Enfriamiento de computadora
El enfriamiento de la computadora es necesario para eliminar el calor residual producido por los componentes de la computadora , para mantener los componentes dentro de los límites de temperatura de funcionamiento permisibles . Los componentes que son susceptibles a fallas temporales o fallas permanentes si se sobrecalientan incluyen circuitos integrados como unidades centrales de procesamiento (CPU), conjuntos de chips , tarjetas gráficas y unidades de disco duro .
Los componentes a menudo están diseñados para generar la menor cantidad de calor posible, y las computadoras y los sistemas operativos pueden diseñarse para reducir el consumo de energía y el consiguiente calentamiento de acuerdo con la carga de trabajo, pero aún se puede producir más calor del que se puede eliminar sin prestar atención al enfriamiento. El uso de disipadores enfriados por flujo de aire reduce el aumento de temperatura producido por una determinada cantidad de calor. La atención a los patrones de flujo de aire puede prevenir el desarrollo de puntos críticos. Los ventiladores de computadora se usan ampliamente junto con los ventiladores del disipador de calor para reducir la temperatura al expulsar activamente el aire caliente. También existen técnicas de refrigeración más exóticas, como la refrigeración líquida .. Todos los procesadores modernos están diseñados para cortar o reducir su voltaje o velocidad de reloj si la temperatura interna del procesador excede un límite específico. Esto generalmente se conoce como Thermal Throttling, en el caso de reducción de la velocidad del reloj o Thermal Shutdown en el caso de un apagado completo del dispositivo o sistema.
El enfriamiento puede diseñarse para reducir la temperatura ambiente dentro de la carcasa de una computadora, por ejemplo, expulsando aire caliente, o para enfriar un solo componente o un área pequeña (enfriamiento puntual). Los componentes comúnmente enfriados individualmente incluyen la CPU, la unidad de procesamiento de gráficos (GPU) y el puente norte .
Los circuitos integrados (por ejemplo, CPU y GPU) son los principales generadores de calor en las computadoras modernas. La generación de calor se puede reducir mediante un diseño eficiente y la selección de parámetros operativos como el voltaje y la frecuencia, pero, en última instancia, a menudo solo se puede lograr un rendimiento aceptable mediante la gestión de una generación de calor significativa.
En funcionamiento, la temperatura de los componentes de una computadora aumentará hasta que el calor transferido a los alrededores sea igual al calor producido por el componente, es decir, cuando se alcance el equilibrio térmico . Para una operación confiable, la temperatura nunca debe exceder un valor máximo permisible específico para cada componente. Para los semiconductores, la temperatura de unión instantánea , en lugar de la carcasa del componente, el disipador de calor o la temperatura ambiente, es crítica.
Debido a que las altas temperaturas pueden reducir significativamente la vida útil o causar daños permanentes a los componentes, y la salida de calor de los componentes a veces puede exceder la capacidad de enfriamiento de la computadora, los fabricantes suelen tomar precauciones adicionales para garantizar que las temperaturas se mantengan dentro de los límites seguros. Una computadora con sensores térmicos integrados en la CPU, placa base, chipset o GPU puede apagarse automáticamente cuando se detectan altas temperaturas para evitar daños permanentes, aunque es posible que esto no garantice por completo un funcionamiento seguro a largo plazo. Antes de que un componente sobrecalentado llegue a este punto, se puede "estrangular" hasta que las temperaturas caigan por debajo de un punto seguro mediante escalado de frecuencia dinámica .tecnología. La regulación reduce la frecuencia operativa y el voltaje de un circuito integrado o desactiva características no esenciales del chip para reducir la producción de calor, a menudo a costa de una reducción leve o significativa del rendimiento. Para las computadoras de escritorio y portátiles, la aceleración a menudo se controla en el nivel del BIOS . El estrangulamiento también se usa comúnmente para controlar las temperaturas en teléfonos inteligentes y tabletas, donde los componentes se empaquetan estrechamente con poco o ningún enfriamiento activo y con calor adicional transferido desde la mano del usuario. [1]
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