INFORMAZIONI TECNICHE Raffreddamento

Raffreddamento della CPU

Un problema tipico è quello di ritrovarsi con la CPU "troppo calda".

Innanzitutto va smitizzato il problema : una temperatura di lavoro di 50 o 60 gradi per un processore Intel è più che adeguata, arrivando oltre i 70 per le CPU tipo Prescott !!  I semiconduttori possono lavorare a temperature elevate senza danneggiarsi; sicuramente, più bassa è la temperatura di lavoro, minori saranno le probabilità di guasto, ma più importante , all' interno del PC, è la temperatura complessiva a cui lavora l' insieme delle parti, come hard disk, scheda madre, ecc, che contengono componenti più sensibili all' eccesso di calore. Il problema, in realtà, non è quello di estrarre il calore dalla CPU, ma quello di allontanarlo dal dissipatore : se nello chassis la circolazione di aria non è sufficiente, il calore della CPU, estratto con efficienza dal radiatore, si accumula nel case e in poco tempo l' efficienza del radiatore è annullata.

Da cosa dipende una elevata temperatura della CPU ? Si può restringere il problema ai seguenti punti :

- Radiatore inadeguato : ovvero non proporzionato alla potenza da dissipare. Una CPU Intel Pentium 4 Northwood dissipa a pari frequenza una potenza molto minore della stessa CPU in tecnologia Prescott, per cui quest'ultimo avrà problemi di raffreddamento se si cercherà di utilizzare un cooler  adatto solo alla prima. Vale ovviamente la regola che un dissipatore sovradimensionato è sicuramente sempre adeguato, mentre uno sottodimensionato non lo è mai.
Per verificare se il problema è questo, basta comparare le specifiche del dissipatore con quelle della CPU su cui si vuole installare

- Mancato o errato uso della pasta termoconduttiva : è una delle cause più comuni. Il compound termoconduttivo è assolutamente indispensabile per accoppiare CPU e dissipatore.  Diventa un fatto critico nelle CPU con una superficie ridotta, come gli FCPGA, mentre è meno legante in quelle con una ampia superficie di metallo, anche se in ogni caso la mancanza del compound o il suo uso errato portano sicuramente ad una drastica riduzione dell' accoppiamento termico tra la CPU stessa e il radiatore. Se le due parti non sono in perfetto contatto termico, il calore non potrà passare al radiatore e si accumulerà nel chip, facendone lievitare la temperatura. 
Per verificare se il problema è questo, occorre controllare se lo strato di pasta termo conduttiva è sufficiente e sopratutto ben distribuito e uniforme, senza strabordare dalla superficie del chip, senza eccedere. La qualità del compound è relativa : paste bianche o argento o blu sono praticamente analoghe, anche se si è verificato che quelle all' Argento sono le più efficienti; altrettanto bene però funzionano i pad predisposti sui dissipatori delle CPU in box, come quelli neri di Intel o bianchi di AMD o verdi o marrone di altri costruttori. Più importante è il fatto di non mescolare diversi compound. Per maggiori dettagli, vedere le pagine sulle paste termoconduttive.

- Cattivo accoppiamento meccanico tra CPU e dissipatore : ovviamente, per le stesse ragioni di cui sopra, un cattivo posizionamento del dissipatore sul processore provoca un cattivo o nullo trasferimento di calore e il sovrariscaldamento della CPU. Anche se a prima vista non sembra possibile, in realtà è abbastanza facile trovare situazioni in cui il dissipatore è fissato in modo scorretto; esempi tipici sono i radiatore per socket 370/462/A che hanno un gradino su un lato che va posizionato a coincidere con il lato dello zoccolo da cui parte la leva di chiusura. Invertendo, è possibile che il corpo del dissipatore non riesca ad appoggiarsi correttamente sul chip, diventando pressochè inutile (se non danneggiando il chip stesso). Altro esempio tipico è il fissaggio errato dei dissipatori su socket 478, sia con le clips Intel originali, sia , di più, con quelle tipo Zalman : anche in questi casi, l' errato posizionamento impedisce il giusto contatto tra il corpo del radiatore e la CPU. Un particolare riguardo va dato ai radiatori del socket 775 collegati alla scheda madre con clips a scatto : occorrerà assicurarsi che tutte e quattro le clips siano ben fissate, altrimenti l' accoppiamento tra radiatore e processore sarà difettoso.
Per verificare se il problema è questo, basta seguire con attenzione le istruzioni di assemblaggio ed osservare che il dissipatore poggi completamente  con una certa pressione sulla superficie della CPU e non ci siano spazi di aria tra di loro.

- Scarsa circolazione di aria nel case : il calore asportato dalla CPU viene scaricato nell' aria circostante dalle alette e dalla ventola del radiatore. Se l' aria attorno non ha modo di rinnovarsi in maniera adeguata, il calore si accumula e l' efficienza dello scambio termico si abbassa, fino ad annullarsi e la CPU sale di temperatura.
Quindi, se è relativamente semplice asportare il calore dalla CPU, diventa essenziale che questo calore sia asportato anche dal case, con una opportuna circolazione di aria. Può essere una buona soluzione l' installare una ventola sul fronte e magari anche una sul retro per stabilire un flusso di aria rinnovata nel case. Non occorre che le ventole siano particolarmente potenti : la soluzione migliore sarà l' uso di ventole silenziose con il relativo regolatore di velocità, ottenendo una soluzione efficace e per niente rumorosa.
Per verificare se il problema è questo, basta lavorare con il case aperto : se la temperatura della CPU cade drasticamente, il problema è quello di migliorare la circolazione, ad esempio aggiungendo una ventola che estragga l' aria calda dal case e la scarichi all' esterno, solitamente sul retro.

- Polvere, sporco : l' accumularsi di polvere dovuta all' uso prolungato e all' ambiente non ideale, particolarmente sul corpo caldo delle alette del radiatore, a cui resta attaccata, o peggio, nella ventola, abbassano il rendimento della dissipazione termica, se non l' arresto della ventola. L' uso del health monitor del BIOS della scheda madre è indispensabile per mantenere sotto controllo sia la velocità di rotazione della ventola, sia l' efficienza del raffreddamento, prevenendo così possibili cause di arresto del sistema. La necessità di limitare l' accumularsi della polvere e dello sporco vale sia per le alettature dei radiatori ad aria sia per quelle dei radiatori ad acqua.
Per verificare se il problema è questo, basta osservare lo stato del dissipatore ed eventualmente pulirlo con aria. Se si lavora in un ambiente particolarmente sporco è ragionevole pensare ad un sistema di filtraggio dell' aria aspirata nel PC.

Un' altra causa di allarme è data dalle indicazioni non corrette del sistema di health monitor della scheda madre, che a volte indica valori di temperatura superiori alla realtà. Se si sospetta questo, occorre misurare la temperatura effettiva del radiatore, quanto più vicino possibile al chip, utilizzando un termometro digitale preciso.

Per i sistemi raffreddati a liquido, oltre ai punti qui sopra, va verificato che il radiatore principale, che scambia il calore raccolto dal liquido con l' ambiente, sia posto in una posizione ragionevolmente lontana da altre fonti di calore e che permetta un afflusso e un deflusso dell' aria privo di ostacoli. La posizione più semplice è sul pannello posteriore del PC dove solitamente sono disponibili forature per ventole a cui fissare il radiatore.
Sarà necessario anche verificare che ci sia una quantità sufficiente di liquido nell' impianto e che ventole e pompe funzionino regolarmente; a questo scopo è utile collegare ventole e pompe alle risorse della scheda madre ed inserirle nel sistema di healt monitor in modo che si generino allarmi in caso di arresto.


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Aggiornato il 15/12/05.