Pasivní chlazení procesoru

Ještě dodatek, dnes už se prodává nejnovější revize chladiče Scythe Ninja, která má celoměděný pasiv i s žebry (dříve Al), stojí ovšem ± nějakých 1800 Kč, viz např. product.jsp. Ten s Al žebry mám ještě doma a mohl bych ho eventuelně prodat. Při jeho použití je však třeba zvážit, zda se do case vůbec vejde, je hodně vysoký.
Výrobci dnes hojně využívají u svých chladičů technologii heat-pipe a mají tendenci vyrábět velké pasivy, což vypadá velmi efektně a také to velmi dobře funguje. Naproti tomu ale procesor předává teplo do chladiče jen plochou několika málo čtverečních centimetrů (a to ještě ne všechno). Při větším zatížení, ani při použití kvalitní teplovodivé pasty, není procesor tak malou plochou schopen už efektivně předat vyrobené teplo do chladiče a dochází k velkému rozdílu teplot jádra procesoru a pasivu chladiče. Jinými slovy, procesor je vřelý a chladič chladný. Např. procesory Pentium 4, které jsou vyrobeny 90 nm technologií, produkují přes 100 wattů tepelného výkonu a jím vyrobené teplo se dá přirovnat k žárovce o stejném příkonu. Nemá tedy smysl do nekonečna zvětšovat pasivy chladičů, protože tím už není možné efektivnost chlazení nijak podstatně zvýšit.

V tom mas pravdu... ale nekolik upresneni a osvetleni. Vse zalezi na typu konstrukce.

K vedeni tepla se mohou vyuzit nasledujici principy:
1) kondukce (= vedeni, vymena energie jen u sousednich molekul)
2) konvekce (= proudeni , castice latky meni polohu)
3) salani (= vyzarovani energie)

Pro kvalitni odvod potrebujes dostat energii vytvorenou v cipu, kondukci do chladice. Cim mensi plocha, tim vetsi tepelny odpor... Dale nasleduje chladic. Pokud je zalozen pouze na kondukci, prenos tepla je extremne pomaly, proto jsou chladici zebra studena a u jadra by se dala "smazit vejce".
Pro lepsi odvod tepla od vztycne plochy s cipem se vyuzivaji tepelne trubice (modne nazyvane Heat-Pipe). To jsou de facto usavrene okruhy, kde dochazi k vyparovani chladiciho media (protoze napr. u vody je energie k ohrati 1l o 1K cca 4 kJ/kg.K ale k odpareni je potreba cca 2200kJ -> snaha o dosazeni varu). To se pote ve "srazniku" ochladi a kapilarne privede zpet k "odparniku". Snad jste se dovtipili, ze sraznik je misti, kde je pripojeno zebrovi a dochazi opet k neefektivni kondukci a pote k salani a slabe konvekci tepleho vzduchu. Kdyz se zebra ofukuji, prichazi na radu nucena konvekce vzduchu ventilatorem.

Pro pasivni chladice nasledujici nejdulezitejsi momenty:
1) zvolene medium pro tepelnou trubici, tlak, a kapilarni system (nemuzem spolehat na gravitaci, ze ;)
2) minimalizace kondukce (k cemu hejno trubic, kdyz cesta tepla k nim bude brzdena vysokym tepelnym odporem, zavislym treba na sirce stykove plochy mezi trubici a cipem)
3) vhodne udelane zebrovi srazniku, aby stihal predavat energii do okoli.

Obecne - cim vic trubic, tim lepe. Pokud jsou vsak zebra prilis u sebe a brani konvekci vzduchu, je to k nicemu. Z komlexniho pohledu... ohrivaji se i dalsi soucastky na desce a energie se prenasi nejen salanim do vzduchu ale i kondukci do plosnaku. Snad jsem vas tim neotravil, ale pro letme priblizeni to snad neznalym postaci.

Ještě jeden postřeh. Svého času jsem narazil na problém poměrně značné nerovnosti dosedací kovové plochy procesoru P4, kdy obvodové hrany byly vyšší než ostatní plocha. Na první pohled jde o obyčejný, dále nijak mechanicky neupravovaný výlisek, takže mě to ani nijak nepřekvapilo. Pro eliminování tohoto nedostatku by bylo potřeba použít větší množství teplovodivé pasty, která by sice nerovnost vykryla, ale rovnému kovovému povrchu by to rovnocenné nebylo nikdy. Přikročil jsem tedy k zabroušení stykové plochy procesoru. Dělal jsem to smirkovým papírem na skle o počáteční zrnitosti asi 400 a po vybroušení nerovností jsem zvyšoval zrnitost až na asi 1600. Že je potřeba dělat tuto práci opatrně je snad víc než jasné. Hned zpočátku práce bylo na broušené ploše zřetelně vidět, že nerovnosti jsou větší, než jsem si původně myslel. Brousil jsem tak dlouho, dokud jsem nedosáhl stejnorodého povrchu a výsledkem této akce nebylo zničení procesoru, nýbrž pokles teploty jeho jádra o zhruba 6 stupňů (při srovnatelných podmínkách). Jediná nevýhoda této úpravy je, že broušením zmizelo veškeré označení procesoru, které je právě na této ploše, což ale nepovažuji za žádný problém.