24.Криосистемы для экстремального охлаждения

Системы криогенного охлаждения позволяют сделать температуру процессора и других компонентов ниже комнатной и благодаря этому значительно увеличивают уровень разгона, хотя это и требует проведения дополнительного тестирования. При охлаждении до –40 °C частоту процессора можно увеличить на 33–100%. К сожалению, подобное повышение быстродействия дается достаточно большой ценой: стоимость систем криогенного охлаждения оказывается чрезвычайно высокой. Как правило, такие системы требуют специальных корпусов для установки или поставляются в комплекте собранных на заказ готовых компьютеров.

Ввиду высокой стоимости такие системы выпускаются немногими производителями, преимущественно это компании KryoTech и nVENTIV. В 1996 году компания KryoTech представила первую коммерческую систему криогенного охлаждения для ПК. Ее стоимость оказалась слишком высокой, поэтому в 2002 году ее производство было прекращено. Компания nVENTIV, основанная в 2000 году, также представила систему криогенного охлаждения; сейчас она предлагает несколько моделей.

Для снижения температуры процессора до –40° используется специальный теплоотвод, который также предотвращает образование конденсата. При этом применяются специальные непроводящие прокладки.

Можно приобрести как всю систему вместе с системным блоком, так и только охлаждающий модуль. Стоимость подобных систем охлаждения составляет от 800 до 1 200 долларов. Если требуется получить самый производительный ПК или проводить экстремальный разгон, то без системы криогенного охлаждения не обойтись.

Криогенные систем охлаждения для ПК работают по принципу смены фазового состояния вещества, подобно холодильнику и кондиционеру. Недостатком криогенных систем является высокий шум, большая масса и стоимость, сложность в инсталляции. Но только используя подобные системы, возможно добиться отрицательной температуры процессора или видеокарты, а соответственно и высочайшей производительности.

В качестве хладагента в криогенных системах используется жидкий азот с температурой -195 градусов. Из-за испарения азота его необходимо постоянно дозаправлять. Контур охлаждающей системы должен быть полностью герметичным.

Также иногда в качестве хладагента выступает фреон.

Принцип действия криосистемы

Компрессор нагнетает сжиженный газ — хладагент, фреон или его заменитель, в испарительную камеру.

Подаваемый под давлением через дроссель (представляющий собой капиллярную трубку) сжиженный газ интенсивно испаряется и охлаждает камеру. Тот же компрессор вытягивает охлаждающий газ с другой стороны камеры и сжижает его в специальном конденсаторе. При сжижении, превращаясь в жидкость, газ нагревается, поэтому для конденсатора желательно дополнительное охлаждение. Хладагент вновь подается в испарительную камеру, где он опять выступает в роли охлаждающего вещества. Хладагент постоянно циркулирует в замкнутой системе, проходя фазы жидкость/газ, забирая тепло в испарительной камере и отводя его через конденсатор наружу.

Конструктивно, небольшой холодильный агрегат монтируется в корпус компьютера в нижней или верхней его части. Туда же помещается небольшой конденсатор, снабженный собственным вентилятором.

Такая система способна обеспечить процессору отрицательную температуру по шкале Цельсия. Поэтому в конструкции компьютерной криосистемы обязательным элементом является не только сама холодильная машина, но еще и нагреватель. Большие и резкие перепады температур приводят к проблемам, которые никогда не могу проявиться при охлаждении воздухом или даже водой комнатной температуры. Влага из окружающей среды (которая всегда есть в воздухе) интенсивно конденсируется на элементах, чья температура ниже температуры воздуха, и иногда даже превращается в лед или остаётся на элементах в виде воды. Самый эффективный способ борьбы с конденсацией — это нагрев. Поэтому криосистемы снабжаются не только охладителем, но и элементами нагрева. Испаритель охлаждает ядро процессора, а нагреватель греет его корпус по периметру и часто обратную сторону материнской платы. Получается, что при охлаждении ядра даже до очень низких температур корпус процессора и окружающие его элементы остаются теплыми, препятствуя, таким образом, конденсации на них угрожающей электронике коротким замыканием влаги. Кроме того, процессор помещается в специальный изолирующий футляр. Трубки, подходящие к испарителю, заключаются в теплоизоляцию. Для лучшей гидроизоляции применяются специальные герметики.