Chłodzenie procesorów PC - ebook
Chłodzenie procesorów PC - ebook
Chłodzenie procesorów PC bez tajemnic
Komputery osobiste, stacje robocze i serwery zużywają w czasie pracy dużo energii elektrycznej, emitując przy tym sporo ciepła. Znaczna jego część jest wydzielana przez procesory, które są coraz szybciej taktowane i wyposażane w coraz większą liczbę rdzeni. Zbyt wysoka temperatura wewnątrz jednostek centralnych powoduje zmniejszenie stabilności pracy i szybsze zużycie podzespołów, a w konsekwencji pogorszenie wydajności i zwiększenie awaryjności. Dlatego tak istotne jest wprowadzanie technik efektywnego chłodzenia elementów elektronicznych i ciągłe poszukiwanie nowych rozwiązań w ramach badań w tym zakresie.
Książka jest przeznaczona dla osób zainteresowanych zgłębieniem aktualnej wiedzy na temat dostępnych technik chłodzenia procesorów komputerowych. Autor przedstawia teoretyczne podstawy zjawisk związanych z wymianą ciepła w elementach elektronicznych - prezentuje stosowane w tym zakresie modele i metody, szczegółowo opisuje badania nad chłodzeniem wykorzystującym powietrze, wodę i nanopłyny, a także omawia możliwości zwiększenia wydajności wymiany ciepła przy użyciu innych technik. To obowiązkowa pozycja dla każdego, kto zawodowo zajmuje się tą tematyką.
- Modele i metody używane w badaniach nad chłodzeniem procesorów
- Badania nad chłodzeniem procesorów przy użyciu powietrza
- Badania nad chłodzeniem z wykorzystaniem cieczy, w tym nanopłynów
- Historia i nowe techniki chłodzenia procesorów komputerowych
Spis treści
Wstęp 7
Rozdział 1. Historia a współczesność 9
Rozdział 2. Podstawy teoretyczne 19
- 2.1. Model oporu konwekcyjnego 19
- 2.2. Model dwóch oporów: opór konwekcyjny i płynu 21
- 2.3. Metoda LMTD 23
- 2.4. Metoda efektywność-NTU 24
- 2.5. Porównanie modeli efektywności wymiennika ciepła,oporu konwekcyjnego, dwóch oporów (dla stałego strumieniaciepła) i oporu całkowitego 26
- 2.6. Inne zalety stosowania metodologii wymienników ciepła 28
- 2.6.1. Efekt wypychania 28
- 2.6.2. Określenie wpływu omijania (bypass) 29
- 2.7. Spadek ciśnienia i wymiana ciepła w radiatorach o wlocie powietrza prostopadłym od góry 38
Rozdział 3. Badania odbioru ciepła wydzielanego przez procesor komputera PC za pomocą radiatora chłodzonego powietrzem 47
- 3.1. Opis instalacji i badania wstępne 47
- 3.2. Wpływ temperatury radiatora na pracę wentylatora 51
- 3.3. Współczynnik wnikania ciepła 51
Rozdział 4. Badania chłodzenia wodnego 61
- 4.1. Budowa bloku wodnego Zalman ZM-WB3 Gold 61
- 4.2. Opis stanowiska laboratoryjnego 64
- 4.2.1. Obliczanie bloku chłodzącego 65
- 4.3. Obliczenia dla danych eksperymentalnych 66
- 4.3.1. Przykład obliczeniowy 67
- 4.4. Wyniki obliczeń 68
- 4.5. Podsumowanie 75
Rozdział 5. Nanopłyny 77
- 5.1. Synteza nanopłynów 78
- 5.2. Gęstość nanopłynów 78
- 5.3. Dynamiczny współczynnik lepkości 80
- 5.4. Współczynnik przewodzenia ciepła 80
- 5.4.1. Pomiar współczynnika przewodzenia ciepła nanopłynu z zastosowaniem metody Transient Hot Wire (THW) 85
- 5.4.2. Budowa i zasada działania urządzenia pomiarowego 86
- 5.4.3. Pomiar i opracowanie wyników 88
Rozdział 6. Chłodzenie nanocieczą procesora komputera osobistego 95
- 6.1. Pomiary 95
- 6.2. Numeryczna mechanika płynów (CFD) 97
- 6.2.1. Preprocesor 99
- 6.2.2. Solwer 99
- 6.2.3. Postprocesor 100
- 6.3. Opis bloku chłodzącego i modelowania za pomocą preprocesora Gambit 100
- 6.3.2. Tworzenie siatki 102
- 6.4. Modelowanie CFD we Fluencie 103
- 6.4.1. Woda jako medium chłodzące 103
- 6.4.2. Symulacje chłodzenia nanopłynem woda - CuO 108
- 6.4.3. Podsumowanie 112
- 6.5. Rozważania i obliczenia Korpysia 112
- 6.5.1. Model CFD 114
- 6.5.2. Wyniki 116
- 6.5.3. Podsumowanie 130
Rozdział 7. Postępy w chłodzeniu procesorów 133
- 7.1. Przewodzenie 133
- 7.2. Chłodzenie powietrzem 135
- 7.2.1. Wentylatory 138
- 7.2.2. Osady na powierzchni wymiany ciepła 138
- 7.2.3. Innowacje 140
- 7.2.4. Podsumowanie 151
- 7.3. Alternatywne metody chłodzenia procesorów PC 153
- 7.3.1. Piezowentylatory 153
- 7.3.2. Syntetyczne strumienie chłodzące 153
- 7.3.3. Nanobłyskawice 154
- 7.3.4. Chłodzenie cieczą 154
- 7.3.5. Ciepłowody 156
- 7.3.6. Zimne płytki 157
- 7.3.7. Mikrokanały i minikanały 157
- 7.3.8. Chłodzenie elektrohydrodynamiczne i elektrozwilżanie 161
- 7.3.9. Chłodzenie ciekłym metalem 162
- 7.3.10. Chłodzenie przez zanurzenie 164
- 7.3.11. Uderzenie strumienia cieczy 170
- 7.3.12. Chłodzenie aerozolem 171
- 7.3.13. Chłodzenie w ciele stałym 173
- 7.3.14. Chłodzenie w supersieci i heterostrukturze 177
- 7.3.15. Chłodzenie termojonowe i termotunelowe 178
- 7.3.16. Materiały bazujące na przemianie fazowej i akumulatory ciepła 179
- 7.4. Chłodzenie ekstremalne 181
- 7.5. Wnioski dotyczące rozwoju chłodzenia procesorów 186
- 7.5.1. Podejście fenomenologiczne 186
- 7.5.2. Architektura systemu oparta na technikach zarządzania ciepłem 186
- 7.5.3. Monitorowanie obciążenia cieplnego 187
- 7.5.4. Zrównoważony rozwój 187
- 7.5.5. Potrzeba standaryzacji charakteryzacji opisu wydajności cieplnej hardware'u 187
- 7.6. Podsumowanie 188
Spis oznaczeń 203
Skorowidz 205
Kategoria: | Hardware |
Zabezpieczenie: |
Watermark
|
ISBN: | 978-83-283-6671-8 |
Rozmiar pliku: | 38 MB |