Hladnjaci

1.    UVOD

Potrebno je vratiti se dosta u povijest kako bi se sjetili da procesori nekada nisu trebali hladnjake kako bi radili. Prvi Pentium procesori već su proizvodili određenu količinu topline ali specifikacije su dozvoljavale rad bez hladnjaka. Nakon toga procesori su zahtijevali barem pasivni hladnjak kako bi radili bez problema. Ipak, u posljednjih nekoliko godina postalo je nužno da procesori zahtijevaju hladnjak i ventilator za ispravan rad.
Razlog je vrlo jednostavan, visoke frekvencije današnjih procesora koje se mjere u GigaHertzima dovode do visokog trošenja energije u obliku topline od 50 do 80 W. Kako bi se ta velika količina topline adekvatno odvela s procesora potreban je odgovarajući hladnjak koji će biti tijesno povezan s procesorom. To znači da mora čvrsto nalijegati na površinu procesora kako bi se prijenos topline efikasno izvršio. Ako taj kontakt nije dobar, prijenos topline nije efikasan i procesor će se početi pregrijavati.
U daljnjem tekstu opisat ću kako hladnjaci funkcioniraju i opisati nekoliko vrsta rješenja za hlađenje procesora.

 
2.    PRINCIP RADA HLADNJAKA

Jednostavno rečeno, hladnjak funkcionira tako da apsorbira toplinu s toplog objekta (procesor) i predaje je hladnijem objektu (zrak) koji ima veći toplinski kapacitet. Ovaj brzi prijenos energije dovodi do toplinske ravnoteže prvog objekta s drugim, snižavajući temperaturu prvog objekta.
Najčešće korišteni dizajn hladnjaka je metalni uređaj s puno rebara. Visoki toplinski kapacitet hladnjaka u kombinaciji s velikom površinom dovodi do brzog prijenosa toplinske energije okolnom, hladnijem zraku. Efikasnost hladnjaka se povećava njegovom površinom ili dodavanjem ventilatora koji usmjeravaju hladniji zrak preko rebara.
Hladnjak se uobičajeno sastoji od ravne baze i niza rebara koji su u kontaktu sa zrakom i služe povećanju površine kontakta i samim time toplinskog kapaciteta samog hladnjaka. Kako bi pospješili izmjenu topline, hladnjacima se dodaje ventilator koji ubrzava izmjenu toplog zraka hladnijim.
Kako je potrebno da hladnjaci jako dobro provode toplinu, rade se od bakra ili aluminija. Bakar je skoro dvostruko bolji vodič od aluminija ali je skuplji i teži za obraditi pa se najčešće kombiniraju ova dva materijala, od bakra se radi podloga koja je u izravnom kontaktu s procesorom a od aluminija se rade rebra pošto se aluminij vrlo lagano oblikuje u razne oblike.