolása…
Amibe még a T—1000-es foga is beletört
Az utolsó változatot bátran nevezhetjük a megtestesült őrültségnek. Öveges professzor minden bizonnyal hozzátenné, hogy „Gyerekek, ezt még akkor se próbáljátok ki otthon, ha a papátok vagy a bátyátok segít nektek”. A folyékony nitrogénről van szó. A módszer nagyon egyszerű: egy lehetőleg jó magas bronztölcsért készítünk a processzor fölé, majd ezt teletöltjük a szuperhideg folyadékkal. Innentől aztán szabad a pálya, amíg a nitrogén el nem forr, lehet tuningolni a központi magot - ha ez nem tartja hidegen a processzort, akkor semmi. A módszert természetesen csak és kizárólag kísérleti célokra alkalmazzák, és akkor is csak arra az egy-két órára, amíg a hosszas keresgélés után kiválasztott tuningprocesszoron le nem futtatják a rekorddöntő tesztet.
Egyfajta alternatíva a folyékony nitrogénes hűtőre a szárazjég, vagyis a szilárd halmazállapotú szén-dioxid. Kisebb hűtőerejű ugyan, de könnyebben kezelhető –- nagy rekordok beállításánál például videokártyán szokták alkalmazni, nemes egyszerűséggel a tömböt „odakötözik” hozzá, és már kész is a verhetetlen tuninghűtés.
A cikk a 2005. júniusi számunkban olvasható.
