Sursa de alimentare si carcasa calculatorului

Sursa de alimentare si carcasa

Sursa de alimentare este o componenta critica a calculatorului, deoarece furnizeaza energia electrica tuturor componentelor sistemului care au nevoie de aceasta, fiind si una din componentele cu cea mai mare tendinta de defectare din orice sistem de calcul, putand deteriora celelalte componente din calculator prin furnizarea unei tensiuni incorecte sau oscilante.

Functia de baza a sursei de alimentare este aceea de a converti tensiunea alternativa de 220V si 50 Hz in tensiune continua de +3,3V, +5V si +12V.

De obicei, compo­nentele si circuitele electronice digitale din sistem (placa de baza, placile adaptoare si placile logice ale unitatilor de disc) utilizeaza tensiunea de +3,3V sau +5V, iar motoa­rele unitatilor de disc si ale tuturor ventilatoarelor, tensiunea de + 12V. Pentru ca sis­temul sa poata functiona corect, sursa de alimentare trebuie sa furnizeze o tensiune continua de buna calitate si constanta.

In afara de asigurarea energiei electrice pentru sistem, sursa de alimentare este cea care face ca sistemul sa nu functioneze decat atunci cand energia electrica este suficienta pentru functionarea corecta. Cu alte cuvinte, sursa de alimentare impiedica pornirea sau functionarea calculatorului pana cand sunt prezente toate nivelurile corecte de tensiune.

Orice sursa de alimentare efectueaza unele verificari interne inainte de a permite ca sistemul sa functioneze. Daca verificarile se incheie cu succes, sursa de alimentare trimite catre placa de baza un semnal special numit Power_Good.

Daca acest semnal nu este prezent in mod continuu, calculatorul nu functioneaza. De aceea, daca tensiunea alternativa scade, iar sursa de alimentare devine supraincarcata sau supraincalzita, semnalul Power_Good scade si face ca sistemul sa se reinitializeze sau sa se opreasca de tot.

Un sistem care pare 'mort', in timp ce comutatorul de pornire este deschis si ventilatorul si hard-discul functioneaza, nu are semnalul Power_Good.

Calculatorul nu functioneaza daca tensiunea devine scazuta sau sursa de alimentare devine supraincarcata sau supraincalzita, facand ca tensiunea de iesire sa oscileze.

Putem chiar folosi caracteristica Power_ Good ca o metoda pentru proiectarea si implementarea unui comutator de resetare pentru calculator.

Conductorul Power_Good este legat la circuitul generatorului de tact care controleaza circuitele de tact si de resetare pentru microprocesor.

Daca punem la masa conductorul Power_Good cu un comutator, cipul si circuitele asociate opresc pro­cesorul. Aceasta se face prin anularea semnalului de ceas si prin reinitializarea procesorului la reaparitia semnalului Power_Good, cand se elibereaza comutatorul.

Urmarea o constituie o reini­tializare hard completa a sistemului.

Sistemele cu placi de baza care au forme constructive mai noi, cum sunt ATX si LPX, sunt prevazute cu un alt semnal special, numit PS_ON, care poate fi utilizat pentru a opri alimentarea (si deci sistemul) prin intermediul softului.

Caracteristica PS_ON este mai evidenta in cazul utilizarii combinate cu un sistem de operare care admite standardul Advanced Power Management (APM), cum este Windows 9x. Daca alegem optiunea Shut Down the Computer din meniul Start, alimentarea se opreste prin intermediul softului - deci Windows opreste calculatorul complet, in mod automat, dupa ce incheie secventa de oprire a sistemului de operare.

Un sistem care nu are aceasta caracteristica nu face decat sa afiseze un mesaj care arata ca oprirea calculatorului se poate face in conditii de siguranta.

1. Forme constructive de surse de alimentare

Din punct de vedere tehnic, sursa de alimentare din calculator poate fi definita ca o sursa de alimentare cu tensiune constanta, cu conversiune in semipunte si in comutare.

Tensiune constanta inseamna ca sursa de alimentare furnizeaza aceeasi tensiune componentelor interne ale calculatorului, indiferent care este tensiunea alternativa de alimentare a sursei sau capacitatea (puterea) sursei.

Conversiune in semipunte se refera la conceptia de comutare a sursei si la tehnica de reglare a puterii. Acest tip de sursa de alimentare este cunoscut uneori sub denumirea de sursa in comutare. In comparatie cu alte tipuri de surse de alimentare, aceasta conceptie asigura alimentare electrica eficienta si genereaza o cantitate minima de caldura. De asemenea, ea metine dimensiunile si pretul la un nivel redus.

Exista in mod curent opt forme constructive de surse de alimentare, care pot fi numite standard industrial:

PC/XT LPX

AT/Desk          ATX

AT/Tower NLX

Baby AT SFX

In prezent, calculatoarele noi existente pe piata folosesc surse de alimentare ATX sau Mini. Formele constructive precedente sunt in mare masura depasite, iar formele NLX si SFX abia incep sa fie folosite in noile sisteme.

2. Forma ATX

Unul din standardele mai noi existente in prezent in industrie este forma constructiva ATX (fig. 1). Specificatia ATX, defineste o noua forma a placii de baza, precum si o noua forma constructiva a carcasei si a sursei de alimentare. Sursa de alimentare ATX este bazata pe modelul LPX, dar prezinta diferente notabile.

Fig. 1

Una din diferente consta in faptul ca specificatia ATX a cerut pentru prima data ca ventilatorul sa fie montat pe fata laterala a sursei, in interiorul carcasei, de unde sufla aerul transversal pe placa de baza si il aspira din exteriorul carcasei, prin partea posterioara.

Acest flux de aer se deplaseaza in sens opus fata de cel creat de majoritatea surselor standard, care refuleaza aerul in exterior prin partea posterioara, printr-un gol in carcasa in care patrunde ventilatorul.

Racirea cu flux invers de aer asigurata de conceptia ATX impinge aerul peste componentele cele mai calde de pe placa, cum sunt procesorul, modulele de memorie si conectoarele de extensie, care sunt amplasate astfel incat sa obtina un avantaj maxim din partea fluxului de aer. Deoarece procesoarele mai noi genereaza din ce in ce mai multa caldura, capacitatea de racire a fluxului de aer devine critica.

Utilizarea unui sistem cu un ventilator de evacuare pe sursa de alimentare si un ventilator de buna calitate pentru racirea procesorului, este cea mai buna solutie.

3. Conectoarele surselor de alimentare

Tabelul 1 prezinta lista pinilor pentru majoritatea sistemelor LPX, Baby AT,

standard AT si compatibile PC/XT. Cele doua conectoare cu 6 pini (P8 si P9) leaga sursa de alimentare cu placa de baza, in timp ce P10-P13 sunt conectoare identice, cu cate patru pini, care se utilizeaza pentru alimentarea perifericelor interne, cum sunt unitatile de hard-disc si de discheta.

Tabelul 1

Sursa de alimentare ATX utilizeaza un conector cu cheie cu 20 de pini, avand configuratia prezentata in tabelu1 2.

Tabelul 2

4. Conectorul de alimentare ATX optional

In plus fata de conectorul principal de alimentare cu 20 de pini, specificatia ATX defineste un conector optional cu 6 pini (2 siruri de cate 3 pini) care furnizeaza semnalele indicate in tabelu1 3. Calculatorul poate utiliza aceste senmale pentru monitorizarea si comanda ventilatorului de racire, pentru monitorizarea semnalului de +3,3 V catre placa de baza si pentru a asigura, alimentarea si legarea la masa a dispozitivelor care sunt conforme cu standardul IEEE 1394 (FireWire).

Tabelul 3

LUCRARE: Modelarea sistemelor LUCRARE: Proiect atestat tehnician mecatronist - microprocesoare- evolutii si tipuri

Semnalul FanM permite sistemului de operare monitorizarea starii de functionare a ventilatorului de racire, putand opri sistemul atunci cand ventilatorul se defecteaza.

Un sistem de operare poate utiliza semnalul FanC cu tensiuni variabile pentru a camanda functionarea ventilatorului sursei de alimentare, trecandu-l intr-o stare de putere redusa sau oprindu-l complet cand sistemul este in starea sleep sau standby.

Standardul ATX prevede ca o tensiune de +1V sau mai scazuta arata ca ventilatorul este oprit, in timp ce o tensiune de +10,5V sau mai ridicata comanda functionarea ventilatorului la viteza normala.

Proiectantul sistemului poate defini tensiuni intermediare pentru functionarea ventilatoarelor cu viteza variabila la diferite niveluri.

Daca sursa de alimentare nu este prevazuta cu un circuit pentru un ventilator cu viteza variabila, orice tensiune mai mare decat +1V a semnalului FanC este interpretata ca o comanda pentru functionarea ventilatorului la viteza normala (si unica).

5. Conectoarele pentru intreruptorul principal

Toate sursele de alimentare ATX si ulterioare care utilizeaza conectorul cu 20 de pini pentru placa de baza folosesc semnalul PS_ON pentru punerea sub tensiune a sistemului. Ca urmare, intreruptorul la distanta nu comanda fizic conectarea sursei de alimentare la reteaua de curent alternativ, ca la sursele de tip mai vechi.

In loc de aceasta, starea conectat-deconectat a sursei este comutata printr-un semnal PS_ON primit pe pinul 14 al conectorului ATX. Semnalul PS_ON poate fi generat fizic, prin intreruptorul de retea al calculatorului, sau electronic, prin sistemul de operare. Semnalul PS_ON este un semnal activ pe zero, ceea ce inseamna ca toate semnalele c.c. generate de sursa de alimentare sunt dezactivate cand semnalul PS_ON este mentinut la valoarea superioara, cu exceptia semnalului +5VSB (standby) la pinul 9, care este activ tot timpu1 cat sursa de alimentare este legata 1a o sursa de curent alternativ. Semnalu1 +5VSB furnizeaza alimentarea pentru intreruptorul de pe carcasa in timp ce calculatoru1 este oprit. Astfel, intreruptoru1 la distanta intr-un sistem tip ATX (care include cele mai multe sisteme NLX si SFX) se afla sub o tensiune de numai +5 V c.c., in locu1 curentului alternaliv de 1a retea.

6. Semnalul Power_Good (denumit uneori Power_OK sau POK) este un semnal de +5 V (variatiile intre +3,0 si +6,0 V fiind considerate, in general, ca fiind acceptabile) generat in sursa de alimentare dupa ce aceasta a trecut autotestele sale interne, iar iesirile s-au stabilizat.

In mod normal, aceasta se intampla intre 0,1 si 0,5 secunde de la momentul actionarii intreruptorului de alimentare. Sursa de alimentare trimite semnalul la placa de baza, unde semnalul este primit de cipul de sincronizare a procesorului, care comanda traseul de resetare a procesorului.

In lipsa semnalului Power_Good, cipul de sincronizare reseteaza continuu procesorul, ceea ce impiedica functionarea sistemului in conditii de tensiune necorespunzatoare sau instabila.

Cand cipul de sincronizare primeste semnalul Power_Good, el inceteaza sa reseteze procesorul. Daca sursa de alimentare nu poate mentine o tensiune corespunzatoare de ieisre (de exemplu daca apare o scadere a tensiunii retelei), semnalul Power_Good dispare, iar procesorul este resetat in mod automat.

Cand tensiunea furnizata revine la nivelurile corespunzatoare, sursa de alimentare furnizeaza din nou semnalul Power_Good, iar sistemul incepe din nou sa functioneze (ca si cum ar fi fost pus sub tensiune in acel moment).

Prin anularea semnalului Power_Good, sistemul nu 'vede' niciodata alimentarea necorespunzatoare, deoarece este 'oprit' rapid (resetat) in loc de a i se permite sa foloseasca niveluri de tensiune de alimentare necorespunzatoare sau instabile, care pot provoca erori de paritate si alte probleme.

O sursa de alimentare bine proiectata intarzie aparitia semnalului Power_Good pana cand toate tensiunile sursei de alimentare se stabilizeaza, dupa punerea sub tensiune a sistemului.

Sursele de alimentare prost proiectate, care se gasesc in multe sisteme ieftine, adeseori nu intarzie in mod corespunzator semnalul Power_Good si permit procesoru­lui sa porneasca prea devreme (intarzierea normala a semnalului Power_Good este de 0,1- 0,5 secunde).

Sincronizarea necorespunzatoare a semnalului Power_Good provoaca, de asemenea, coruperea memoriei CMOS  in unele sisteme.

Daca constatam ca un sistem refuza in mod constant sa porneasca in mod corespunzator la prima punere sub tensiune, dar apoi porneste la apasarea butonului Reset sau la comanda Ctrl+Alt+Del, este probabil ca avem o problema de sincronizare a semnalului Power_Good. Trebuie sa instalam o noua sursa de alimentare, de inalta calitate si sa vedem daca aceasta rezolva problema.

7. Incarcarea sursei de alimentare

Sursele de alimentare pentru calculatoare sunt in comutatie si nu de tip liniar.

Sursele de alimentare in comutatie utilizeaza un circuit oscilant de inalta frecventa pentru a genera diferite tensiuni de iesire. Aceste surse sunt foarte eficiente in ceea ce priveste dimensiunile, greutatea si energia, in comparatie cu tipul liniar standard, care foloseste un transformator intern mare pentru a genera diferitele tensiuni de iesire. Acest model cu transformator este ineficient cel putin din trei puncte de vedere. In primul rand, tensiunea de iesire a transformatorului urmareste liniar tensiunea de intrare (de unde si denumirea 'liniar'), astfel incat orice f1uctuatie a tensiunii alternative a retelei care alimenteaza sistemul poate provoca probleme la iesire.

In al doilea rand, cererea ridicata de curent a unui sistem PC necesita infasurari voluminoase in transformator. In al treilea rand, frecventa de 50 sau 60 Hz a retelei de curent alternativ este dificil de eliminat prin filtrare in interiorul sursei de alimentare, necesitand condensatoare de filtrare mari si costisitoare.

Sursele de alimentare cu comutare folosesc un circuit de comutare care intrerupe curen­tul de alimentare cu o frecventa relativ ridicata. Aceasta permite utilizarea transforma­toarelor de inalta frecventa, care sunt mult mai usoare.

De asemenea, frecventa inalta poate fi eliminata la iesire, prin filtrare, mult mai usor si mai ieftin, iar tensiunea de intrare poate varia in limite largi.

Pentru reteaua de 110V, tensiunile de intrare de la 90 la 135 V produc inca tensiuni de iesire corespunzatoare, iar multe surse cu comutare se pot regla automat pana la 220 V.

Una din caracteristicile tuturor surselor de alimentare de tipul cu comutare este aceea ca ele nu functioneaza fara o sarcina. Aceasta inseamna ca, pentru a functiona sursa trebuie sa fie conectata la un consumator de energie. Daca aveti sursa de alimentare pe o masa fara a fi legata la nici un consumator, sursa se va arde sau va fi blocata de circuitele sale de protectie.

Majoritatea surselor de alimentare sunt protejate impotriva functionarii in gol si se deconecteaza automat. Totusi, unele din sursele clonate, ieftine, nu sunt prevazute cu circuitul si releul de protectie. Acestea se distrug dupa cateva secunde de functionare in gol.

Unele surse de alimentare sunt prevazute cu rezistente de sarcina incorporate, astfel incat pot functiona chiar daca nu sunt legate la o sarcina normala.

Conform specificatiilor firmei IBM pentru sursa de alimentare standard de 192W utilizata in calculatorul AT original, era necesara o sarcina minima de 7,0A la +5V si o sarcina minima de 2,5A la +12V pentru ca sursa sa functioneze corect.

Deoarece unitatile de discheta nu reprezinta o sarcina la + 12V decat daca sunt in miscare, adeseori sistemele fara o unitate de hard-disc nu functioneaza corect.

Unele surse de alimentare au o sarcina minima impusa atat pentru tensiunea de +5V, cat si pentru cea de +12V. Daca nu asiguram aceste sarcini minime, sursa se deconecteaza.

Cele mai multe surse de alimentare utilizate in prezent nu necesita sarcini atat de mari, in cele mai multe cazuri, o sarcina minima de 0÷0,3 A la +3,3 V, 2,0÷4,0 A la +5V si 0,5÷1,0A la + 12V este considerata acceptabila. Cele mai multe placi de baza absorb ele insele, cu usurinta, curentul minim la +5V.

VentiIatorul de racire a sursei de alimentare standard absoarbe numai 0,5÷0,25A, astfel incat sarcina minima la + 12V poate ramane in continuare o problema pentru o statie de lucru fara unitati de disc. In general, cu cat puterea nominala a unei surse de alimentare este mai mare, cu atat creste si sarcina minima necesara.

Unele surse de alimentare de inalta calitate sunt prevazute cu rezistente de sarcina incor­porate si pot functiona fara un consumator extern.

Daca vrem sa incercam pe banc o sursa de alimentare, trebuie sa conectam cate o sarcina la fiecare iesire de tensiune pozitiva a sursei.

Acesta este unul din motivele pentru care este mai bine sa incercam sursa de alimentare instalata in sistem, decat sa o incercam separat pe banc.

Pentru incercari pe banc in conditii improvizate, putem utiliza o placa de baza si o unitate de hard-disc de rezerva pentru incarcarea iesirilor.

8. Caracteristicile nominale ale surselor de alimentare

Caracteristicile de intrare ale surselor de alimentare sunt prezentate sub forma de tensiuni, iar cele de iesire, sub forma de intensitati la nivelurile respective de tensiune. Firma IBM comunica nivelul de putere la iesire ca 'putere de iesire specificata' (specified output wattage).

Daca producatorul nu indica puterea totala, putem transforma intensitatile (amperi) in puteri (wati) folosind urmatoarea formula simpla:

Puterea (W) = tensiunea (V) x intensitatea (A)

Prin inmultirea tensiunii cu intensitatea disponibila la fiecare iesire si adunarea rezultatelor, putem calcula puterea totala in wati a sursei de alimentare.

Tabelul 4 prezinta caracteristicile nominale de iesire la fiecare nivel de tensiune pentru sursele de alimentare ATX cu diferite valori nominale de iesire specificate de producatori.

Tabelul 4

Cele mai multe surse de alimentare pentru PC sunt considerate a fi universale, intrucat pot functiona si la tensiunea de 220V/50Hz, folosita in Europa si in alte zone geografice si pot comuta de la 110V la 220V in mod automat, sau necesita actionarea unui comutator din partea posterioara a sursei de alimentare pentru a indica tipul tensiunii de alimentare.

Daca conectam sursa de alimentare la o priza de 110V in timp ce ea este setata pentru tensiunea de 220V, nu vor avea loc avarii, dar sursa de alimentare nu va functiona corect pana cand setarea nu va fi corecta. Pe de alta parte, daca conectam sursa de alimentare la o priza de 220V si avem comutatorul in pozitia de 110V, putem provoca pagube.

De asemenea, sursele de alimentare de inalta calitate contribuie la protectia sistemelor de calcul si nu se vor defecta daca:

• Tensiunea scade 100% pe orice durata si de orice tip;
• Daca apare un varf de tensiune de 2500V aplicat direct la intrarea c.a.

Domeniul tensiunilor de intrare (sau domeniul de functionare) este domeniul de tensiuni pe care sursa de alimentare este prevazuta sa il accepte de la sursa de curent alternativ.

Pentru tensiunea de 110V.c.a., un domeniu al tensiunilor de intrare de la 90V la 135V este obisnuit, iar pentru tensiunea de 220V, un domeniu al tensiunilor de intrare de la 180V la 270V este tipic.

Curentul de varf la pornire este curentul maxim absorbit de sursa de alimentare la un moment dat, imediat dupa punerea sub tensiune, exprimat in amperi la o anumita tensiune. Cu cat acest curent este mai redus, cu atat socul termic suferit de sistem este mai redus.

Timpul de mentinere este durata de timp (in milisecunde) in care tensiunea de iesire a unei surse de alimentare ramane in domeniul specificat de tensiuni dupa caderea tensiunii de intrare. Pentru sursele de alimentare actuale, valorile intre 15 si 25 milisecunde sunt obisnuite.

Raspunsul in regim tranzitoriu este durata de timp (in microsecunde) necesara unei surse de alimentare pentru ca tensiunile de iesire sa revina in limitele specificate, dupa o variatie brusca a curentului de iesire. Cu alte cuvinte, este timpul necesar pentru ca nivelurile tensiunilor de iesire sa se stabilizeze dupa ce un dispozitiv din sistem incepe sau inceteaza sa absoarba curent. Sursele de alimentare esantioneaza curentul consumat de calculator la intervale regulate.

Daca un dispozitiv inceteaza sa mai absoarba curent in timpul unuia dintre aceste intervale (de exemplu daca o unitate de discheta se opreste din rotire), sursa de alimentare poate furniza o tensiune prea ridicata la iesire pentru un timp scurt.

Aceasta tensiune in exces se numeste supratensiune, iar raspunsul in regim tranzitoriu este timpul necesar pentru ca tensiunea sa revina la nivelul specificat.

Protectia la supratensiune. Sunt punctele de declansare pentru fiecare iesire, la care sursa de alimentare anuleaza sau suprima semnalul pentru acea iesire.

Valorile pot fi exprimate procentual (de exemplu, 120% pentru +3,3 si +5 V) sau ca valori absolute ale tensiunilor (de exemplu, +4,6V pentru tensiunea de iesire de 3,3 V si 7,0 V pentru tensiunea de iesire de +5 V).

Curentul maxim de incarcare este curentul maxim (in amperi) care poate fi furnizat in conditii de siguranta printr-o anumita iesire. Valorile sunt exprimate ca intensitati individuale pentru fiecare tensiune de iesire.

Avand aceste valori, putem calcula nu nurnai puterea totala pe care sursa o poate furniza, dar si numarul de dispozitive care poate fi admis pentru a utiliza fiecare tensiune in parte.

Curentul minim de incarcare este curentul minim (in amperi) care trebuie sa fie absorbit de la o anumita iesire pentru ca acea iesire sa functioneze.

Daca curentul absorbit de la o anumita iesire scade sub un minim, sursa de alimentare poate fi deteriorata sau se poate deconecta automat.

Reglajul in sarcina (sau reglajul tensiunii sub sarcina).

Cand curentul absorbit de la o anumita iesire creste sau descreste, tensiunea are de asemenea unele variatii usoare, de obicei crescand cand creste curentul.

Reglarea sub sarcina este variatia de tensiune pentru o anumita iesire, atunci cand aceasta trece de la sarcina sa minima la cea maxima (sau invers).

Valorile, exprimate sub forma unui procentaj, au marimi tipice de la 1% la 5% pentru iesirile de +3,33, +5 si + 12 V.

Reglajul pe retea este variatia tensiunii de iesire in cazul variatiei tensiunii de intrare in c.a. de la valoarea minima la cea maxima a domeniului de intrare.

O sursa de alimentare trebuie sa fie in masura sa accepte orice tensiune c.a. in domeniul sau de intrare, cu o variatie a tensiunii de iesire de 1 % sau mai mica.

Randamentul este raportul dintre puterea la iesire si puterea consumata la intrare, exprimat in procente. Valorile de 65-85% sunt obisnuite in prezent pentru sursele de alimentare.

Diferenta de 15-35% fata de puterea consumata la intrare este transformata in caldura in procesul de conversiune c.a./c.c. Desi un randament mai bun inseamna o cantitate mai mica de caldura degajata in calculator (intotdeauna de preferat), el nu trebuie exagerat in defavoarea preciziei care este exprimata in parametrii de reglaj sub sarcina si in alti parametri ai sursei de alimentare.

Zgomotul. Tensiunea medie a efectelor tuturor componentelor de curent alternativ, masurata in volti, varf-la-varf (RMS), pentru fiecare tensiune de iesire.

Efectele pot fi provocate de fenomenele tranzitorii la comutarea interna, de patrunderea frecventei tensiunii de alimentare prin redresor si de alte zgomote aleatorii. 

Solutii de racire pentru carcase

Primele metode de racire aparute se rezumau la un simplu ventilator pentru intregul sistem, sustinut de radiatoare pentru componentele care necesitau o temperatura de functionare scazuta.

Majoritatea carcaselor nu dispun de sisteme de racire aditionale fata de standardul impus pe piata, care este caracterizat doar de un ventilator necesar racirii sursei de alimentare. Ventilatorul se instaleaza direct pe partea frontala a carcasei, imediat dupa masca de plastic, sau in spatele acesteia sub sursa de alimentare.

Alimentarea la tensiune se face de la sursa interna, cu un conector de 5 V, sau cu unul de 12 V, in functie de tensiunea ceruta de fabricant. Un aspect foarte important este reprezentat de pozitionarea fluxului de aer generat de ventilator.

Se va urmari generarea unui flux de aer care sa traverseze interiorul carcasei si nu a unuia stationar. Pentru aceasta, pe una dintre fetele carcasei se va monta un ventilator care va introduce aer, iar pe cealalta fata unul care va scoate aer.

Trebuie precizat faptul ca la ora actuala s-a renuntat la vechile sisteme de rotire bazate pe lagare de alunecare, locul acestora fiind luat de rulmentii cu bile.

Solutii de racire pentru componente

Modul clasic de racire a unui procesor este caracterizat de folosirea unui radiator si a unui ventilator pozitionat langa acesta care sa genereze un flux de aer directionat in asa fel incat sa indeparteze cat mai eficient volumul de aer cald acumulat langa procesor.

Radiatorul face contact direct cu procesorul, designul acestuia urmarind disiparea caldurii cu ajutorul mai multor lamele construite din cupru sau aluminiu.

Aluminiul este un conductor de caldura mai slab decat cuprul, de aceea este de preferat ca, la alegerea unui cooler, acesta sa fie facut dintr-un material termoconductor mai bun.

Pe piata sunt disponibile trei modele de astfel de radiatoare: Cu-based (fabricate integral din cupru), Al-based (fabricate integral din aluminiu) si hibride (fabricate din aluminiu + cupru). Modelul din urma are o insertie de cupru: radiatorul are ca baza o structura de cupru care este invelita in aluminiu si o pastila de cupru, care face contactul termic dintre procesor si radiator, restul radiatorului fiind fabricat din aluminiu.

Ca performante, modelul bazat pe cupru da cele mai scazute valori ale temperaturii. La polul opus se afla modelul bazat pe aluminiu.

Temperatura procesorului este influentata in mare masura de tensiunea de alimentare, cu care este, in relatie direct proportionala. De exemplu, Athlon XP 1600+ (1.400 MHz), la tensiunea standard de 1,75 V, ajunge in majoritatea cazurilor la valoarea de aproximativ 41-42^oC, iar cu tensiunea scazuta la 1,45 V (cea mai mica tensiune la care procesorul este inca stabil) ajunge la 35^oC.

Pasta termoconductoare poate fi de doua feluri: pasta siliconata si pasta bazata pe nitrat de argint. Ca performante, pasta siliconata este inferioara celei cu nitrat de argint. Utilizarea unui astfel de mediu termoconductor poate aduce o scadere a temperaturii cu pana la 15^oC a procesorului fata de o functionare clasica.

Alte doua metode neconventionale de racire a CPU sunt cele bazate pe azot lichid sau apa. Fluidul este pompat cu ajutorul unei pompe dintr-un rezervor unde acesta a fost in prealabil racit, prin conducte, in interiorul unei carcase de cupru situate pe procesor. Performantele pe care un asemenea sistem de racire le poate atinge sunt extreme. O solutie bazata pe acest lichid realizeaza o temperatura pe procesor de -200^oC.

In acest caz, echipamentele necesare sunt extrem de scumpe, lucru care face ca racirea cu apa sa fie preferata fata de una bazata pe azot lichid.

Modul de prindere este cu totul diferit de cel clasic si variaza de la sistem la sistem. Clemele de presiune au fost inlocuite cu suruburi pentru o prindere mai buna si o etansare cat mai atenta, scurgerea lichidului putand fi fatala pentru componente.

Sistemele sunt foarte incomode, ocupa spatiu foarte util in interiorul carcasei, deranjand in cazul unei eventuale adaugari de periferice.

Pentru placile video, caracteristica temperatura-mod de functionare este la fel de importanta ca si la microprocesoare. Sistemele de racire folosite au devenit tot mai complexe, dar s-au limitat momentan la folosirea aerului ca factor principal de intrebuintare. Modelele de GPU cu performante slabe nu necesita decat un simplu radiator pentru a-si mentine o temperatura de functionare adecvata, pe cand produsele de top ale fabricantilor combina toate metodele de racire cu aer.

Toate carcasele care dispun de sisteme de racire beneficiaza de dispozitive de monitorizare si control al temperaturii in diferite locatii ale computerului.

Metodele clasice sunt reprezentate de o afisare a temperaturii procesorului si a aerului din interiorul carcasei. Numarul elementelor de control si supraveghere a temperaturii creste in functie de complexitatea pe care fabricantul o doreste.

Se poate ajunge si la montarea de potentiometre de control al turatiilor pentru toate ventilatoarele computerului, fiecare dintre ele avand afisat numarul de rotatii pe minut la care functioneaza in momentul respectiv.

Sistemele de racire bazate pe apa sau freon sunt mai putin sofisticate pentru utilizator si nu prezinta atat de multe elemente aditionale de monitorizare.

Performantele lor sunt cu mult superioare solutiilor de racire cu aer.

Dioda termala reprezinta o masura de siguranta de baza la momentul actual.

Principiul de functionare al acesteia este destul de simplu: in cazul in care temperatura procesorului depaseste o anumita limita, aceasta intrerupe alimentarea cu curent a acestuia.

Exista diferente de temperatura reala sau masurata intre procesoare instalate pe mai multe placi de baza. Astfel, o placa de baza poate sa incalzeasca mai mult un procesor, in special din cauza tensiunii care, chiar daca este setata la o anumita valoare, poate sa nu fie fixa. De asemenea, temperatura raportata difera de la o placa la alta, in functie in special de tipul senzorului care o citeste.

Astfel, cel mai exact senzor este cel incorporat in procesor (valabil doar la Athlon XP si Duron Morgan) urmat de senzorul de tip lamela (intalnit de obicei la Soltek, MSI si Gigabyte) care masoara temperatura componentei cu care vine in contact, si cel in forma de bulb, care masoara temperatura aerului din jurul lui.

Mai exista un tip de senzor destul de rar, intalnit in special pe placile ieftine, care este lipit pe placa si indica o temperatura cu mult mai mica decat cea reala.

Procesoarele moderne ajung chiar la consumuri de 75 Watt. Pentru a putea asigura functionarea corecta a procesorului si chiar supravietuirea lui trebuie sa i se asigure racirea necesara. In mod normal, temperatura optima de functionare ar trebui sa fie in jur de 40^oC, dar se pot atinge si temperaturi de 70 ^oC.

Cu cat procesorul este tinut la o temperatura de functionare mai mica, cu atat speranta lui de viata este mai mare.