Podczas korzystania z komputera połóż dłoń na górze lub z tyłu urządzenia. Możesz zauważyć, że te obszary są cieplejsze niż temperatura otoczenia. Jeśli korzystasz ze standardowego komputera stacjonarnego, możesz również usłyszeć szum wentylatora wewnętrznego, który wydmuchuje gorące powietrze i rozprowadza chłodne powietrze po wewnętrznych komponentach.
To, co czujesz i słyszysz, to system chłodzenia komputera pracujący nieustannie, aby zapobiec przegrzaniu procesora komputera, co mogłoby uszkodzić wewnętrzne komponenty.

Chłodzenie jest jednym z najważniejszych czynników w każdym projekcie komputera i istnieje wiele rozwiązań tego problemu. Wybór rozwiązania przez projektantów zależy od zamierzonego zastosowania komputera i jego przewidywanego środowiska pracy.

Dlaczego komputery generują ciepło?

Odpowiedź leży w przewodnictwie elektrycznym. Wszystkie materiały mają pewien poziom oporu, który określa, jak łatwo elektrony mogą przepływać przez materiał. Opór materiałów powoduje, że część energii elektrycznej jest tracona w postaci ciepła. Dlatego nadprzewodniki, materiały, które mogą przewodzić prąd elektryczny bez strat, są tak bardzo poszukiwane.
Jednak dopóki nie osiągniemy tego celu, możemy jedynie nadal chłodzić nasze komputery.

Główne źródła ciepła w komputerze to:

CPU i GPU: Jednostka Centralna (CPU) i Jednostka Przetwarzania Grafiki (GPU) należą do komponentów komputera, które pracują w najwyższych temperaturach. Wykonują miliony obliczeń na minutę i są stosunkowo niewielkie, co oznacza, że ciepło jest bardziej skoncentrowane. Dlatego dedykowane urządzenia chłodzące są zazwyczaj instalowane bezpośrednio na CPU i GPU.

• Bateria: Laptopy i tablety polegają na bateriach do zasilania. Baterie te są kolejnym źródłem ciepła, ponieważ przechowują i dystrybuują duże ilości energii elektrycznej.
• Mechaniczne dyski twarde: Chociaż dyski SSD stają się coraz bardziej popularne zarówno w zastosowaniach konsumenckich, jak i korporacyjnych, mechaniczne dyski twarde są nadal szeroko stosowane. Ze względu na obracające się dyski i mechaniczne czytniki generują ciepło.
• Konsekwencje przegrzania

Co się dzieje, gdy komputer zaczyna się przegrzewać? W najlepszym wypadku możesz być zmuszony do poniesienia kosztów drogiej naprawy lub wymiany komputera. W najgorszym wypadku możesz być zmuszony do naprawy lub wymiany innego sprzętu, który został uszkodzony z powodu awarii komputera. Sprzęt ten może obejmować urządzenia medyczne, systemy sprzedaży (POS) lub urządzenia na linii produkcyjnej.
Gdy komputer się przegrzewa, może dojść do kilku rzeczy. Co najważniejsze, jeśli CPU osiągnie punkt wrzenia 212°F lub 100°C, automatycznie ograniczy swoją wydajność i zwolni, aby zapobiec poważnym uszkodzeniom.
Jeśli ten środek zawiedzie i temperatura będzie nadal rosła, nastąpią poważne konsekwencje. W wysokich temperaturach lut, łączący obwody, może się stopić, krzem może pęknąć, a przewody mogą stać się kruche i stracić izolację.

Rodzaje chłodzenia komputerów

Skoro już rozumiemy problem, jakie są rozwiązania? Prawie każdy typ komputera zawiera jakąś formę rozwiązania chłodzącego.
Najczęstsze rodzaje chłodzenia komputerów to:

1. Wentylatory: Najpopularniejszą metodą chłodzenia jest użycie wentylatorów do wydmuchiwania gorącego powietrza z komponentów komputera i zastępowania go chłodnym powietrzem z zewnątrz obudowy.

Chociaż wentylatory są bardzo popularne w komputerach konsumenckich, mają one kilka wad: są głośne, mają problemy z niezawodnością ze względu na zależność od ruchomych części i mogą rozprzestrzeniać kurz i mikroorganizmy w całym środowisku pracy.

Ten ostatni punkt jest poważnym problemem w każdym miejscu pracy, gdzie czystość jest wysoko ceniona, takim jak oddział szpitalny lub pomieszczenie czyste.

2. Chłodzenie cieczą:Chłodzenie cieczą działa podobnie do chłodzenia powietrzem, ale wykorzystuje ciecz jako medium. System chłodzenia cieczą instaluje radiator na źródle ciepła (takim jak CPU) i wykorzystuje radiator do przenoszenia ciepła z procesora do cieczy. Ciecz jest następnie pompowana z radiatora, chłodzona i pompowana z powrotem do radiatora w ciągłym cyklu.  

Chociaż chłodzenie cieczą jest bardzo skuteczne, jest drogie, wymaga specjalistycznego sprzętu wewnątrz komputera i zajmuje dużo miejsca wewnątrz komputera, co może stanowić problem w przypadku zastosowań wymagających mniejszych rozmiarów.

Z tych powodów chłodzenie cieczą jest zazwyczaj używane tylko do specjalnych celów, takich jak dedykowane serwery lub komputery do gier z najwyższej półki.

3. Chłodzenie bez wentylatorów:Na koniec, chłodzenie bez wentylatorów. Znane również jako chłodzenie pasywne, opiera się na radiatorze do rozpraszania ciepła generowanego przez procesor do powietrza. Radiator jest połączony ze źródłem ciepła, pochłania ciepło i wypromieniowuje je do otaczającego powietrza.

Radiatory te są zaprojektowane z jak największą powierzchnią, aby mogły rozpraszać dużą ilość ciepła pomimo stosunkowo niewielkich rozmiarów. 

Główne zalety chłodzenia bez wentylatorów to brak ruchomych części, brak zużycia energii podczas pracy i brak hałasu podczas rozpraszania ciepła.

Z tych powodów chłodzenie bez wentylatorów jest najpopularniejszym wyborem dla dedykowanych komputerów medycznych i tabletów klasy przemysłowej.