จะเกิดอะไรขึ้นกับพีซีของคุณหากคุณไม่เคยทำความสะอาดเลย

ในบทความต่างๆ ในเว็บไซต์นี้ เราได้แสดงความคิดเห็นหลายครั้งเกี่ยวกับความสำคัญของการรักษาความสะอาดภายในคอมพิวเตอร์ของคุณ เพื่อหลีกเลี่ยงความชั่วร้ายที่มากขึ้น ซึ่งประกอบด้วยการเพิ่มอุณหภูมิที่สะสมภายในกล่องด้วยสิ่งสกปรก อย่างไรก็ตาม ดังที่นักปรัชญา David Hume กล่าวไว้เป็นครั้งแรก และนักจักรวาลวิทยา Carl Sagan ได้เผยแพร่ในภายหลัง การกล่าวอ้างที่ไม่ธรรมดาจำเป็นต้องมีหลักฐานที่ไม่ธรรมดา นั่นคือเหตุผลที่เราตัดสินใจจัดทำคู่มือเพื่อให้คุณเข้าใจหลักการในการระบายความร้อนในคอมพิวเตอร์และส่วนประกอบต่างๆ ดังนั้นในการผ่าน เราจะอธิบายเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องมีฮีทซิงค์ที่ดีอยู่ด้านบนของโปรเซสเซอร์

ทำไมโปรเซสเซอร์จึงปล่อยความร้อนออกมา?

สูตรทั่วไปที่เราใช้ในการวัดการใช้พลังงานของชิปใดๆ ที่มีสัญญาณนาฬิกาที่เกี่ยวข้อง กล่าวคือซึ่งมีความถี่เป็น MHz หรือ GHz ดังนี้

กำลัง = ความจุ * ความถี่สัญญาณนาฬิกา * แรงดันกำลังสอง

ความจุเป็นค่าคงที่และบ่งบอกถึงความสามารถของชิปในการรักษาประจุ ซึ่งขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้ผลิตชิป ความถี่สัญญาณนาฬิกาคือจำนวนพัลส์ที่โปรเซสเซอร์สร้างต่อวินาที โปรดจำไว้ว่าในแต่ละส่วนนั้นทำงานอย่างสมบูรณ์ สำหรับแรงดันไฟฟ้านั้น จะเพิ่มขึ้นตามความถี่ ซึ่งหมายความว่าการบริโภคจะไม่สัมพันธ์โดยตรงกับความเร็วของโปรเซสเซอร์

TDP ของชิปหมายความว่าอย่างไร?

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ซับซ้อนกว่าสูตรดังกล่าวมาก เนื่องจากเราต้องมีจุดเพิ่มเติมหลายจุด:

• การรั่วไหลของพลังงาน จำไว้ว่าระบบประสิทธิภาพที่สมบูรณ์แบบไม่มีอยู่ที่ใดในจักรวาล มีเพียงบนกระดาษและในสภาพห้องปฏิบัติการที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้น
• มีไฟฟ้าสถิตย์ซึ่งเกิดขึ้นในองค์ประกอบของชิปที่ทำงานอยู่เสมอ แต่ไม่ได้ควบคุมโดยสัญญาณนาฬิกา
• พลังไดนามิกที่จะขึ้นอยู่กับความเร็วสัญญาณนาฬิกาและแรงดันไฟ ส่วนต่าง ๆ ของโปรเซสเซอร์ขึ้นอยู่กับสิ่งที่พวกเขาทำจะมีการใช้พลังงานที่แตกต่างกันตลอดเวลา ปัจจุบันมีการใช้เทคนิคต่างๆ เช่น ปล่อยให้ชิ้นส่วนของชิปไม่ทำงานตราบเท่าที่ไม่ได้ใช้งาน จะไม่เพิ่มการรั่วไหลของพลังงานหรือไฟฟ้าสถิต

ดังนั้น การคาดคะเนการใช้พลังงานและความร้อนที่ปล่อยออกมาจากโปรเซสเซอร์จึงเป็นเรื่องยาก แต่ก็เป็นไปได้ที่จะทราบว่าจะไปได้ไกลแค่ไหน เนื่องจากระบบลดความร้อนสามารถลด TDP หรือพลังงานความร้อนที่สูงกว่าได้อย่างง่ายดาย ต่ำ.

ระบบลดอุณหภูมิในโปรเซสเซอร์

สิ่งที่เราได้อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับพลังงานที่โปรเซสเซอร์ต้องการ อย่างไรก็ตาม สิ่งที่เราสนใจคือความร้อนที่โปรเซสเซอร์กระจายออกไป ซึ่งผู้ผลิตเรียกว่า TDP และมักสับสนกับการใช้พลังงานหรือพลังงานที่ใช้ไป เนื่องจากทั้งคู่ใช้หน่วยวัดวัตต์เท่ากัน ในความเป็นจริง W ไม่มีอะไรมากไปกว่าจำนวน Joules หรือ Joules ต่อวินาที ซึ่งเป็นหน่วยในระบบสากล

อย่าลืมว่าผลของชื่อเดียวกันนี้เกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ส่วนหนึ่งของพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอนจะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของความร้อน นั่นคือเหตุผลที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเรามีมาตรการลดความร้อนและพลังงานที่สามารถทำได้ก็ลดลงด้วยข้อจำกัดทางกายภาพนี้ อย่างไรก็ตาม ทั้งหมดนั้นใช้สูตรทั่วไปดังต่อไปนี้:

TDP _{(สูงสุด)} = (ท _{เจ (สูงสุด)} - ท _A / O _JA )

ผู้อ่านที่รัก ทั้งหมดนี้ฟังดูซับซ้อนในตอนแรก อย่างไรก็ตาม มันไม่ได้เป็นเช่นนั้น และเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น เราจะแยกย่อยว่าแต่ละส่วนคืออะไร

• OJ _A คือ ความต้านทานความร้อน ของอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่กระจายความร้อน
• T _J คือ อุณหภูมิทางแยก .
• _TA คือ อุณหภูมิห้อง .
• TDP คือ พลังงานกระจายเป็นความร้อน

ความต้านทานความร้อน

ความต้านทานความร้อนแสดงเป็นองศาเซลเซียสต่อวัตต์และ ถูกกำหนดเป็นความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสิ่งที่ชิปและแพ็คเกจที่ติดตั้ง . ณ จุดนี้ วัสดุที่ใช้ในฮีทซิงค์หรือแผ่นระบายความร้อนมีความสำคัญ เนื่องจากวัสดุเหล่านี้ช่วยลดอุณหภูมิได้ไม่มากก็น้อย หากค่า TDP ที่ปล่อยออกมาต่ำ วิธีแก้ปัญหาง่ายๆ ที่ไม่ต้องใช้ระบบลมเพื่อระบายความร้อนก็เพียงพอแล้ว ในทางกลับกัน ในสภาวะที่รุนแรง เราสามารถค้นพบตัวเองได้ แม้ว่ากรณีนี้จะไม่เกิดขึ้นกับโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ที่บ้าน แต่มีการห่อหุ้มด้วยเซรามิก

ความสัมพันธ์ในแง่ของความต้านทานความร้อนและฮีทซิงค์ของระบบนั้นชัดเจน และขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ หนึ่งในนั้นคือวัสดุที่ใช้ เนื่องจากไม่ใช่โลหะและโลหะผสมทั้งหมดที่มีความสามารถในการนำความร้อนเท่ากัน แต่ราคาก็ไม่ได้เท่ากัน ตัวอย่างเช่น ทองแดงเป็นวัสดุที่ดีที่สุด รองลงมาคืออะลูมิเนียม อย่างไรก็ตาม ต้นทุนของวัสดุอย่างหลังทำให้เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมเนื่องจากมีราคาถูกเมื่อเปรียบเทียบ ดังที่เห็นได้จากกราฟด้านบน ยิ่งความต้านทานความร้อนต่ำเท่าใด ระบบระบายความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้น ความสำคัญของค่านี้ที่ต่ำจะเข้าใจได้ดีที่สุดถ้าเราจับคู่กับอุณหภูมิทางแยก

อุณหภูมิทางแยก

อุณหภูมิทางแยกหมายถึงอุณหภูมิที่ชิปเปล่าทำงาน . ซึ่งโดยทั่วไปจะสูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อมมาก เนื่องจากไม่เช่นนั้น เราก็ไม่ต้องการกลไกลดอุณหภูมิภายในคอมพิวเตอร์ของเรา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งที่วัดได้คืออุณหภูมิที่เกิดจากชิปเปล่าโดยไม่นับการห่อหุ้มและฮีทซิงค์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบระบายความร้อนโดยมีเป้าหมายเพื่อรักษาอุณหภูมิให้ต่ำที่สุด

ซึ่งมีสูตรคำนวณเองดังนี้

T _J = ท _a +(ทป.*อ _JA )

เหตุผลที่อุณหภูมิห้องปรากฏในสูตรก็เพราะอยู่ในสภาพแวดล้อมเดียวกัน นั่นคือถ้าเราลดความร้อนของกล่องที่มีส่วนประกอบของพีซี อุณหภูมิทางแยกของโปรเซสเซอร์ก็จะลดลงตามอิทธิพลภายนอกทั้งหมดของมัน

อุณหภูมิห้อง

เมื่อเราพูดถึงแนวคิดนี้ เราไม่ได้หมายถึงอุณหภูมิของห้องที่คอมพิวเตอร์ตั้งอยู่ แม้ว่าสิ่งนี้จะมีอิทธิพลเช่นกัน และจะเป็นเช่นนี้หากเรากำลังพูดถึงพีซีที่มีกล่องแนวคิดแบบเปิด แต่สิ่งที่หมายถึงคือ ความร้อนภายในที่มีอยู่ภายในเคสคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นแล็ปท็อป ทาวเวอร์เดสก์ท็อป หรือเซิร์ฟเวอร์

สิ่งนี้ได้รับผลกระทบอย่างมากจากสิ่งสกปรกที่สะสมในรูปของฝุ่น กล่าวคือ ยิ่งคอมพิวเตอร์ของคุณสกปรกมากเท่าไหร่ อุณหภูมิแวดล้อมก็จะยิ่งสูงขึ้นและความร้อนก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่เพียงแต่สำคัญที่จะต้องเลือกฮีทซิงค์ที่มีคุณภาพด้วยวัสดุที่เหมาะสมสำหรับโปรเซสเซอร์ของคุณ แต่ยังรวมถึงเคสที่มีการระบายความร้อนที่เหมาะสม เพื่อรักษาอุณหภูมิแวดล้อมให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

สรุป

และด้วยทุกอย่างที่อธิบายข้างต้น เราจะมาบอกความลับที่น้อยคนนักจะทราบ คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าทำไมจึงมีแบบฝึกหัดการโอเวอร์คล็อกสุดขีดที่ให้คุณทำความเร็วสัญญาณนาฬิกาเกินตามที่ระบุไว้ในข้อกำหนดทางเทคนิคได้ หากคุณได้อ่านสิ่งที่เราได้อธิบายไว้ในบทความนี้โดยละเอียดแล้ว คุณก็จะได้ข้อสรุป

อย่างไรก็ตาม มีรายละเอียดที่น้อยคนนักจะทราบ นั่นคืออุณหภูมิสูงสุดที่ชิปสามารถเข้าถึงได้คืออุณหภูมิความปลอดภัย เมื่อเทอร์โมมิเตอร์ภายในตรวจพบว่าเกินขีดจำกัด กลไกการลดอุณหภูมิจะเปิดใช้งาน ซึ่งประกอบด้วยการลดแรงดันไฟฟ้าและความเร็ว กระบวนการนี้เรียกว่าการจมน้ำด้วยความร้อน และทำเพื่อป้องกันไม่ให้เศษแตกเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป

ความสามารถในการรักษาส่วนประกอบต่างๆ ของพีซีของคุณไว้ที่ความเร็วสูงสุดเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาประสิทธิภาพสูงสุดที่เป็นไปได้โดยส่วนใหญ่ ด้วยวิธีนี้เราจะเปลี่ยนวงกลม เราหวังว่าคำอธิบายนี้จะช่วยให้คุณเข้าใจถึงความสำคัญของการมีพีซีที่สะอาด คุณจะไม่ทำให้มันเร็วขึ้น แต่คุณจะป้องกันไม่ให้ช้าลง