Koeling/Warmteontwikkeling in de PC

[Anonymous]

Kan er iemand mij wat vertellen over de natuurkundige aspecten van warmte-ontwikkeling in de chips (frequentie/spanning), warmte-overdracht van de chips naar de omgeving en Invloed van de buiten temp van de pc.

[DePurpereWolf]

chips zijn halfgeleiders, ofwel ze geleiden als er een kleine spanning overheen staat, als deze spanning wegvlat staan ze in "sper". Doordat er een stroom door de halfgeleider loopt ontstaat er warmteontwikkeling, als dit noemen ze het seabeck effect, en het wil niets anders zeggen dan dat de elektronen de atomen bij elke botsing wat doen verwarmen. elke bit is een stroompje, elk byte is 8 bit, je werkt vast met een 32-bit PC dus elk paketje informatie bestaat uit 32 bits als je een kloksnelheid hebt van 2 GHz worden er dus 2 miljard * 32 stroompjes per seconden door de chip gestuurd. Heel vaak een kleine warmte ontwikkeling = een grote warmteontwikkeling. Koelen gaat d.m.v een ventilatortje omdat dat de goedkoopste oplossing is. Ook kan men het oppervlak van een chip vergroten door er ijzeren grillen op te plaatsen, dan gaat het koelen beter.

De buiten temperatuur is altijd wel tussen de 15 en 30 graden dus zoveel invloed heeft dat niet. Als je je pc in de koelkast legt doet hij het veel kans ook niet omdat dan bv de cd-speler en de hardeschijf het mischien niet doen.

De spanning is voor een silicium chip doorgaans 0.6 Volt.

[Anonymous]

Hallo,

De voorgaande bewering dat de buitentemperatuur geen grote invloed heeft op de koeling van de chip is niet correct, de buitentemperatuur kan variaties vertonen van 20-30 graden, terwijl de temperatuur van het koelvlak maximaal 80-90 graden is. Dit betekend variaties tot 30% in temperatuur, wat de convectieve warmteoverdrachtscoefffcient eveneens met een factor 30% verhoogt en de stralingswarmteoverdracht met een factor 280%. Dus buitentemperatuur is zeker wel belangerijk !

Bovendien is de uitleg over de productie van warmte op chips nogal slordig, warmteflux = stroom x spanning, in een moderne CMOS chip vloeit er alleen stroom wanneer er geschakeld wordt dus in die zin is de bewering wel correct dat de frequentie een invloed heeft op de warmteproductie, maar het belangerijkste probleem bij chips is het grote aantal transistoren. Dus geld niet zozeer snel vele kleintjes maken een groot, maar meer vele kleintjs maken een groot (wat ook beter klinkt!)

ook wil ik nog opmerken dat het spanningsniveau van silicium chips helemaal geen 0.6V is, dit is de bandgap van een silicium halfgeleider, (tegenwoordig met moderne PIN diodes gaat dit naar 0.3V) dit niveau betekend dus het lage niveau, het hoge niveau moet dus hoger liggen, maar toch zo laag mogelijk (aangezien vermogen spanning maal stroom is) en ligt tegenwoodig rond de volt .

Tenslotte is de warmte door de halfgeleiders geen gevolg van het seabeck effect maar veel meer van het joulse effect.

groetjes simon