Nykypäivänä tietokoneen jäähdytys on "kuumempi" sana kuin koskaan, sillä komponenteista halutaan ottaa kaikki teho irti. Käyttäjien kiusaksi sivutuotteena tulee samalla rutkasti lämpöä. MikroBitti tutki ja kuvasi lämpökameralla tietokonetta.

Lämpenemisongelmat koskettavat niin itse koneensa kokoavia kuin merkkimikrojen valmistajiakin, sillä tietokone, kuten kaikki muutkin elektroniset laitteet, toimivat sähkövirralla. Sähköenergia on perusluonteeltaan elektronien liikettä johtimissa. Fysiikan lakien mukaan tietokoneeseen syötetty energia ei häviä, vaan se muuttuu koneessa muiksi energiamuodoiksi. Vaikka periaatteessa sähkö muutetaan haluttuun muotoon, ei kaikki sähkö kuitenkaan muutu toivottuun muotoon vaan sivutuotteena syntyy lämpöä.

Jäähdytyksen kelvollinen toteutus maksaa valitettavasti usein enemmän kuin käyttäjät haluaisivat siitä maksaa. Jäähdytyksen kelvollinen toteutus saa herkästi aikaan myös turhaa melusaastetta, sillä kovilla kierroksilla pyörivät tuulettimet eivät todellakaan ole yömyöhään sinfoniaa korville.

Puolijohdepiirit, kuten suoritin, muisti ja emolevyn piirit kuluvat oikeastaan vain lämpölaajenemisen takia. Tämä ilmiö johtuu aineen elektronien värähtelyn lisääntymisestä lämpöenergian vaikutuksesta, jolloin aine "suurenee". Lämmön hävitessä aine palaa takaisin normaalikokoonsa ja -muotoonsa. Tästä johtuva koon muuttuminen repii hiljalleen suoritinydintä ja saa sen kulumaan mekaanisesti.

Lämmön olemusta selvitettäessä tutkimme eri tietokoneiden jäähdytysratkaisuja lämpökameran sekä tarkan lämpömittarin avulla. Infrapunakameran armoton silmä paljastaa heikot kohdat koneen jäähdytyksestä, ja antaa mahdollisuudet tehostaa tietokoneen kaipaamaa jäähdytystä.

Lämpökamerakuvia

Tarvitset lämpökameralla kuvattujen videoiden katseluun DivX-koodekin, jonka saat MBnetistä.

Videokuvan oikeassa laidassa näkyy lämpökamerassa käytetty lämpötila-asteikko sekä lämpötiloja vastaavat värit. Videokuvan alalaidassa näkyy tallennuspäivämäärä ja kellonaika, emissiivisyysasetus sekä zoom-kerroin. Kuvateksteissä viitataan nimenomaan videokuvassa näkyvään kellonaikaan, joka on muodossa tunnit:minuutit:sekunnit (hh:mm:ss). Joidenkin videoiden nopeutta on kasvatettu 3 - 16 kertaiseksi havainnollistamistarkoituksessa.

Lämpökameran kuvassa näkyy kuinka alemmat pilvet ovat lämpimämpiä kuin ylemmät pilvet. Rakennukset ovat ympäröivän ilman lämpöisiä, eli noin 20-asteisia. Vieressä tavallinen valokuva vertailuksi.
Athlon Thunderbird 1,4 gigahertsin suoritin ei kauaa hengissä pysy ilman tuuletusta. Noin 300 asteen lämpötila saavutetaan koneen käynnistyksestä jo noin kuuden sekunnin kuluessa, ajassa 16:00:55. Tietokoneesta on katkaistu virrat ajassa 16:01:02, jonka jälkeen suoritin alkaa jäähtyä. Suoritin on ylikuumenemisen jälkeen täysin käyttökelvoton. Videota ei ole nopeutettu. Kopioi athlon.avi
Pentium Northwood 2,0 gigahertsin suoritin lämpeää huomattavasti Athlonia vähemmän. Suoritin saavuttaa noin 90 asteen maksimilämpötilan ajassa 16:37:40, jolloin suoritin osaa myös itse katkaista virrat tietokoneesta ylikuumenemisen estämiseksi. Lämpökuvan näennäisesti epätasainen lämmönjakautuminen suorittimessa johtuu piitahnan epätasaisesta levittymisestä suorittimen ydintä suojaavalle jäähdytinlevylle. Tämä vaikuttaa kuvauskohteen emissiivisyyteen, ei itse lämmönjakautumiseen. Video pyörii kolminkertaisella nopeudella. Kopioi pentium3x.avi
Ati Radeon 8500 -näytönohjaimen kellopiirit lämpeävät tietokoneen käynnistyksen jälkeen näytönohjainkortissa eniten. (Videokuvassa kaksi pienempää pistettä kortin kummallakin laidalla) Ajassa 11:04:54 on käynnistetty Return to castle Wolfenstein 3D -peli. Pelin alkuruudun aikana muistipiirit lämpenevät, jonka jälkeen ne hetkeksi viilenevät demon lataamisen ajaksi. Demo käynnistyy ajassa 11:05:30, jolloin muistipiirit lämpenevät uudelleen. Video pyörii nelinkertaisella nopeudella. Kopioi atilampee4x.avi
Dellin kokoonpanoon kuulunut GeForce4 Ti4200 -näytönohjain lämpeni testeissämme näytönohjaimista eniten. Syynä korkeisiin lämpötiloihin on alimitoitettu jäähdytys sekä ahdas sijoitus äänikorttiin nähden, kuten tavallisesta valokuvasta voi havaita. Video pyörii nelinkertaisella nopeudella. Kopioi ti4200lampee4x.avi
Pentium-kokoonpanoissa käytetty GeForce4 Ti4600 -näytönohjain lämpeni pelitestin aikana noin 62 asteeseen. Video pyörii nelinkertaisella nopeudella. Kopioi ti4600lampee4x.avi
Videon alussa koneen kotelotuulettimet ovat pois päältä, sekä kotelon tuuletusaukot on peitetty. Ajassa 13:58:45 kotelon tuuletusaukot aukaistaan ja tuulettimet laitetaan päälle. Tämän jälkeen tietokoneen sisäilma ja sen johdosta myös komponentit jäähtyvät. Kotelon seinä oli ilmankierron normalisoimiseksi peitetty ohuella muovikalvolla, jonka läpi voidaan lämpökuvata. Video pyörii 16-kertaisella nopeudella. Kopioi penajaahtyy16x.avi
Juttua varten tilattu vesijäähdytteisen koteloon asennettiin MikroBitin laboratoriossa Asus P4T-E emolevy. Tämän yhdistelmän heikkoudeksi muodostuivat emolevyllä suorittimen jännitettä tasaamaan tarkoitetut kelat, jotka prosessorituulettimen ilmavirran puutteen vuoksi lämpenivät jopa noin 100-asteisiksi. Video pyörii nelinkertaisella nopeudella. Kopioi vesijaahylampee4x.avi

Linkit

Tutustu emissiivisyyskertoimiin:

www.infradex.com/pdf/emissiivisyys.pdf