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viernes, 29 de agosto de 2008
lunes, 18 de agosto de 2008
La fuente de alimentación
La potencia de las fuentes de alimentación de los ordenadores aumenta constantemente para poder suministrar las elevadas intensidades de corriente que consumen los microprocesadores actuales y en muchos casos, más aún, los procesadores gráficos. Este aumento de potencia conlleva un aumento de las necesidades de disipación del calor generado en los circuitos internos de la fuente de alimentación.
Exceptuando la fuentes que utilizan sistemas de refrigeración pasiva, que son de precio elevado, la mayoría de las fuentes disponen de ventiladores para mejorar su propia refrigeración, que con el aumento de disipación de calor necesitan producir caudales de aire cada vez mayores. Por esta razón, las dimensiones de estos ventiladores han ido aumentando desde los 80x80 mm que han sido los más frecuentes desde hace años hasta los 120x120 mm y aún mayores que no son raros en la actualidad. Como el caudal de aire depende principalmente del tamaño del ventilador y de su velocidad de giro, esta velocidad ha aumentado en muchos casos hasta el extremo de producir una elevación inaceptable del nivel de ruido. A menudo se ha tratado de atenuar estos niveles de ruido en algunas circunstancias mediante el empleo de ventiladores termocontrolados que reducen su velocidad de rotación y por tanto el ruido que producen cuando disminuye el consumo de corriente o baja la temperatura ambiente, pero la velocidad y el ruido vuelven a aumentar cuando las condiciones son desfavorables.
La disminución permanente del ruido producido por la fuente de alimentación sólo puede conseguirse reduciendo la potencia disipada mediante la utilización de semiconductores de potencia de mayor calidad en los circuitos internos de la fuente y proveyéndolos de radiadores de calor con baja resistencia térmica. De esta forma puede reducirse el caudal de aire necesario para la refrigeración e incluso, en algunos casos, pueden conseguirse fuentes de alimentación pasivas y por tanto, totalmente silenciosas.
Exceptuando la fuentes que utilizan sistemas de refrigeración pasiva, que son de precio elevado, la mayoría de las fuentes disponen de ventiladores para mejorar su propia refrigeración, que con el aumento de disipación de calor necesitan producir caudales de aire cada vez mayores. Por esta razón, las dimensiones de estos ventiladores han ido aumentando desde los 80x80 mm que han sido los más frecuentes desde hace años hasta los 120x120 mm y aún mayores que no son raros en la actualidad. Como el caudal de aire depende principalmente del tamaño del ventilador y de su velocidad de giro, esta velocidad ha aumentado en muchos casos hasta el extremo de producir una elevación inaceptable del nivel de ruido. A menudo se ha tratado de atenuar estos niveles de ruido en algunas circunstancias mediante el empleo de ventiladores termocontrolados que reducen su velocidad de rotación y por tanto el ruido que producen cuando disminuye el consumo de corriente o baja la temperatura ambiente, pero la velocidad y el ruido vuelven a aumentar cuando las condiciones son desfavorables.
La disminución permanente del ruido producido por la fuente de alimentación sólo puede conseguirse reduciendo la potencia disipada mediante la utilización de semiconductores de potencia de mayor calidad en los circuitos internos de la fuente y proveyéndolos de radiadores de calor con baja resistencia térmica. De esta forma puede reducirse el caudal de aire necesario para la refrigeración e incluso, en algunos casos, pueden conseguirse fuentes de alimentación pasivas y por tanto, totalmente silenciosas.
domingo, 17 de agosto de 2008
Refrigeración del chipset
El chipset de la placa base soporta frecuencias de funcionamiento cada vez mayores debido al aumento de las velocidades de transmisión de los buses de datos, lo que acarrea aumentos de temperatura no despreciables sobre todo en el chip del puente norte cuando lleva integrado el procesador gráfico. Si estos chips se calientan en exceso, pueden producirse fallos de transmisión de datos que se traducirán en efectos de índole muy diversa: problemas de funcionamiento de la tarjeta gráfica, de los discos duros, etc. Como en muchas localidades se alcanzan temperaturas ambientales elevadas durante el verano, la temperatura del aire dentro de la caja supera fácilmente los 40 ºC en estos casos, con lo que la del chipset sobrepasa con frecuencia los 50 ºC.
Para disminuir la temperatura del chipset puede, en principio, recurrirse a aumentar la ventilación de la caja, pero en muchos casos, sobre todo cuando estos chips estén provistos de disipadores pasivos, la disminución de la temperatura del interior de la caja conseguida no irá acompañada de la suficiente reducción de la temperatura del chipset. En estos casos se hace necesaria la sustitución del disipador del chip afectado por otro de menor resistencia térmica.
Los disipadores que se utilizan en la refrigeración de chipsets son una versión reducida de los que se emplean en los microprocesadores y como éstos, pueden ser activos o pasivos y su principal cualidad viene definida también por la magnitud de la resistencia térmica, dato que como en el caso de los disipadores para procesadores, la mayoría de los fabricantes no publican.
Un fabricante que expresa este dato es Swiftech, que para su modelo MCX159-CU da una resistencia térmica de 1,25 ºC/W.
Además de la dificultad que presenta la selección de un disipador con resistencia térmica desconocida en casi todos los casos para sustituir a otro disipador cuya resistencia también se ignora, tenemos el problema de la diversidad de los sistemas de anclaje que se utilizan para fijar estos disipadores a las placas base e incluso el obstáculo que puede suponer el reducido espacio de que se dispone para la colocación del disipador del chipset, lo que convierte en un arduo problema la sustitución de estos disipadores.
Generalmente, los disipadores activos para chipset están provistos de ventiladores de 40x40x10 mm, por lo que cuando se trata de sustituir el ventilador de un disipador de chipset por otro que produzca menos ruido, las opciones disponibles se reducen a unos pocos ventiladores de 40x40x20 mm, como los modelos TL2SA5 y TL2SA6 de Sharkoon y los modelos 412, 412/2 y 412/H de Papst.
Para disminuir la temperatura del chipset puede, en principio, recurrirse a aumentar la ventilación de la caja, pero en muchos casos, sobre todo cuando estos chips estén provistos de disipadores pasivos, la disminución de la temperatura del interior de la caja conseguida no irá acompañada de la suficiente reducción de la temperatura del chipset. En estos casos se hace necesaria la sustitución del disipador del chip afectado por otro de menor resistencia térmica.
Los disipadores que se utilizan en la refrigeración de chipsets son una versión reducida de los que se emplean en los microprocesadores y como éstos, pueden ser activos o pasivos y su principal cualidad viene definida también por la magnitud de la resistencia térmica, dato que como en el caso de los disipadores para procesadores, la mayoría de los fabricantes no publican.
Un fabricante que expresa este dato es Swiftech, que para su modelo MCX159-CU da una resistencia térmica de 1,25 ºC/W.
Además de la dificultad que presenta la selección de un disipador con resistencia térmica desconocida en casi todos los casos para sustituir a otro disipador cuya resistencia también se ignora, tenemos el problema de la diversidad de los sistemas de anclaje que se utilizan para fijar estos disipadores a las placas base e incluso el obstáculo que puede suponer el reducido espacio de que se dispone para la colocación del disipador del chipset, lo que convierte en un arduo problema la sustitución de estos disipadores.
Generalmente, los disipadores activos para chipset están provistos de ventiladores de 40x40x10 mm, por lo que cuando se trata de sustituir el ventilador de un disipador de chipset por otro que produzca menos ruido, las opciones disponibles se reducen a unos pocos ventiladores de 40x40x20 mm, como los modelos TL2SA5 y TL2SA6 de Sharkoon y los modelos 412, 412/2 y 412/H de Papst.
sábado, 16 de agosto de 2008
Enfriamiento de la tarjeta gráfica
En otra entrada comenté que la complejidad y la frecuencia de funcionamiento de los procesadores gráficos está aumentando y por eso aumenta también la potencia disipada por los mismos, con el consiguiente aumento de las necesidades de evacuación del calor producido. Esto obliga a dotarlos de disipadores cada vez más eficaces dotados casi siempre de ventiladores cada vez más ruidosos porque el pequeño espacio disponible para esta aplicación obliga a utilizar ventiladores con velocidades de giro muy elevadas. Aún así, en cajas poco ventiladas o en casos de overclocking de la tarjeta gráfica, las temperaturas de funcionamiento del procesador gráfico pueden elevarse hasta producir fallos en las imágenes generadas y reducir la vida útil del mismo. En estos casos, resultan necesarias medidas adicionales para mejorar la disipación del calor producido por este procesador.
En la práctica, el método más simple para mejorar esta refrigeración es la utilización de extractores de aire colocados a ambos lados de la tarjeta gráfica o al menos en el lado del disipador. Esta medida es especialmente eficaz en el caso de tarjetas con disipadores pasivos.
Si las necesidades de enfriamiento son mayores, y sobre todo en las tarjetas con ventiladores incorporados, puede mejorarse aún más la refrigeración de las mismas colocando ventiladores a ambos lados de ellas sujetos a la tapa del lateral izquierdo de la caja del ordenador, que introducirán aire directamente del exterior de la caja hacia el entorno de la tarjeta gráfica.
Por último, también puede sustituirse el disipador del procesador gráfico por otro modelo más eficaz, teniendo presentes las precauciones relativas al estado de las superficies de contacto entre el disipador y la cápsula del chip de este procesador y a la utilización de la pasta térmica adecuada en cada caso.
En la práctica, el método más simple para mejorar esta refrigeración es la utilización de extractores de aire colocados a ambos lados de la tarjeta gráfica o al menos en el lado del disipador. Esta medida es especialmente eficaz en el caso de tarjetas con disipadores pasivos.
Si las necesidades de enfriamiento son mayores, y sobre todo en las tarjetas con ventiladores incorporados, puede mejorarse aún más la refrigeración de las mismas colocando ventiladores a ambos lados de ellas sujetos a la tapa del lateral izquierdo de la caja del ordenador, que introducirán aire directamente del exterior de la caja hacia el entorno de la tarjeta gráfica.
Por último, también puede sustituirse el disipador del procesador gráfico por otro modelo más eficaz, teniendo presentes las precauciones relativas al estado de las superficies de contacto entre el disipador y la cápsula del chip de este procesador y a la utilización de la pasta térmica adecuada en cada caso.
viernes, 15 de agosto de 2008
Refrigeración del microprocesador
El componente que más potencia disipa y que, por tanto, necesita mejor refrigeración es el microprocesador. Como ya adelanté en otra entrada, 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 overcloking. 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, extrema... Por ahora me ceñiré al sistema más utilizado, que es el de refrigeración por aire.
En este sistema, que es el más sencillo y menos peligroso para la integridad del ordenador y del usuario, se utilizan disipadores de calor que pueden ser pasivos, compuestos por un bloque de cobre o aluminio que debe estar en contacto con la superficie de 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. Actualmente suelen colocarse en contacto con el bloque macizo del disipador e incluso con la cápsula del chip unos tubos que contienen un líquido que se evapora a una temperatura poco superior a la del ambiente y que al condensarse en la proximidad de las aletas les transfiere rápidamente el calor que absorbió al evaporarse cerca del chip.
Este tipo de radiador sin ventilador es evidentemente totalmente silencioso, pero en ciertas ocasiones, sobre todo en caso de overcloking, resulta inutilizable porque se requerirían unas dimensiones excesivas de las aletas para conseguir disipar la gran cantidad de calor producido en estos casos.
Cuando se necesita aumentar la capacidad de evacuación de calor de un disipador de tamaño relativamente pequeño, 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 para aumentar la transmisión de calor al aire del interior de la caja. A mayor caudal de aire producido por el ventilador, mayor enfriamiento y 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.
La magnitud que representa la capacidad de disipación de calor de un disipador es la resistencia térmica, dato que pocos fabricantes hacen público, por ejemplo:
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.
En todos los sistemas de refrigeración de microprocesadores la transmisión del calor desde la cápsula del chip a la base plana 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 estuvieran acabadas con un verdadero lapeado de alta precisión, 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. Si ambas superficies están suficientemente planas, aunque su pulido no les dé brillo de espejo, cualquier pasta térmica conseguirá una transmisión de calor suficientemente eficaz. Un procedimiento fiable para comprobar la planitud de la cápsula y el disipador realizable en cualquier casa puede efectuarse untando un cristal plano con una finísima capa de pintura al óleo de color oscuro y frotando las dos superficies sucesivamente sobre el cristal para que la pintura señale los puntos de contacto entre cada superficie y el cristal. Si aparecen puntos de contacto repartidos por toda la superficie, ésta podría considerarse lo suficientemente plana. Si los puntos de contacto señalados por la pintura ocupan sólo parte de alguna de las dos superficies, habría que utilizar una pasta térmica de alta conductividad térmica, tal como las que incluyen polvo de plata en su composición. Si no se consiguiera suficiente disipación de calor, el último recurso consistiría en pulir la o las superficies que hubieran resultado ser irregulares frotando las superficies sobre una lija de agua del grano más fino mojada y apoyada sobre un cristal.
La calidad de una pasta térmica viene determinada fundamentalmente por:
Akasa: Para su pasta AK-455-5G, declara una conductividad= 2,4 W/mK.
Antec:
Tuniq: TX-2, conductividad= 4,5 W/mK.
Xilence: Silver Tim, conductividad > 4,5 W/mK.
Zalman:
En este sistema, que es el más sencillo y menos peligroso para la integridad del ordenador y del usuario, se utilizan disipadores de calor que pueden ser pasivos, compuestos por un bloque de cobre o aluminio que debe estar en contacto con la superficie de 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. Actualmente suelen colocarse en contacto con el bloque macizo del disipador e incluso con la cápsula del chip unos tubos que contienen un líquido que se evapora a una temperatura poco superior a la del ambiente y que al condensarse en la proximidad de las aletas les transfiere rápidamente el calor que absorbió al evaporarse cerca del chip.
Este tipo de radiador sin ventilador es evidentemente totalmente silencioso, pero en ciertas ocasiones, sobre todo en caso de overcloking, resulta inutilizable porque se requerirían unas dimensiones excesivas de las aletas para conseguir disipar la gran cantidad de calor producido en estos casos.
Cuando se necesita aumentar la capacidad de evacuación de calor de un disipador de tamaño relativamente pequeño, 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 para aumentar la transmisión de calor al aire del interior de la caja. A mayor caudal de aire producido por el ventilador, mayor enfriamiento y 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.
La magnitud que representa la capacidad de disipación de calor de un disipador es la resistencia térmica, dato que pocos fabricantes hacen público, por ejemplo:
- Thermaltake, para sus disipadores TMG i1 y TMG i2 declara una resistencia térmica de 0,16 ºC/W, para los TMG a1 y a2, de 0,17 ºC/W y para el TMG a3, de 0,25 ºC/W.
- Xigmatek, atribuye a su modelo Apache una resistencia de 0,23 ºC/W y al modelo HDT-D1284, de 0,14 ºC/W.
- SilverStone, modelo NT07 AM2, resistencia de 0,25 ºC/W.
- Zalman, para modelo 7000 B CU, resistencia 0,27 ºC/W y para CNPS 9500 AM2, 0,16 ºC/W.
- Coolbox CUF-715CA, resistencia 0,50 ºC/W.
- Spire CF450B0, 0,29 ºC/W.
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.
En todos los sistemas de refrigeración de microprocesadores la transmisión del calor desde la cápsula del chip a la base plana 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 estuvieran acabadas con un verdadero lapeado de alta precisión, 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. Si ambas superficies están suficientemente planas, aunque su pulido no les dé brillo de espejo, cualquier pasta térmica conseguirá una transmisión de calor suficientemente eficaz. Un procedimiento fiable para comprobar la planitud de la cápsula y el disipador realizable en cualquier casa puede efectuarse untando un cristal plano con una finísima capa de pintura al óleo de color oscuro y frotando las dos superficies sucesivamente sobre el cristal para que la pintura señale los puntos de contacto entre cada superficie y el cristal. Si aparecen puntos de contacto repartidos por toda la superficie, ésta podría considerarse lo suficientemente plana. Si los puntos de contacto señalados por la pintura ocupan sólo parte de alguna de las dos superficies, habría que utilizar una pasta térmica de alta conductividad térmica, tal como las que incluyen polvo de plata en su composición. Si no se consiguiera suficiente disipación de calor, el último recurso consistiría en pulir la o las superficies que hubieran resultado ser irregulares frotando las superficies sobre una lija de agua del grano más fino mojada y apoyada sobre un cristal.
La calidad de una pasta térmica viene determinada fundamentalmente por:
- La estabilidad de su viscosidad ante aumentos de temperatura, que impedirá que fluya fuera de los huecos que rellena.
- La estabilidad de su composición a lo largo del tiempo de utilización, que evitará que se solidifique en forma pulverulenta disminuyendo su conductividad térmica.
- Y, sobre todo, por su capacidad de transmitir el calor entre las superficies en contacto con ella, que viene dada por la conductividad térmica.
Akasa: Para su pasta AK-455-5G, declara una conductividad= 2,4 W/mK.
Antec:
- Para su Thermal Grease, publica la resistencia térmica, que es función inversa de la conductividad, >0,05 °C/W.
- Para Formula 5 STC, conductividad > 350 000 W/m°C.
- Para su pasta Arctic Silver 5, una conductividad > 350 000 W/m2 °C (para una capa de 0,001").
- Para la pasta Céramique, conductividad > 200 000 W/m2.°C (en capa de 0,001").
- Para pasta Arctic Alumina, conductividad > 4,0 W/mK.
- Thermal Grace HTK-002, conductividad= 0,8 W/m °C.
- Thermal Grace PTK-002, conductividad > 4,5 W/mK.
- High Performance, conductividad= 0,8 W/m ºC.
Tuniq: TX-2, conductividad= 4,5 W/mK.
Xilence: Silver Tim, conductividad > 4,5 W/mK.
Zalman:
- Para su pasta ZM-STG1, una conductividad de 4 W/mK.
- Para la ZM-TG2 la conductividad de 1,2 W/mK.
- Para CSL 850, conductividad de 1,2 W/mK.
Ventilación de la caja
Como comenté en otra entrada, el mínimo exigible para la ventilación de la caja de una CPU actual son dos ventiladores de 120x120 mm:
de giro del rotor y el del flujo de aire producido por un ventilador pueder conocerse observando las flechas que llevan grabadas casi todos los ventiladores en uno de los costados.
Actualmente, algunas cajas disponen de otro ventilador en el lateral izquierdo, zona donde existe espacio suficiente para poder colocar ventiladores incluso de tamaño superior a los 120x120 mm mínimos recomendados, que producirán un gran caudal de aire con un nivel de ruido mínimo. Obviamente, esta solución será de poca utilidad en ordenadores cuya caja esté situada en un alojamiento que obstaculice la entrada de aire a través del lateral.
Ambos ventiladores deben producir un caudal de aire suficiente para mantener dentro de límites seguros la temperatura de los componentes que soporten un estrés térmico mayor, teniendo en cuenta que a mayor caudal, mayor nivel de ruido producirán.
A la hora de sustituir un ventilador averiado del que se desconoce el caudal de aire que producía, hay que tener en cuenta que dicho caudal es muy aproximadamente proporcional a la intensidad de corriente nominal del ventilador, por lo que habrá que instalar en su lugar otro ventilador del mismo tamaño y tensión nominal y cuya intensidad nominal sea igual o superior a la del ventilador sustituido.
Entre las tecnologías que se emplean en la fabricación de ventiladores y que afectan al nivel de ruido que producen están los tipos de soportes que sostienen los ejes de los rotores. Básicamente, estos soportes consisten en casquillos lisos, rodamientos o combinaciones de los dos tipos.
Los casquillos producen menos ruido que los rodamientos, pero requieren una mejor lubricación y esto solo se puede garantizar con tecnologías como la SSO de Noctua o la S-FLEX que utiliza Scythe en algunos modelos y que encarecen sustancialmente el producto final. La tecnología MagLev de Sun
on anula casi totalmente el ruido mecánico producido por el ventilador, con lo que a bajas velocidades de giro estos ventiladores son virtualmente silenciosos. En los modelos que producen un gran caudal de aire (y que giran a gran velocidad), el diseño de la forma y el acabado de la superficie de las aspas influye de forma apreciable en el nivel de ruido del conjunto. Un último recurso que se utiliza para aumentar ligeramente el caudal de aire producido por un ventilador sin incrementar su velocidad de giro para no aumentar el nivel de ruido que produce es el aumento del grueso del conjunto del ventilador desde los 20 mm usuales hasta 25 mm o más.
Los rodamientos tienen una vida útil mucho mayor que la de los casquillos, pero con la contrapartida del mayor nivel de ruido mecánico generado, por lo que su empleo se recomienda en ventiladores para servidores que estén situados en estancias donde no importe el ruido producido, mientras que los casquillos serían más apropiados para ventiladores de ordenadores destinados a uso doméstico o de oficina.
La gama de caudales (y por tanto de niveles de ruido) de los ventiladores que se comercializan actualmente es muy amplia, existiendo dentro de los modelos económicos ventiladores silenciosos y de poco caudal como los Tacens Aura Pro, modelos de caudal medio y ruido discreto como los Xilence Red Wing y modelos de gran caudal y necesariamente ruidosos de varios fabricantes.
Para disminuir la entrada de polvo al interior de la caja se usan filtros que retienen la mayor parte del polvo suspendido en el aire del ambiente a costa de disminuir el caudal de aire sobre todo cuando se ensucian, lo que obliga a utilizar ventiladores más rápidos y ruidosos para mantener caudales adecuados. En estos casos es muy importante que los ventiladores sean lo más grandes que sea posible para aumentar el tamaño de los filtros y retrasar su colmatación. De todas formas, habrá que monitorizar las temperaturas de funcionamiento de los componentes internos que más se calienten sobre todo en ambientes polvorientos (por ejemplo, habitaciones con puertas o ventanas abiertas al exterior).
Como ventiladores extractores del aire caliente de la caja, pueden utilizarse modelos termorregulados que aumentan el caudal de aire que aspiran cuando aumenta la temperatura del aire del interior de la caja, reduciendo su velocidad de giro y el nivel de ruido producido cuando disminuye la carga de trabajo del microprocesador o la temperatura ambiente.
- Uno de ellos, situado en el frontal de la caja y orientado de tal forma que impulse el aire exterior hacia dentro de la caja. El aire que atraviese este ventilador formará una corriente que, después de renovar el del interior de la caja y enfriar los componentes internos del ordenador, saldrá a través del ventilador posterior y de la fuente de alimentación.
- El otro ventilador, colocado en la parte trasera, extraerá el aire del interior de la caja que se ha calentado al contacto con los disipadores de calor y otros componentes que alcanzan temperaturas apreciables.
de giro del rotor y el del flujo de aire producido por un ventilador pueder conocerse observando las flechas que llevan grabadas casi todos los ventiladores en uno de los costados.Actualmente, algunas cajas disponen de otro ventilador en el lateral izquierdo, zona donde existe espacio suficiente para poder colocar ventiladores incluso de tamaño superior a los 120x120 mm mínimos recomendados, que producirán un gran caudal de aire con un nivel de ruido mínimo. Obviamente, esta solución será de poca utilidad en ordenadores cuya caja esté situada en un alojamiento que obstaculice la entrada de aire a través del lateral.
Ambos ventiladores deben producir un caudal de aire suficiente para mantener dentro de límites seguros la temperatura de los componentes que soporten un estrés térmico mayor, teniendo en cuenta que a mayor caudal, mayor nivel de ruido producirán.
A la hora de sustituir un ventilador averiado del que se desconoce el caudal de aire que producía, hay que tener en cuenta que dicho caudal es muy aproximadamente proporcional a la intensidad de corriente nominal del ventilador, por lo que habrá que instalar en su lugar otro ventilador del mismo tamaño y tensión nominal y cuya intensidad nominal sea igual o superior a la del ventilador sustituido.
Entre las tecnologías que se emplean en la fabricación de ventiladores y que afectan al nivel de ruido que producen están los tipos de soportes que sostienen los ejes de los rotores. Básicamente, estos soportes consisten en casquillos lisos, rodamientos o combinaciones de los dos tipos.
Los casquillos producen menos ruido que los rodamientos, pero requieren una mejor lubricación y esto solo se puede garantizar con tecnologías como la SSO de Noctua o la S-FLEX que utiliza Scythe en algunos modelos y que encarecen sustancialmente el producto final. La tecnología MagLev de Sun
on anula casi totalmente el ruido mecánico producido por el ventilador, con lo que a bajas velocidades de giro estos ventiladores son virtualmente silenciosos. En los modelos que producen un gran caudal de aire (y que giran a gran velocidad), el diseño de la forma y el acabado de la superficie de las aspas influye de forma apreciable en el nivel de ruido del conjunto. Un último recurso que se utiliza para aumentar ligeramente el caudal de aire producido por un ventilador sin incrementar su velocidad de giro para no aumentar el nivel de ruido que produce es el aumento del grueso del conjunto del ventilador desde los 20 mm usuales hasta 25 mm o más.Los rodamientos tienen una vida útil mucho mayor que la de los casquillos, pero con la contrapartida del mayor nivel de ruido mecánico generado, por lo que su empleo se recomienda en ventiladores para servidores que estén situados en estancias donde no importe el ruido producido, mientras que los casquillos serían más apropiados para ventiladores de ordenadores destinados a uso doméstico o de oficina.
La gama de caudales (y por tanto de niveles de ruido) de los ventiladores que se comercializan actualmente es muy amplia, existiendo dentro de los modelos económicos ventiladores silenciosos y de poco caudal como los Tacens Aura Pro, modelos de caudal medio y ruido discreto como los Xilence Red Wing y modelos de gran caudal y necesariamente ruidosos de varios fabricantes.
Para disminuir la entrada de polvo al interior de la caja se usan filtros que retienen la mayor parte del polvo suspendido en el aire del ambiente a costa de disminuir el caudal de aire sobre todo cuando se ensucian, lo que obliga a utilizar ventiladores más rápidos y ruidosos para mantener caudales adecuados. En estos casos es muy importante que los ventiladores sean lo más grandes que sea posible para aumentar el tamaño de los filtros y retrasar su colmatación. De todas formas, habrá que monitorizar las temperaturas de funcionamiento de los componentes internos que más se calienten sobre todo en ambientes polvorientos (por ejemplo, habitaciones con puertas o ventanas abiertas al exterior).
Como ventiladores extractores del aire caliente de la caja, pueden utilizarse modelos termorregulados que aumentan el caudal de aire que aspiran cuando aumenta la temperatura del aire del interior de la caja, reduciendo su velocidad de giro y el nivel de ruido producido cuando disminuye la carga de trabajo del microprocesador o la temperatura ambiente.
Refrigeración por aire
Una de las mayores fuentes de problemas de mantenimiento de los ordenadores son los sistemas de refrigeración por aire, que a la larga (o también a la corta en algunos casos) producen el sobrecalentamiento de algunos componentes críticos del ordenador: microprocesador, procesador gráfico, chips de los puentes norte y sur, etc. Esto puede llevar a problemas de funcionamiento como bloqueos o reinicios inesperados del ordenador y en el peor de los casos, a averías irreparables de estos componentes que obligan a sustituir el procesador, la placa base, la tarjeta gráfica o incluso los discos duros en su caso, con la consiguiente pérdida de datos.
El primer y quizá el principal factor de los que afectan a la calidad de los sistemas de refrigeración por aire es el diseño de la caja de la CPU, que debe contar con al menos una entrada y una salida de aire adecuadas para la colocación en las mismas de ventiladores de 120x120 mm, que producirán con facilidad un adecuado caudal de aire que renueve y mantenga el aire del interior de la caja a una temperatura próxima a la del ambiente exterior.
Otro factor que suele tenerse poco en cuenta, pero cuya importancia no es despreciable es el tipo de cables de datos que se utilizan para conectar los discos duros, DVDs y disqueteras a la placa base. Si estos cables son del tipo cinta, dificultarán la circulación de aire por el interior de la caja, por lo que es más recomendable el uso de cables redondos.
Con el aumento de frecuencia de funcionamiento y de número de núcleos de los microprocesadores, el consumo de potencia eléctrica de los mismos aumenta progresivamente, lo que conlleva un aumento de la cantidad de calor que producen. Este calor debe ser evacuado al aire circundante para evitar un aumento de temperatura que podría llegar a producir fallos de funcionamiento del ordenador o incluso la avería permanente del chip. La refrigeración de estos procesadores la realiza un disipador de calor que puede ser pasivo (sin ventilador) en los casos de chips con baja disipación de potencia y si se exige el silencio absoluto, o bien provisto de un ventilador que aumentará el enfriamiento del chip en función del caudal de aire que produzca.
El aumento de la frecuencia de funcionamiento y de la complejidad de los procesadores gráficos hace que, paralelamente a los microprocesadores, la disipación de potencia de estos chips esté aumentando, lo que requiere la utilización de disipadores, casi siempre activos (con ventilador) en las tarjetas gráficas.
La limpieza periódica de todos los disipadores es muy necesaria, porque la acumulación de polvo entre sus láminas (que se produce muy rápidamente en los activos) disminuye grandemente la capacidad de enfriamiento de los mismos.
Los discos duros actuales tienen motores que giran a velocidades elevadas, lo que se traduce en el calentamiento de los mismos y de los circuitos que los controlan, por lo que deben situarse de forma que la corriente de aire que produce el ventilador de la entrada de aire de la caja los enfríe. De esta forma, aumentaremos su vida útil y reduciremos al mínimo la posibilidad de pérdida de datos.
Estos son unos conceptos muy básicos sobre la refrigeración por aire de los ordenadores. En otras entradas iré desarrollando los detalles del mantenimiento de estos componentes y de otros que también pueden dar problemas.
El primer y quizá el principal factor de los que afectan a la calidad de los sistemas de refrigeración por aire es el diseño de la caja de la CPU, que debe contar con al menos una entrada y una salida de aire adecuadas para la colocación en las mismas de ventiladores de 120x120 mm, que producirán con facilidad un adecuado caudal de aire que renueve y mantenga el aire del interior de la caja a una temperatura próxima a la del ambiente exterior.
Otro factor que suele tenerse poco en cuenta, pero cuya importancia no es despreciable es el tipo de cables de datos que se utilizan para conectar los discos duros, DVDs y disqueteras a la placa base. Si estos cables son del tipo cinta, dificultarán la circulación de aire por el interior de la caja, por lo que es más recomendable el uso de cables redondos.
Con el aumento de frecuencia de funcionamiento y de número de núcleos de los microprocesadores, el consumo de potencia eléctrica de los mismos aumenta progresivamente, lo que conlleva un aumento de la cantidad de calor que producen. Este calor debe ser evacuado al aire circundante para evitar un aumento de temperatura que podría llegar a producir fallos de funcionamiento del ordenador o incluso la avería permanente del chip. La refrigeración de estos procesadores la realiza un disipador de calor que puede ser pasivo (sin ventilador) en los casos de chips con baja disipación de potencia y si se exige el silencio absoluto, o bien provisto de un ventilador que aumentará el enfriamiento del chip en función del caudal de aire que produzca.
El aumento de la frecuencia de funcionamiento y de la complejidad de los procesadores gráficos hace que, paralelamente a los microprocesadores, la disipación de potencia de estos chips esté aumentando, lo que requiere la utilización de disipadores, casi siempre activos (con ventilador) en las tarjetas gráficas.
La limpieza periódica de todos los disipadores es muy necesaria, porque la acumulación de polvo entre sus láminas (que se produce muy rápidamente en los activos) disminuye grandemente la capacidad de enfriamiento de los mismos.
Los discos duros actuales tienen motores que giran a velocidades elevadas, lo que se traduce en el calentamiento de los mismos y de los circuitos que los controlan, por lo que deben situarse de forma que la corriente de aire que produce el ventilador de la entrada de aire de la caja los enfríe. De esta forma, aumentaremos su vida útil y reduciremos al mínimo la posibilidad de pérdida de datos.
Estos son unos conceptos muy básicos sobre la refrigeración por aire de los ordenadores. En otras entradas iré desarrollando los detalles del mantenimiento de estos componentes y de otros que también pueden dar problemas.
Mantenimiento de hardware
Buenos días.
Después de resolver muchas veces las mismas dudas en foros sobre mantenimiento de hardware, me he propuesto comentar aquí mis soluciones a los problemas más frecuentes que plantean los usuarios de foros.
Espero que este esfuerzo tenga utilidad para quien necesite asesoría en estos temas y aunque esto no sea un foro procuraré atender a los problemas que expongan los lectores.
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