Empfehlungen für das Wärmemanagement von Boxed Intel® Desktop-Prozessoren

Systeme mit Boxed-Prozessoren erfordern ein Energiemanagement. Der Begriff Wärmemanagement bezieht sich auf zwei Hauptelemente:

• Ein ordnungsgemäß am Prozessor montierter Kühlkörper
• Effektiver Luftstrom durch das Systemgehäuse

Das Ziel des Temperaturmanagements besteht darin, den Prozessor auf seiner maximalen Betriebstemperatur oder darunter zu halten.

Durch ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement wird die Wärme effizient vom Prozessor auf die Systemluft übertragen, die dann entlüftet wird. Boxed Desktop-Prozessoren werden mit einem hochwertigen Kühlkörper mit Lüfter geliefert, der die Prozessorwärme effektiv an die Systemluft überträgt. Systembauer sind dafür verantwortlich, durch die Auswahl des richtigen Gehäuses und der richtigen Systemkomponenten einen ausreichenden Luftstrom sicherzustellen.

Nachfolgend finden Sie Empfehlungen zum Erreichen eines guten Systemluftstroms und Vorschläge zur Verbesserung der Effektivität der Wärmemanagementlösung eines Systems.

Im Allgemeinen werden Intel® Boxed Prozessoren für Desktop-Systeme mit einem Standard-Lüfter-Kühlkörper mit vorinstalliertem Thermoschnittstellenmaterial auf der Basis geliefert. Einige Prozessoren werden jedoch nicht mit Kühlkörper mit Lüfter ausgeliefert. Informationen zu Prozessoren, die ohne Kühlkörper mit Lüfter ausgeliefert werden, finden Sie unter Intel® Boxed Desktop-Prozessoren ohne Lüfterkühlkörper .

Die Wärmeleitpaste (TIM) ist für eine effektive Wärmeübertragung vom Prozessor zum Kühlkörper des Lüfters von entscheidender Bedeutung. Stellen Sie stets sicher, dass die Wärmeleitpaste korrekt aufgetragen ist, bevor Sie die Installationsanweisungen für den Prozessor und den Lüfterkühlkörper befolgen. Sie können auf die TIM-Anwendung verweisen.

Boxed Prozessoren enthalten auch ein angeschlossenes Lüfterkabel. Das Lüfterkabel wird an einen auf dem Mainboard montierten Power-Header angeschlossen, um den Lüfter mit Strom zu versorgen. Die meisten aktuellen Box-Prozessor-Lüfterkühlkörper liefern Informationen zur Lüftergeschwindigkeit an das Mainboard. Nur Mainboards mit Hardwareüberwachungsschaltkreisen können das Lüftergeschwindigkeitssignal verwenden.

Boxed-Prozessoren verwenden hochwertige kugelgelagerte Lüfter, die für einen guten lokalen Luftstrom sorgen. Dieser lokale Luftstrom überträgt die Wärme vom Kühlkörper an die Luft im System. Die Wärmeübertragung auf die Systemluft ist jedoch nur die halbe Miete. Zum Absaugen der Luft ist ein ausreichender Systemluftstrom erforderlich. Ohne einen gleichmäßigen Luftstrom durch das System zirkuliert der Kühlkörper mit Lüfter warme Luft und kühlt den Prozessor möglicherweise nicht ausreichend.

Der Luftstrom des Systems wird bestimmt durch:

• Gehäusedesign
• Chassisgröße
• Lage der Lufteinlass- und -auslassöffnungen des Gehäuses
• Kapazität des Netzteillüfters und Entlüftung
• Position des/der Prozessorsteckplatzes/-steckplätze
• Platzierung von Erweiterungskarten und Kabeln

Systemintegratoren müssen sicherstellen, dass der Luftstrom durch das System strömt, damit der Kühlkörper mit Lüfter effektiv arbeiten kann. Die richtige Aufmerksamkeit für den Luftstrom bei der Auswahl von Baugruppen und dem Bau von PCs ist wichtig für ein gutes Wärmemanagement und einen zuverlässigen Systembetrieb.

Integratoren verwenden mehrere grundlegende Gehäuseformate für Desktop-Systeme wie ATX oder microATX. Via Technologies hat eine Unterkategorie von microATX namens Mini-ITX entwickelt, um die Kompatibilität mit Intel®-based Plattformen zu gewährleisten.

In Systemen mit ATX-Komponenten erfolgt der Luftstrom in der Regel von vorne nach hinten. Luft tritt durch Lüftungsschlitze an der Vorderseite in das Gehäuse ein und wird vom Netzteillüfter und dem hinteren Gehäuselüfter durch das Gehäuse gesaugt. Der Netzteillüfter saugt die Luft durch die Rückseite des Gehäuses ab. Abbildung 1 zeigt den Luftstrom.

Für Boxed Prozessoren empfehlen wir die Verwendung von Mainboards und Gehäusen im ATX- und microATX-Formfaktor. Die ATX- und microATX-Formfaktoren sorgen für einen gleichmäßigen Luftstrom zum Prozessor und vereinfachen die Montage und Aufrüstung von Desktop-Systemen.

Die ATX-Komponenten für das Wärmemanagement unterscheiden sich von den Baby-AT-Komponenten. Bei einem ATX befindet sich der Prozessor in der Nähe des Netzteils und nicht in der Nähe der Vorderseite des Gehäuses. Netzteile, die Luft aus dem Gehäuse blasen, sorgen für den richtigen Luftstrom für aktive Lüfterkühlkörper. Der aktive Lüfterkühlkörper des Boxed-Prozessors kühlt den Prozessor effektiver, wenn er mit einem aussaugenden Netzteillüfter kombiniert wird. Daher sollte der Luftstrom in Systemen mit Box-Prozessoren von der Vorderseite des Gehäuses direkt über das Mainboard und den Prozessor und durch die Auslassöffnungen der Stromversorgung strömen. Wir empfehlen Boxed Prozessoren mit Gehäusen, die der ATX-Spezifikation Revision 2.01 oder neuer entsprechen.

Für Boxed-Prozessoren mit aktivem Lüfter/Kühlkörper optimiertes ATX-Tower-Gehäuse

Ein Unterschied zwischen dem microATX-Gehäuse und dem ATX-Gehäuse besteht darin, dass der Standort und der Typ des Netzteils variieren können. Verbesserungen des Wärmemanagements, die für das ATX-Gehäuse gelten, gelten auch für microATX.

• Gehäuseentlüftungen müssen funktionsfähig sein und dürfen nicht übermäßig quantitativ sein: Integratoren sollten darauf achten, keine Gehäuse zu wählen, die nur kosmetische Lüftungsöffnungen enthalten. Kosmetische Lüftungsschlitze sehen so aus, als würden sie Luft in das Gehäuse lassen, aber es dringt keine Luft (oder wenig Luft) ein. Wir empfehlen außerdem, Gehäuse mit übermäßigen Lüftungsschlitzen zu vermeiden. Wenn beispielsweise ein Baby AT-Gehäuse an allen Seiten große Lüftungsschlitze hat, tritt die meiste Luft in der Nähe des Netzteils ein und tritt sofort durch das Netzteil oder nahe gelegene Lüftungsschlitze aus. Folglich strömt nur sehr wenig Luft über den Prozessor und andere Komponenten. In ATX- und microATX-Gehäusen müssen E/A-Abschirmungen vorhanden sein. Ohne Abschirmungen kann die E/A-Öffnung eine übermäßige Entlüftung ermöglichen.
• Die Lüftungsschlitze müssen korrekt angeordnet sein: Die Systeme müssen über ordnungsgemäß angeordnete Einlass- und Auslassöffnungen verfügen. Die beste Position für Lüftungsschlitze ermöglicht das Eindringen von Luft in das Gehäuse und den Fluss auf einem Weg durch das System über die Komponenten und direkt über den Prozessor. Die genauen Positionen der Entlüftungsöffnungen hängen vom Gehäusetyp ab. Bei den meisten Baby-AT-Desktop-Systemen befindet sich der Prozessor in der Nähe der Vorderseite, sodass die Einlassöffnungen an der Vorderseite am besten funktionieren. Bei Baby AT-Tower-Systemen funktionieren die Lüftungsschlitze an der Unterseite der Frontplatte am besten. Bei ATX- und microATX-Systemen sollten sich die Lüftungsschlitze sowohl unten vorne als auch unten hinten am Gehäuse befinden. Außerdem müssen in ATX- und microATX-Systemen E/A-Abschirmungen installiert werden, damit das Gehäuse die Luft ordnungsgemäß entlüften kann. Das Fehlen einer E/A-Abschirmung kann den ordnungsgemäßen Luftstrom oder die Luftzirkulation im Gehäuse stören.
• Luftstromrichtung der Stromversorgung: Das Netzteil muss über einen Lüfter verfügen, der Luft in die richtige Richtung ansaugt. Bei den meisten ATX- und microATX-Systemen arbeiten Netzteile, die als Abluftventilator fungieren, der Luft aus dem System saugt, am effizientesten mit aktiven Lüfterkühlkörpern. Bei den meisten Baby-AT-Systemen fungiert der Netzteillüfter als Abluftventilator, der die Systemluft außerhalb des Gehäuses entlüftet. Einige Netzteile verfügen über Markierungen, die die Richtung des Luftstroms angeben. Stellen Sie sicher, dass das richtige Netzteil basierend auf dem Systemformat verwendet wird.
• Stärke des Netzteillüfters: PC-Netzteile enthalten einen Lüfter. Je nach Art des Netzteils saugt der Lüfter Luft in das Gehäuse hinein oder aus ihm heraus. Wenn die Einlass- und Auslassventile richtig angeordnet sind, kann der Netzteillüfter für die meisten Systeme genügend Luft ansaugen. Bei einigen Gehäusen, in denen der Prozessor zu warm läuft, kann der Wechsel zu einem Netzteil mit stärkerem Lüfter den Luftstrom erheblich verbessern.
• Entlüftung des Netzteils: Da fast die gesamte Luft durch das Netzteil strömt, muss es gut entlüftet werden. Wählen Sie ein Netzteil mit großen Lüftungsschlitzen. Drahtfingerschützer für den Netzteillüfter bieten einen wesentlich geringeren Luftströmungswiderstand als Öffnungen, die in das Blechgehäuse des Netzteils gestanzt sind. Stellen Sie sicher, dass die Disketten- und Festplattenkabel die Lüftungsschlitze der Stromversorgung im Inneren des Gehäuses nicht blockieren.
• Systemlüfter - sollte er verwendet werden? Einige Gehäuse können (zusätzlich zum Netzteillüfter) einen Systemlüfter enthalten, um den Luftstrom zu erleichtern. Ein Systemlüfter wird typischerweise mit passiven Kühlkörpern verwendet. Mit Lüfterkühlkörpern kann ein Systemlüfter gemischte Ergebnisse erzielen. In manchen Situationen verbessert ein Systemlüfter die Systemkühlung. Manchmal führt ein Systemlüfter jedoch warme Luft im Gehäuse um, wodurch die thermische Leistung des Kühlkörpers verringert wird. Bei der Verwendung von Prozessoren mit Lüfterkühlkörpern ist es im Allgemeinen besser, auf ein Netzteil mit einem stärkeren Lüfter umzusteigen, anstatt einen Systemlüfter hinzuzufügen. Thermische Tests sowohl mit einem Systemlüfter als auch ohne Lüfter zeigen, welche Konfiguration für ein bestimmtes Gehäuse am besten geeignet ist.
• Luftstromrichtung des Systemlüfters: Wenn Sie einen Systemlüfter verwenden, stellen Sie sicher, dass er Luft in die gleiche Richtung wie der Luftstrom des gesamten Systems ansaugt. Beispielsweise könnte ein Systemlüfter in einem Baby AT-System als Ansaugventilator fungieren und zusätzliche Luft aus den vorderen Gehäuseentlüftungsöffnungen ansaugen.
• Schutz vor Hotspots: Ein System kann einen starken Luftstrom haben, aber dennoch Hotspots enthalten. Hotspots sind Bereiche innerhalb des Gehäuses, die deutlich wärmer sind als die übrige Gehäuseluft. Solche Bereiche können durch unsachgemäße Positionierung des Abluftventilators, der Adapterkarten, der Kabel oder der Gehäusehalterungen und Unterbaugruppen entstehen, die den Luftstrom innerhalb des Systems blockieren. Um Hotspots zu vermeiden, platzieren Sie Abluftventilatoren nach Bedarf, positionieren Sie Adapterkarten in voller Länge neu oder verwenden Sie Karten in halber Länge, verlegen und binden Sie Kabel um, und stellen Sie sicher, dass um und über dem Prozessor Platz vorhanden ist.

Unterschiede bei Mainboards, Netzteilen und Gehäusen wirken sich auf die Betriebstemperatur von Prozessoren aus. Wir empfehlen dringend thermische Tests bei der Verwendung neuer Produkte oder bei der Auswahl eines neuen Mainboards oder Gehäuselieferanten. Thermische Tests bestimmen, ob eine bestimmte Konfiguration des Gehäuses, des Netzteils und des Mainboards einen ausreichenden Luftstrom für Boxed Prozessoren bietet.

Tests mit den richtigen thermischen Messwerkzeugen können das richtige Wärmemanagement validieren oder die Notwendigkeit eines verbesserten Wärmemanagements demonstrieren. Die Verifizierung der thermischen Lösung für ein bestimmtes System ermöglicht es Integratoren, die Testzeit zu minimieren und gleichzeitig die erhöhten thermischen Anforderungen möglicher zukünftiger Endbenutzer-Upgrades zu berücksichtigen. Das Testen eines repräsentativen Systems und eines aufgerüsteten Systems bietet die Gewissheit, dass das Wärmemanagement eines Systems für die gesamte Lebensdauer des Systems akzeptabel ist. Aktualisierte Systeme können zusätzliche Erweiterungskarten, Grafiklösungen mit höherem Strombedarf oder wärmer laufende Festplatten enthalten.

Bei jeder Konfiguration des Gehäuses, des Netzteils und des Mainboards sollten die Wärmetests mit den Komponenten durchgeführt werden, die den größten Teil der Energie ableiten. Abweichungen in Aspekten wie Prozessorgeschwindigkeit und Grafiklösungen erfordern keine weiteren thermischen Tests, wenn die Tests mit der Konfiguration mit der höchsten Verlustleistung durchgeführt werden.