El componente que más potencia disipa y que, por tanto, necesita mejor
refrigeración es el microprocesador. Como ya adelanté en otra página,
el aumento de la frecuencia de funcionamiento y del número de núcleos
de los procesadores modernos conlleva un aumento de potencia y de calor
producido, agravado en los casos de aumento del voltaje que se les
suministra con fines de overcloking. Para conseguir evacuar una
cantidad tan grande de calor concentrado en un solo chip se utilizan
diversos métodos dependiendo de las necesidades de cada caso en
particular: refrigeración por aire, líquida, por cambio de fase... Por ahora me
ceñiré al sistema más utilizado, que es el de refrigeración por aire.
Disipadores
En
este sistema, que es el más sencillo y menos peligroso para la
integridad del ordenador y del usuario, se utilizan disipadores de
calor que pueden ser pasivos, compuestos por un bloque de cobre o
aluminio que debe estar en contacto con la superficie de la cápsula del
microprocesador para recibir el calor que éste produce y por unas
aletas que aumentan la superficie de contacto del disipador con el aire
y por lo tanto facilitan la transferencia del calor absorbido por el
disipador hacia el aire circundante.
Actualmente suelen colocarse en
contacto con el bloque macizo del disipador e incluso con la cápsula
del chip unos tubos (heat pipes) que contienen un líquido que se evapora a una
temperatura poco superior a la del ambiente y que al condensarse en la
proximidad de las aletas les transfiere rápidamente el calor que
absorbió al evaporarse cerca del chip.
Este tipo de radiador sin
ventilador es evidentemente totalmente silencioso, pero en ciertas
ocasiones, sobre todo en caso de overcloking, resulta inutilizable
porque se requerirían unas dimensiones excesivas de las aletas para
conseguir disipar la gran cantidad de calor producido en estos casos.
Cuando
se necesita aumentar la capacidad de evacuación de calor de un
disipador de tamaño relativamente pequeño, la solución más utilizada es
el acoplamiento de un ventilador que produzca una circulación de aire
por los espacios entre las aletas lo suficientemente rápida para
aumentar la transmisión de calor al aire del interior de la caja. A
mayor caudal de aire producido por el ventilador, mayor enfriamiento y
menor temperatura del microprocesador pero también mayor nivel de ruido
producido, por lo que en la práctica hay que buscar una solución de
compromiso entre tamaño del disipador y ruido producido por el
ventilador.
La magnitud que representa la capacidad de disipación de calor de un disipador es la
resistencia térmica, dato que pocos fabricantes hacen público, por ejemplo:
- Thermaltake,
para sus disipadores TMG i1 y TMG i2 declara una resistencia térmica de
0,16 ºC/W, para los TMG a1 y a2, de 0,17 ºC/W y para el TMG a3, de 0,25
ºC/W.
- Xigmatek, atribuye a su modelo Apache una resistencia de 0,23 ºC/W y al modelo HDT-D1284, de 0,14 ºC/W.
- SilverStone, modelo NT07 AM2, resistencia de 0,25 ºC/W.
- Zalman, para modelo 7000 B CU, resistencia 0,27 ºC/W y para CNPS 9500 AM2, 0,16 ºC/W.
- Coolbox CUF-715CA, resistencia 0,50 ºC/W.
- Spire CF450B0, 0,29 ºC/W.
Control de la velocidad del ventilador
Como
la potencia disipada por el microprocesador varía según las tareas que
realice en cada momento, una solución para disminuir el ruido que
produce el ventilador cuando el ordenador no realiza cálculos
intensivos es el control de la velocidad de giro del ventilador, que
puede realizarse bien variando la tensión de alimentación del mismo o
bien mediante el control PWM, que consiste en enviarle una señal de
control capaz de hacer variar su velocidad a través de un cable
colocado al efecto, con lo cual, los ventiladores que aceptan control
PWM disponen de cuatro cables: dos para su alimentación con corriente
continua, un tercero por el que emiten una señal tacométrica cuya
frecuencia depende de la velocidad de giro y el cuarto cable por el que
reciben la señal PWM de control de la velocidad de rotación.
La
velocidad de giro de los ventiladores que disponen de dos o tres cables
sólo puede reducirse intercalando entre el motor y la fuente de
alimentación un reostato o disminuyendo la tensión de alimentación
mediante un reductor de tensión electrónico. Algunas placas base
disponen de la circuitería apropiada para poder controlar la velocidad
de estos ventiladores mediante software.
La pasta termoconductora
En todos los sistemas de
refrigeración de microprocesadores la transmisión del calor desde la
cápsula del chip a la base plana del disipador se realiza por contacto
directo, por lo que cuanto más perfecto sea dicho contacto, mayor será
la transmisión de calor. Si las superficies de la cápsula y la base del
disipador estuvieran acabadas con un verdadero lapeado de alta
precisión, la transmisión de calor sería casi perfecta, pero como en la
práctica el acabado de esas superficies dista mucho de ser perfecto, se
utilizan pastas termoconductoras para rellenar los posibles huecos que
separan dichas superficies y mejorar de esta forma la transmisión del
calor. Si ambas superficies están suficientemente planas, aunque su
pulido no les dé brillo de espejo, cualquier pasta térmica conseguirá
una transmisión de calor suficientemente eficaz. Un procedimiento
fiable para comprobar la planitud de la cápsula y el disipador
realizable en cualquier casa puede efectuarse untando un cristal plano
con una finísima capa de pintura al óleo de color oscuro y frotando las
dos superficies sucesivamente sobre el cristal para que la pintura
señale los puntos de contacto entre cada superficie y el cristal. Si
aparecen puntos de contacto repartidos por toda la superficie, ésta
podría considerarse lo suficientemente plana. Si los puntos de contacto
señalados por la pintura ocupan sólo parte de alguna de las dos
superficies, habría que utilizar una pasta térmica de alta
conductividad térmica,
tal como las que incluyen polvo de plata en su composición. Si no se
consiguiera suficiente disipación de calor, el último recurso
consistiría en pulir la o las superficies que hubieran resultado ser
irregulares frotando las superficies sobre una lija de agua del grano
más fino mojada y apoyada sobre un cristal.
La calidad de una pasta térmica viene determinada fundamentalmente por:
- La estabilidad de su viscosidad ante aumentos de temperatura, que impedirá que fluya fuera de los huecos que rellena.
- La
estabilidad de su composición a lo largo del tiempo de utilización, que
evitará que se solidifique en forma pulverulenta disminuyendo su
conductividad térmica.
- Y, sobre todo, por su capacidad de
transmitir el calor entre las superficies en contacto con ella, que
viene dada por la conductividad térmica.
No todos los fabricantes publican el dato de la conductividad térmica de sus pastas, entre ellos:
Fabricante
|
Tipo |
Conductividad |
| Akasa |
AK-455-5G |
2,4 W/mK |
| Antec |
Thermal Grease |
>0,05 °C/W
(resistencia térmica)
|
| Antec |
Formula 5 STC |
> 350 000 W/m°C |
| Arctic Silver |
Arctic Silver 5 |
(para una capa de 0,001")
|
| Arctic Silver |
Céramique |
(en capa de 0,001")
|
| Arctic Silver |
Arctic Alumina |
> 4,0 W/mK |
| Cooler Master |
Thermal Grace HTK-002 |
0,8 W/m °C |
| Cooler Master |
Thermal Grace PTK-002 |
> 4,5 W/mK |
| Cooler Master |
High Performance |
0,8 W/m ºC |
| OCZ |
Freeze |
4,5 W/mK |
| Tuniq |
TX-2 |
> 4,5 W/mK |
| Zalman |
ZM-STG1 |
4 W/mK |
| Zalman |
ZM-TG2 |
1,2 W/mK |
| Zalman |
CSL 850 |
1,2 W/mK
|
