Лекция: Вентиляторы и радиаторы

Практически любое устройство потребляющее энергию, выделяет тепло. А как следствие всему выделяющему много тепла требуется охлаждение.

Перед системой охлаждения сервера стоит задача отвода тепла от самих элементов и вывода тепла из корпуса системного блока.

Основными элементами системы охлаждения являются вентиляторы и радиаторы.

Радиаторов существует различное множество, не будем останавливаться на этом. Могут выглядеть по-разному.

Во время работы, компоненты блока питания сильно нагреваются и требуют усиленного охлаждения. Для этого используются вентиляторы (встроенные в его корпус) и радиаторы.

Однако некоторым устройствам требуется увеличение обдуваемой вентиляторами поверхности при помощи радиаторов — ребристых металлических надстроек над наиболее напряженными микросхемами.

Радиатор является устройством, облегчающим теплообмен устройства с окружающей средой. Когда площадь нагреваемого элемента (например кристалла CPU) чрезвычайно мала, она недостаточна для хоть сколько-нибудь эффективного отвода тепловой мощности. Благодаря своей ребристой поверхности, радиатор в случае процессора в сотни и даже тысячи раз увеличивает площадь его теплового контакта с окружающей средой, способствуя т.о. интенсивности теплообмена и кардинальному снижению температуры.

В случае процессора можно говорить о кулере — вентилятор прямо над самим радиатором.

Радиатор эффективно работает, только если обеспечивается его плотное прилегание к верхней стороне корпуса процессора (даже тонкий воздушный зазор значительно снижает теплопроводность). Весьма эффективно использование теплопроводной мастики, которую наносят тонким слоем на корпус процессора, после чего радиатор «притирают» к процессору.

Мощность, рассеиваемая процессором, возрастает с повышением тактовой частоты и интенсивности работы процессора: разные инструкции задействуют различные части процессора, и при увеличении доли «энергоемких» инструкций мощность, рассеиваемая процессором, повышается.

Остальные компоненты охлаждаются аналогичным образом.

Блок питания (Power Supply Unit)

Блок питания – является единственным источником электроэнергии для всех компонентов ПК. Он отвечает за обеспечение стабильного и корректного питания (т.е. характеристики недолжны выходить за допустимые пределы при различных нагрузках) всех компонентов ПК.

Всем известно, что компьютер подключается к стандартной электрической розетке, но (не всем известно), что его комплектующие не могут получать энергию напрямую из силовой электросети, по двум причинам:

· Во-первых, в сети используется переменный ток, а компьютерным компонентам необходим постоянный. Т.о. БП должен не только обеспечивать необходимую мощность

· Во-вторых, разные компоненты компьютера для работы требуют различного напряжения питания, а некоторым необходимо сразу несколько линий с разным напряжением. Таким образом, БП, в числе много прочего, обеспечивает каждое устройство током с необходимыми параметрами и для этого в нем предусмотрено несколько линий питания

Т.о. блок питания формирует напряжение, получаемое от электрической сети и обеспечивает необходимыми напряжениями постоянного тока каждый компонент.

Для повышения отказоустойчивости современные сервера комплектуются резервными блоками питания. При исправности всех установленных блоков питания нагрузка между ними делится, когда один из БП выходит из строя нагрузка перераспределяется между оставшимися блоками питания. Такие блоки питания называются резервными или редундантными (redundant power supply). В большинстве конфигурации редундантные блоки питания можно заменить не выключая компьютер (Hot Swap, Hot Plug), так называемая «горячая замена», что нельзя сделать со стандартным БП.

Процессор (CPU)

CPU = Central Processing Unit

Процессор — программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших или сверхбольших интегральных схем.

Работа компьютеров, включая серверы, построена на одной или более микросхеме называемой процессор. Он считается мозгом компьютера, так как все действия, которые он выполняет, являются математическими расчетами и логическими сравнениями.

Главными характеристиками ЦПУ являются: тактовая частота, производительность, энергопотребление, нормы литографического процесса, используемого при производстве (для микропроцессоров) и архитектура