Температурите и мобилните компютри

Загряването, респективно охлаждането на преносимия компютър е един от въпросите, вълнуващи най-много днешните потребители. Това може би е и причината да получаваме купища въпроси от типа на “Каква е нормалната температура на един процесор”, “Струва ми се, че лаптопът ми е много топъл, така ли е и какво да правя?” и “Работи ли добре охлаждането ми?”. Би било много лесно да се даде конкретен отговор на всичко това, така че всичко изведнъж да се изясни на всеки. Всъщност отговорите на въпроси от този тип са много по-заплетени от колкото изглеждат и за намирането на тяхните решения се трудят хиляди учени в лаборатории по целия свят. За това пък ние решихме да ви разясним някои работи, като обясним основните неща, които трябва да знаете. Ще разиграем и няколко сценария, някои от които е възможно и никога да не ви се случат, но пък ще са ви интересни, а и е хубаво да сте подготвени.

Какво е температура?

За да започнем всичко отначало, ще кажем какво означава самата дума “температура”. Температура ( от латински – temperatura – правилно смесване, нормално състояние) е физична величина, характеризираща средната кинетична енергия на частиците от дадена макроскопична система, намираща се в състояние на термодинамично равновесие.
Основна мерна единица за температурата в SI (Le Système International d’Unités – Международна система единици) е Келвинът. Най-често срещаната и най-използваната обаче е тази на Андерс Целзий.

Компютърната система и температурите

Почти всички компоненти в една компютърна система отделят топлина при тяхната работа. Количеството генерирана топлина зависи от вида на интегралната схема, степента на интеграция, вида на полупроводниковите елементи при дискретната електроника (биполярният транзистор например се управлява с ток, а полевия транзистор се управлява с напрежение, при което втория тип отделя значително по-малко топлина), наличието на електродвигатели и тяхната ефективност, обороти на въртене и т.н. Топлината се отнема или през корпуса на съответния компонент чрез конвекция или посредством допълнителен радиатор, често пъти с принудително охлаждане от вентилатор, като в много случаи топлопреминаването между интегралната схема и радиатора се подпомага от топлопроводяща паста.

Тук идва и трудната част за производителите на мобилни компютри, защото както знаете, всеки предпочита ноутбуците с тънки корпуси, ниско тегло и удобни размери. Да, това несъмнено е така, но за да се намали дебелината на корпуса са нужни невероятно много тестове и изчисления, защото количеството отведена топлина зависи както от външната температура на въздуха, така и от компановката на отделните елементи и правилното изчисление на устройствата за охлаждане (това са радиаторите, вентилаторите и т.н.).

Нека се поставим на мястото на един компютърен инженер, чиято задача е да създаде “убиеца” на MacBook Air. Пред нас застава тежката задача да наредим много компоненти в малко място – какво ще направим? Това обаче е най-малкият ни проблем – ще ги наредим някак си, въпросът е как ще охлаждаме всичко това? Най-нормалното нещо, което можем да направим е да поставим процесора, а върху него и вентилатора му. Така обаче дебелината на машината ни ще стане доста солидна и от Apple ще ни подиграват, като поставят два или три Air-a на същото място. Другия проблем е, че този вентилатор ще извежда топлината в корпуса и ще загрява останалите части на лаптопа, които се нуждаят от точно обратното. Частично решение на задачата са топлинните тръбички, които ще извеждат топлия въздух в краищата на корпуса, където можем спокойно да поставим охлаждащи отвори. Този и още много хитри трикове са нужни, за правилната конструкция на един мобилен компютър, най-малкото защото процесорът, както казахме съвсем не е единственият отделящ топлина компонент. Ето защо компановката на компонентите е едно от най-сложните неща в производството на лаптопи.

Когато генерираната от компонентите температура стане равна на отнетата, настъпва температурно равновесие, при което равновесната температура в никакъв случай не трябва да надвишава максимално допустимата, а трябва да се движи в нормалния работен диапазон.

Чак сега можем да си отговорим точно и ясно на въпроса “Каква е нормалната температура на даден компонент?”.

Нормална температура е тази работна температура, при която се гарантира достатъчна дълговечност и надеждност на съответния компонент, при която той изпълнява планираното бързодействие и планираните часове работа.

Хубав пример за намаляване на дълговечността на централен процесор са показали колегите ни от Tomshardware, като отстраняват вентилатора му, по време на работа:

Температури за експлоатация

Температурите при които вашият мобилен компютър ще работи нормално са малко относителни, но въпреки това може да бъдат дадени приблизителни стойности, които е хубаво да имате в предвид. В сайта на Apple присъстват такива данни за MacBook и MacBook Pro сериите – температурният диапазон в който може да работите с мобилната си машина е 10 до 35 градуса по Целзий, а само за съхранение може да използвате места, където температурата е между -24 и 45 градуса. Ако спазвате тези наредби, вероятно няма да имате проблеми с температурата на компютъра си.

Конструктивното решение за охлаждането (дизайнът) на съответния елемент трябва да бъде организирано така, че при максималните температури, предвидени за експлоатация на системата (например 35 градуса, при MacBook), температурата на съответния компонент да се запази в нормалния диапазон. Следва да се отбележи, че различните компоненти реагират различно при повишаване на температурата над определена гранична стойност. В полимерите например, настъпват процеси на деструкция, при което химичният състав и съответно изолационните им свойства рязко се променят, което води до внезапен срив в работата на интегралната схема. По принцип най-много внимание обръщаме на състоянието на процесора и паметта, но не трябва да забравяме и захранването, в което има много дискретни елементи като например тиристори, диоди и електролитни кондензатори, като чувствителността на последните към повишени температури и пренапрежения са една от основните причини за сривовете в компютърната система. Тук следва да отбележи, че наличието на раздути електролитни кондензатори в импуслното захранване например в много случаи е достатъчен повод за незабавната му замяна с цел избягване на поражения от пренапрежение в останалите компоненти като дънната платка.

Доста топлина отделят и батериите, които в много случаи са правили големи проблеми и поразии в компютърните системи. Неправилното им управление и грешен температурен режим може да постави възможност за тяхното издуване или експлоадиране.

Допълнителни начини за охлаждане

Освен чрез вентилатори и радиатори, съществуват още някои начини за спомагане охлаждането на компютърната система. Пример за това е SpeedStep технологията на Intel или нейния еквивалент от AMD – PowerNow!.
Идеята тук е софтуерно динамично скалиране на честотата на централния процесор, според нуждите на използваните програми. Когато извършвате операция, която не се нуждае от много ресурси (сърфиране в Интернет, работа с офис програми), честотата на процесора може да бъде намалена с цел консумация на по-малко ток (респективно и по-дълъг живот на батерията) и излъчване на по-малко топлина.

Друг популярен начин, макар и не съвсем удобен е използването на охлаждаща подложка за ноутбук. Тя обаче трябва да бъде подбрана според съответния модел, за да може да има някаква полза от нея.

От прегряване може да се предпазите и по други начини – ако използвате машината в скута си и забележите, че лаптопът ви започва да загрява, преместете го върху бюро или друга твърда и равна повърхност – ще се охлажда по-добре и ще е по-здравословно за вас самите (особено ако сте мъж).
В доста модели лаптопи, има охлаждащи отвори на дъното на корпуса, което може да нагрее машината, ако бъдат закрити. За това не се препоръчва и поставянето й върху одеала, легла и т.н., освен ако не използвате подложка.

Хубаво ще е ако използвате компютъра си на места, където въздухът се сменя и става течение. Намаляването на температурата на заобикалящата го среда, намалява температурата и на мобилния компютър. Използването на машината в прекалено малки и затворени пространства може да увеличи шанса за прегряване и ще задържа високи оборотите на вентилаторите за по-дълго време. Избягвайте съхраняването на ноутбука по време на работата му на пряка слънчева светлина.

Добра идея е през няколко месеца, мобилния компютър профилактично да се прочиства, за да не се задържа прах и пречещи на нормалната работа елементи в него. Ако не сте наясно обаче с вътрешността на компютъра ви, по-добре е да не го разглобявате, а да оставите тази работа на професионалисти.

.

Как да разберем каква е моментната температура на основните компоненти?

Съществуват различни програми за индексиране на моментната температура на основните компоненти в компютъра. Една от тях е Everest (http://www.lavalys.com/products.php?lang=en&page=11). От меню Компютър -> Датчици, може да получите информация от температурните сензори в корпуса.

Заледен или много студен лаптоп

Вече научихме много начини за понижаване на температурата на мобилния ви компютър. Какво правим обаче ако случайно прекалите с охлаждането и лаптопът ви се заледи или пък сте решили да го вземете със себе си на зимното си пътешествие?

Първо искаме да ви предупредим никога да не оставяте машината си в багажника на колата, например, по време на студено време.
Ако все пак нещо такова се случи, занесете я на място със стайна температура. Преди включването му обаче, компютъра трябва да се темперира. Това означава изравняване на температурата на студения компютър с температурата на въздуха в помещението. Това се прави със следната цел – в околния въздух се съдържа вода. Количеството на водата във въздуха се нарича “влажност”. Колкото е по-топъл въздуха, толкова повече вода може да “поеме”. Когато в помещение с топъл въздух се внесе студен предмет, въздуха в близост до стените на предмета се охлажда и водата, която се съдържа в него се отделя, след което под формата на малки капчици се залепва за корпуса на устройството. Това е много добре, когато става въпрос за бирена бутилка и много неприятно, когато говорим за компонент под напрежение. От практически опит, за нашия климат времето за темпериране обикновено е от порядъка на два часа. Ако след това всичко вече изглежда наред, убедете се че дисплеят не е студен и може да включите ноутбука.

Да, знаем, че изискванията и съветите ни за съхраняването на мобилните машини станаха много, но ако искате да използвате дълго своят ноутбук, трябва да се грижите за него като за домашен любимец. Ако не сте в състояние да мислите до такава степен за техниката си, има и друго решение – някои фирми произвеждат специални серии лаптопи, издържащи на почти всичко, което сте в състояние да им направите – удари, прах, вода, работа при ниска температура, натиск и т.н. Една от най-известните от тях е Panasonic Toughbook.

Надявам се да съм бил максимално полезен за вас, а ако имате допълнителни въпроси и коментари, ще се постарая да отговоря на всички. С пожелания за дълга и безаварийна работа!
Поздрави от мен Симеон Николов и от целия екип на Laptop.bg!

Още по темата:

1. Нови видеа за почитателите на мобилните компютри (Видеоревю на Asus N10J)
   Използваме предпразничните седмици, за да покажем интересни модели, появили се на бял свят в последно време. В поредица от видеа се надяваме те да са...
2. Паметите DDR3 скоро и в мобилни компютри
   Intel ще даде тласък на процеса с обновяването на Santa Rosa Новите бързи памети DDR3, които едва сега прохождат в настолните РС, се очаква да...
3. HP разширява портфолиото си от бизнес мобилни компютри
   HP разшири портфолиото си от бизнес мобилни компютри, като представи шест нови модела, предлагащи по-богат избор и възможности за връзка на бизнес потребителите. Отличаващ се...