Overclocking od A do Z – přetaktování a chlazení
8.4.2002, Radek Havel, článek
Tímto článkem zahajujeme seriál o přetaktování, během kterého si probereme nejen úplné základy overclockingu, ale i fyzikální podstatu přenosu tepla a také různé tipy a triky jak vyždímat z vašeho počítače nejvyšší výkon za co možná nejnižší peníze.
Kapitoly článku:
- Overclocking od A do Z – přetaktování a chlazení
- Tipy a triky, závěr
Odkazy na další části seriálu:
Je už to dáno v povaze člověka, že chce co nejvíce za co nejméně. Právě díky tomu existuje overclocking, je to schůdná cesta k tomu zvýšit výkon svého procesoru (a v návaznosti na to celého systému, ale to až v příštím díle) v podstatě zadarmo. Ovšem i u overclockingu je nutno používat zdravý selský rozum. Nemá smysl kupovat chladiče za 3000 Kč a myslet si jak nepřetaktuji - samozřejmě toto je extrémní příklad, ale i tací existují. Přetaktováváme abychom ušetřili, proto je jakékoliv extrémní přetaktování většinou velice finančně náročné a je třeba si promyslet, kde je ta optimální hranice našeho procesoru a také musíme brát v úvahu poměr cena/výkon.
Vlastně se mění frekvence oscilátoru, který generuje frekvenci pro procesor (MHz), tranzistory v procesoru rychleji přepínají svůj stav (0,1) a stihnou toho za jednu sekundu více, tím se logicky zvýší výpočetní výkon procesoru.
Pokud se zvýší rychlost spínání tranzistorů, zvýší se i teplo, které emitují. Z toho plyne, že pokud chcete přetaktovávat - musíte chladit !
Nyní si probereme trochu teorie chlazení, abychom měli dobrý základ pro další díly.
Tepelná energie se měří v J (Joule). U ztrátového výkonu se používá značka W (Watty), přičemž 1 W = 1 J/1s. Takže pokud má procesor ztrátový výkon 35 W, uvolní 35 Joulů za sekundu.
Teplo se přenáší z místa o vyšší teplotě do místa s nižší teplotou. K přenosu tepla dochází trojím způsobem.
Přenos tepla vedením
Tento přenos se uplatňuje přímo v chladiči. Charakterizuje ho tzv. tepelná vodivost či její převrácený ekvivalent tepelný odpor. Můžeme si představit analogii s elektrickým obvodem, čím větší má elektrický obvod odpor, tím menší jím protéká proud (při konstantním napětí) .Takže potřebujeme, aby materiál měl co největší tepelnou vodivost. Potom se teplo rovnoměrně dostane do celého chladiče a ten také lépe chladí (protože se teplo rovnoměrně rozloží v celém chladiči a ten má tak všude stejnou teplotu). Nyní už se dostáváme trochu k praxi, pokud totiž máte na procesoru namontovaný velký chladič s dlouhými žebry, je velice pravděpodobné, že jeho okraje jsou mnohem (relativně, asi o 1-5 stupňů, ale pro nás je to mnoho) studenější než jeho střed. Je to způsobeno právě malou tepelnou vodivostí, kdy konce sice rozptylují teplo, ale toho se k nim dostává méně než by byly schopné rozptýlit.
Z této tabulky vyplývá, že (pro větší chladiče, u malých se to neprojeví) by byl nejlepší materiál stříbro :o). Nás však spíše zajímá měď a hliník, měď má totiž téměř 2x větší tepelnou vodivost. Proto jestli zvažujete větší chladič tak určitě měděný (doporučuji samovýrobu je totiž jinak dosti drahý, ale težko se shání takový kus mědi). Špatné je že spousta chladičů je z duralu, tak pozor na to. Jak poznáte hliník od duralu? Hliník je měkčí. A ještě se podíváme na vzduch - podívejte se jak má malou tepelnou vodivost oproti hliníku > 13400x menší, proto se na procesory dává teplovodná pasta. Pokud totiž mezi procesorem a chladičem vznikne i sebemenší vzduchová mezera, hrubě se zhorší přestup tepla z procesoru na chladič a procesor se pak "upeče ve vlastní šťávě" i když chladič bude mít 30 stupňů procesor může mít 70 a více. Pokud ale naopak dáte pasty mnoho, zhorší se také přestup tepla a to proto, že i přes snahy výrobců má pořád tepelná pasta menší tepelnou vodivost než hliník či dural.
Přenos tepla prouděním
Uplatňuje se především při přechodu tepla z tuhého tělesa do vzduchu či kapaliny (typický aktivní chladič nebo vodní chlazení). Rozeznáváme dva druhy proudění:
Takže fakta: Pomineme-li, že by někdo chtěl chladit procesor nasycenou párou, nebo vodou ve varu, vychází z toho nejlépe voda. Všimněte si jak směšně málo tepla je schopný vzduch přijmout na jednotku plochy obtékaného tělesa. Pokud vezmeme průměr, vyjde nám, že voda je schopna ze stejné plochy chladiče přijmout až 36x více tepla než vzduch (nebo taky 36x rychleji stejné množství tepla - což je zase trošku relativní záleží také na teplotě chladiče, rychlosti obtékání, povrchové úpravě a dalších činitelích). Jak je vidět pokud chcete opravdu hodně chladit, voda z toho vychází velice dobře. Přestup tepla z chladiče do vody je nesrovnatelně lepší než přenos tepla chladič - vzduch (uplatňují se tu samozřejmě všechny druhy přenosu tepla, ale přenos vedením a prouděním je prioritní).
Přenos tepla zářením
Jak jsem již uvedl, přenos tepla zářením se děje pomocí vlnění, které když dopadá na sousední tělesa tak je ohřívá (můžete si to představit jako infra zářič - ten funguje na tomto principu, mimochodem slunce funguje na tom samém). Je důležité si uvědomit, že každé těleso, které má určitou teplotu je zářičem (i vy :o). Tepelný tok (proud) vystupující z tělesa je úměrný ploše, čtvrté mocnině absolutní teploty (čím teplejší chladič tím víc chladí, fakt !), a tak zvané sálavosti. Sálavost : jedná se o bezrozměrnou konstantu, která závisí na druhu, barvě, povrchu materiálu.
Z tabulky zjistíme, že je nejlepší je vzít si hrubý pilník a hladké plochy na chladiči co nejvíce zdrsnit (tím se zvýší jeho plocha a čím větší plocha tím lépe i pro přenos prouděním) a sálavost, potom ho CHEMICKY! načerněte (pokud vás zajímá jak ho chemicky začernit tak mi pošlete mail). Dále NEDOPORUČUJI chladič jakkoliv natírat, protože se tím dosti zhorší jeho schopnost předávat teplo přenosem (naproti tomu, když to uděláte chemicky, v podstatě se nezmění). Mimochodem většina prodávaných chladičů je leštěných :-(.
Takže při 35W ztrátového výkonu budete mít rozdíl teplot chladič - procesor
Pokud dáte hodně teplovodné pasty bude teplotní rozdíl : 2-7 (podle pasty). Pokud jí dáte "akorát" bude teplotní rozdíl: 0,5-2 stupňů. Což už je slušný rozdíl. Samozřejmě každý procesor vyzařuje rozdílně ztrátového výkonu (tak od 30 - 80W nejnovější).
Pozn.: na další stránce naleznete různé tipy a triky.
- Overclocking od A do Z – přetaktování procesoru
- Overclocking od A do Z - overclocking GPU
- Overclocking od A do Z - přetaktování počítače
Je už to dáno v povaze člověka, že chce co nejvíce za co nejméně. Právě díky tomu existuje overclocking, je to schůdná cesta k tomu zvýšit výkon svého procesoru (a v návaznosti na to celého systému, ale to až v příštím díle) v podstatě zadarmo. Ovšem i u overclockingu je nutno používat zdravý selský rozum. Nemá smysl kupovat chladiče za 3000 Kč a myslet si jak nepřetaktuji - samozřejmě toto je extrémní příklad, ale i tací existují. Přetaktováváme abychom ušetřili, proto je jakékoliv extrémní přetaktování většinou velice finančně náročné a je třeba si promyslet, kde je ta optimální hranice našeho procesoru a také musíme brát v úvahu poměr cena/výkon.
Co to přetaktování (overclocking) je ?
Vlastně se mění frekvence oscilátoru, který generuje frekvenci pro procesor (MHz), tranzistory v procesoru rychleji přepínají svůj stav (0,1) a stihnou toho za jednu sekundu více, tím se logicky zvýší výpočetní výkon procesoru.
Pokud se zvýší rychlost spínání tranzistorů, zvýší se i teplo, které emitují. Z toho plyne, že pokud chcete přetaktovávat - musíte chladit !
Nyní si probereme trochu teorie chlazení, abychom měli dobrý základ pro další díly.
Tepelná energie
Tepelná energie se měří v J (Joule). U ztrátového výkonu se používá značka W (Watty), přičemž 1 W = 1 J/1s. Takže pokud má procesor ztrátový výkon 35 W, uvolní 35 Joulů za sekundu.
Základní způsoby přenosu tepla
Teplo se přenáší z místa o vyšší teplotě do místa s nižší teplotou. K přenosu tepla dochází trojím způsobem.
- vedením (kondukcí) -tento způsob se nejvíce uplatňuje právě v chladiči, kdy se teplo od procesoru dostává do celého chladiče.
- prouděním (konvekcí) - tento přenos se nejvíce uplatňuje právě když větráček ofukuje chladič (či voda oplachuje chladič :o).
- vyzařováním (radiace,sálání) - chladič vyzařuje teplo do svého okolí a to formou vlnění.
Přenos tepla vedením
Tento přenos se uplatňuje přímo v chladiči. Charakterizuje ho tzv. tepelná vodivost či její převrácený ekvivalent tepelný odpor. Můžeme si představit analogii s elektrickým obvodem, čím větší má elektrický obvod odpor, tím menší jím protéká proud (při konstantním napětí) .Takže potřebujeme, aby materiál měl co největší tepelnou vodivost. Potom se teplo rovnoměrně dostane do celého chladiče a ten také lépe chladí (protože se teplo rovnoměrně rozloží v celém chladiči a ten má tak všude stejnou teplotu). Nyní už se dostáváme trochu k praxi, pokud totiž máte na procesoru namontovaný velký chladič s dlouhými žebry, je velice pravděpodobné, že jeho okraje jsou mnohem (relativně, asi o 1-5 stupňů, ale pro nás je to mnoho) studenější než jeho střed. Je to způsobeno právě malou tepelnou vodivostí, kdy konce sice rozptylují teplo, ale toho se k nim dostává méně než by byly schopné rozptýlit.
Z této tabulky vyplývá, že (pro větší chladiče, u malých se to neprojeví) by byl nejlepší materiál stříbro :o). Nás však spíše zajímá měď a hliník, měď má totiž téměř 2x větší tepelnou vodivost. Proto jestli zvažujete větší chladič tak určitě měděný (doporučuji samovýrobu je totiž jinak dosti drahý, ale težko se shání takový kus mědi). Špatné je že spousta chladičů je z duralu, tak pozor na to. Jak poznáte hliník od duralu? Hliník je měkčí. A ještě se podíváme na vzduch - podívejte se jak má malou tepelnou vodivost oproti hliníku > 13400x menší, proto se na procesory dává teplovodná pasta. Pokud totiž mezi procesorem a chladičem vznikne i sebemenší vzduchová mezera, hrubě se zhorší přestup tepla z procesoru na chladič a procesor se pak "upeče ve vlastní šťávě" i když chladič bude mít 30 stupňů procesor může mít 70 a více. Pokud ale naopak dáte pasty mnoho, zhorší se také přestup tepla a to proto, že i přes snahy výrobců má pořád tepelná pasta menší tepelnou vodivost než hliník či dural.
Přenos tepla prouděním
Uplatňuje se především při přechodu tepla z tuhého tělesa do vzduchu či kapaliny (typický aktivní chladič nebo vodní chlazení). Rozeznáváme dva druhy proudění:
- Laminární: při malých rychlostech, částečky se pohybují paralelně. To nás moc nezajímá, neuplatňuje se v našich podmínkách.
- Turbulentní: při vyšších rychlostech proudícího média (voda,vzduch), vyznačuje se tím, že částečky média se vzájemně promíchávají a dochází ke sdílení tepla (chlazení je účinnější). Teplo odvedené chladícím médiem z povrchu tělesa (chladič) je přímo úměrné jeho ploše a součiniteli přenosu tepla. Takže čím větši má chladič plochu tím lépe, no a k tomu součiniteli > zase menší tabulečka.
Takže fakta: Pomineme-li, že by někdo chtěl chladit procesor nasycenou párou, nebo vodou ve varu, vychází z toho nejlépe voda. Všimněte si jak směšně málo tepla je schopný vzduch přijmout na jednotku plochy obtékaného tělesa. Pokud vezmeme průměr, vyjde nám, že voda je schopna ze stejné plochy chladiče přijmout až 36x více tepla než vzduch (nebo taky 36x rychleji stejné množství tepla - což je zase trošku relativní záleží také na teplotě chladiče, rychlosti obtékání, povrchové úpravě a dalších činitelích). Jak je vidět pokud chcete opravdu hodně chladit, voda z toho vychází velice dobře. Přestup tepla z chladiče do vody je nesrovnatelně lepší než přenos tepla chladič - vzduch (uplatňují se tu samozřejmě všechny druhy přenosu tepla, ale přenos vedením a prouděním je prioritní).
Přenos tepla zářením
Jak jsem již uvedl, přenos tepla zářením se děje pomocí vlnění, které když dopadá na sousední tělesa tak je ohřívá (můžete si to představit jako infra zářič - ten funguje na tomto principu, mimochodem slunce funguje na tom samém). Je důležité si uvědomit, že každé těleso, které má určitou teplotu je zářičem (i vy :o). Tepelný tok (proud) vystupující z tělesa je úměrný ploše, čtvrté mocnině absolutní teploty (čím teplejší chladič tím víc chladí, fakt !), a tak zvané sálavosti. Sálavost : jedná se o bezrozměrnou konstantu, která závisí na druhu, barvě, povrchu materiálu.
Z tabulky zjistíme, že je nejlepší je vzít si hrubý pilník a hladké plochy na chladiči co nejvíce zdrsnit (tím se zvýší jeho plocha a čím větší plocha tím lépe i pro přenos prouděním) a sálavost, potom ho CHEMICKY! načerněte (pokud vás zajímá jak ho chemicky začernit tak mi pošlete mail). Dále NEDOPORUČUJI chladič jakkoliv natírat, protože se tím dosti zhorší jeho schopnost předávat teplo přenosem (naproti tomu, když to uděláte chemicky, v podstatě se nezmění). Mimochodem většina prodávaných chladičů je leštěných :-(.
Takže při 35W ztrátového výkonu budete mít rozdíl teplot chladič - procesor
- průměrný suchý >7 stupňů
- průměrný s vazelínou >3,5 stupňů
- s moderní vazelínou > 0,5-2 stupně
Pokud dáte hodně teplovodné pasty bude teplotní rozdíl : 2-7 (podle pasty). Pokud jí dáte "akorát" bude teplotní rozdíl: 0,5-2 stupňů. Což už je slušný rozdíl. Samozřejmě každý procesor vyzařuje rozdílně ztrátového výkonu (tak od 30 - 80W nejnovější).
Pozn.: na další stránce naleznete různé tipy a triky.
