Refrigeración de microprocesadores

Mantenimiento de sistemas de refrigeración por aire de microprocesadores de

ordenadores tipo PC

Refrigeración del microprocesador

Sistemas de refrigeraciónDisipadoresControl de la velocidad del ventiladorLa pasta termoconductora

Sistemas de refrigeraciónEl 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 overclocking. 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.

DisipadoresLos disipadores de calor pueden ser pasivos, compuestos por un bloque de cobre o aluminio en contacto con 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. Este tipo de radiador sin ventilador es totalmente silencioso, pero en ciertas ocasiones, resulta inutilizable porque se requerirían unas dimensiones excesivas de las aletas para conseguir disipar la gran cantidad de calor producido.

Cuando se necesita aumentar la capacidad de evacuación de calor de un disipador, 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 como para aumentar la transmisión de calor al aire. A mayor caudal de aire producido por el ventilador, 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.

El zócalo del microprocesadorAl elegir el disipador para un microprocesador, hay que tener en cuenta que el tipo de anclaje del disipador a la placa base depende del zócalo del microprocesador, de los que existen varios tipos actualmente, como:

•El socket 775 que utilizan los Pentium 4.

•Los socket 754, 939, 940 y AM2 que emplean los Athlon 64.

•El socket 771 que usan los Xeon.

•Los socket F y M2 para los Opteron.

•El socket S1 de los Athlon 64 Mobile.

•El PAC418 de los Itanium.

•El PAC611 de los Itanium 2.

Control de la velocidad del ventilador

Como la potencia disipada por el microprocesador varía según las tareas que realiza, puede reducirse el ruido que produce el ventilador cuando el ordenador no realiza cálculos intensivos disminuyendo la velocidad de giro del ventilador, lo que puede conseguirse variando la tensión de alimentación o 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 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 termoconductoraLa transmisión del calor desde la cápsula del microprocesador a la base 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 fueran perfectamente planas, 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.

Más información

Puede encontrarse información más amplia sobre este tema en:

http://mto-hard.info