Работа любой электроники, в том числе и центрального процессора (ЦП) сопряжена с нагревом. Это явление является неизбежным спутником движения электронов по проводникам и избавится от него полностью невозможно. С момента появления первых электронных устройств (даже примитивных ламп или диодов) вопросам их нагрева уделялось большое внимание.
Основной проблемой любого электронного (полупроводникового) устройства является то, что в отличие от обычного проводника, его сопротивление не увеличивается, а уменьшается, что приводит к ещё большему току, и, как следствие перегреву. При ограниченном теплоотводе это может приводить к перегреву и выходу из строя микросхем вследствие т.н. «теплового пробоя».
Поэтому при эксплуатации любого ЦП необходимо знать, какая температура для него считается нормальной, на сколько градусов допустимы превышения нормальной температуры, какое время ЦП может находиться при повышенной температуре, и как быстро он должен вернуться в нормальный режим работы.
Обычно, вся информация об этом имеется в технической документации ЦП, однако, учитывая различные условия эксплуатации, разнообразную базу комплектующих с которыми будет работать ЦП, особенности устройства системы охлаждения и прочих факторов, нельзя сказать точно, каким образом поведёт себя тот ил иной ЦП в той или иной ситуации.
Кроме того, ЦП это не простая микросхема. Уже на аппаратном уровне он имеет несколько степеней защиты от перегрева и чтобы довести его до физического разрушения из-за теплового пробоя необходимо очень постараться. Только в материнских платах (МП) существует минимум три системы защиты ЦП от перегрева, одна из которых выполнена исключительно на аппаратном уровне и пользователю, чтобы повлиять на её работу, необходимо иметь определённые профессиональные навыки.
Многие пользователи подходят к проблеме нагрева ЦП ещё более радикально, применяя экстремальные системы охлаждения (например, фреоновые), являющиеся по сути холодильниками. Это другая крайность, поскольку принцип «чем меньше нагрет элемент, тем лучше» с полупроводниками, из которых сделаны кристаллы ЦП, работает отнюдь не всегда. При чрезмерном охлаждении полупроводника (даже не до нуля, а близкого к нему значения, например +2-5°С) микросхема ЦП может вообще не запуститься!
Таким образом, температурный режим является для ЦП одним из основных эксплуатационных показателей. Правильно определить, какая должна быть его степень нагрева при работе под нагрузкой – это одна из самых важных задач как проектировщика компьютерной системы, так и обычного пользователя, которому небезразлична судьба своего электронного помощника.
Содержание
Определение температуры процессора
Основными факторами, влияющими на тепловой режим ЦП, являются:
- максимальная выделяемая мощность ЦП (TDP);
- степень его загруженности;
- факт наличия разгона по шине или множителю;
- изменение напряжение питания при разгоне;
- эффективность системы охлаждения.
Из перечисленных факторов только последний определят количество отводимого от ЦП тепла, то есть обеспечивает его охлаждение; остальные приводят исключительно к нагреву.
У современных процессоров наибольшее влияние на нагрев оказывает степень его загруженности иногда тепловыделение ЦП в режиме простоя и в режиме максимальной производительности может различаться в десятки раз.
Нормальная
Нормальная температура процессора – это такое её значение, при котором процессор может работать с производительностью от 0 до 100% от заявленной, при этом его тепловыделение находится в допустимом диапазоне.
Величина допустимого диапазона задаётся в спецификации процессора. При этом нижняя граница традиционно не указывается в руководствах для пользователей или системотехников (а это в 90% случаев +20°С), а вот верхнюю границу можно найти в любой спецификации.
В настоящее время для процессоров Intel нормальная рабочая температура находится в пределах до +70°С (в последнее время стали указывать более точно е значение +72°С). Для ЦП фирмы AMD это значение несколько выше: +80°С. Такое различие объясняется разной конструкцией ЦП, в частности их предохранительных крышек. Также следует понимать, что за эту величину принимается её среднее значение для всех ядер процессора.
Важно! Последние поколения ЦП Intel имеют значительно больший диапазон «нормального» состояния. Например, для Intel core i5-7500 (седьмое поколение) согласно спецификации, его верхняя граница составляет +100°С.
Оптимальная
Классического или академического определения оптимальной температуры для ЦП не существует, поскольку его производительность фактически не зависит от неё (при том, что обратная зависимость – температуры от производительности, естественно, существует).
В разных источниках под этим термином понимают иногда совершенно разный смысл. Чаще всего оптимальной температурой работающего ЦП считается такая, при которой он работает с максимальной производительностью, однако, при этом система охлаждения работает таким образом, что не доставляет дискомфорта пользователю. Температура ЦП при этом, естественно, находится в пределах допустимых значений.
Внимание! Обычно, степень шумности вентиляторов систем охлаждения выражается в децибелах (дБА). При этом, субъективно увеличение интенсивности шума на 10 дБА человеком воспринимается, как двукратное увеличение громкости. Комфортным для человека считается диапазон 25-35 дБА.
Современные системы охлаждения ЦП, преимущественно попадают в этот диапазон, чего нельзя сказать о системах охлаждения графических процессоров.
Типичными значениями оптимальной температуры для процессоров с TDP порядка 100-150 Вт является диапазон от +40°С до +65°С.
Критическая
Если же система охлаждения не справляется, то перегрев ЦП может выйти за пределы нормы, и попасть в диапазон критических значений. Температура ЦП считается критической, если она преодолевает «планку» в +70°С для продукции Интела (+100°С для последних поколений) или +80°С для продукции АМД.
Дальнейшая эксплуатация ЦП возможна, при этом даже не будет заметно существенных «просадок» системы по быстродействию, однако, уже сам подобный режим работы не является нормальным.
Важно! Не стоит думать, что сам ЦП при этом может испортиться. Современные микросхемы могут выдерживать температуры до +150°С, прежде чем произойдёт их тепловое разрушение. Однако, используемые в настоящее время припои для монтажа тех же элементов на материнках имеют низкие температуры плавления, порядка +110-120°С, поэтому допускать подобных перегревов, естественно не стоит.
Несмотря на то, что подобные превышения температуры для процессора не критичны, они символизируют о том, что в системном блоке существуют серьёзные проблемы с циркуляцией воздуха и другие компоненты системы также могут быть подвержены перегреву.
Однако, дальнейший рост тепловыделения будет приводить уже к тому, что процессор начнёт самостоятельно «охлаждать» себя, не особо надеясь на систему охлаждения: при этом будет уменьшаться таковая частота и понижаться питающее его напряжение. Это уже будет заметно для пользователя, и если не будут предприняты меры по улучшению охлаждения процессора, то при достижении определённой температуры произойдёт отключение ПК.
Максимальная температура, при который выключается ПК зависит от конкретной модели ЦП и материнки. Обычно это значение составляет от 100 до 105°С. В принципе, какое значение принять за максимальное, пользователь может определить сам. Температура ЦП, при которой отключается ПК может быть изменена в настройках BIOS.
Особенности температур процессора ПК и ноутбука
Сказанное выше относится, прежде всего, к стационарным персональным компьютерам (ПК). При работе на ноутбуке ситуация немного менее радужная, поскольку на температуру мобильного ЦП в ноуте накладывает свой отпечаток специфика его системы охлаждения. Какая бы ни была совершенная система охлаждения в ноутбуке, её производительности в пиковом режиме работы, при максимальной загрузке процессора, всё равно будет не хватать. Поэтому в ноутбуках процесс пропуска тактов – это практически нормальный режим работы.
Нормальная рабочая температура ЦП в ноутбуке имеет значения на 10-15°С выше, нежели в стационарном ПК. Однако, это не означает, что при этом критическая температура может быть также выше. Тем более, что применяемые для монтажа мобильных процессоров типы сокетов могут быть выполнены по BGA-технологии. Это означает, что установка процессоров в такие сокеты производится при помощи их запаивания. Если при этом применяются легкоплавкие припои (с температурой плавления до +110°С), то, естественно, приближение к этому значению будет небезопасным для ноутбука.
Поэтому значение критических температур для ноутов могут быть даже ниже, чем для стационарных ПК.
Так же вы можете прочитать статьи на темы: Температура процессора — программы и Рабочая температура материнской платы
Загрузка...
