Recomendaciones de administración térmica para procesadores Intel® para equipos de desktop en caja

Los sistemas que utilizan procesadores en caja requieren administración térmica. El concepto de administración térmica abarca dos elementos principales:

• Un disipador térmico debidamente colocado en el procesador
• Flujo de aire eficaz a través del chasis del sistema

El objetivo de la administración térmica es mantener al procesador a la temperatura de funcionamiento máxima o por debajo de ésta.

La administración térmica adecuada transfiere de manera eficaz el calor del procesador al aire del sistema, que luego se ventila hacia afuera. Los procesadores para desktop en caja se entregan con un disipador térmico del ventilador de alta calidad que transfiere eficazmente el calor del procesador al aire del sistema. Los constructores de sistemas son responsables de garantizar un flujo de aire adecuado del sistema eligiendo los componentes correctos del chasis y del sistema.

Consulte las siguientes recomendaciones para lograr un buen flujo de aire del sistema y sugerencias para mejorar la eficacia de la solución de administración térmica de un sistema.

En general, los procesadores Intel® en caja para sistemas de desktop se entregan con un disipador térmico de ventilador estándar con material de interfaz térmica aplicado previamente a la base. Sin embargo, algunos procesadores no se envían con el disipador térmico del ventilador. Consulte Procesadores® Intel en caja para equipos de desktop sin disipador térmico de ventilador para conocer los procesadores enviados sin disipador térmico de ventilador.

El material de interfaz térmica (TIM) es fundamental para proporcionar una transferencia de calor eficaz del procesador al disipador térmico del ventilador. Asegúrese siempre de que el material de interfaz térmica se aplique correctamente antes de seguir las instrucciones de instalación del procesador y del disipador térmico del ventilador. Puede hacer referencia a la aplicación TIM.

Los procesadores en caja también incluyen un cable de ventilador conectado. El cable del ventilador se conecta a un cabezal de alimentación montado en la motherboard para proporcionar alimentación al ventilador. La mayoría de los disipadores térmicos de ventilador de procesadores en caja actuales proporcionan información sobre la velocidad del ventilador a la motherboard. Solo las placas base con circuitos de monitoreo de hardware pueden usar la señal de velocidad del ventilador.

Los procesadores en caja utilizan ventiladores de rodamiento de bolas de alta calidad que proporcionan una buena corriente de aire local. Esta corriente de aire local transfiere calor del disipador térmico al aire dentro del sistema. Sin embargo, mover el calor al aire del sistema es solo la mitad de la tarea. Se requiere suficiente flujo de aire del sistema para expulsar el aire. Sin un flujo constante de aire a través del sistema, el disipador térmico del ventilador recircula el aire caliente y es posible que no enfríe adecuadamente el procesador.

El flujo de aire del sistema está determinado por:

• Diseño del chasis
• Tamaño del chasis
• Ubicación de las entradas de aire del chasis y las salidas de aire
• Capacidad del ventilador de la fuente de alimentación y ventilación
• Ubicación de la(s) ranura(s) del procesador
• Colocación de tarjetas y cables adicionales

Los integradores de sistemas deben asegurarse de que el flujo de aire a través del sistema permita que el disipador térmico del ventilador funcione eficazmente. La debida atención al flujo de aire al seleccionar subconjuntos y construir PCs es importante para una buena administración térmica y un funcionamiento fiable del sistema.

Los integradores utilizan varios factores de forma de chasis básicos para sistemas de escritorio como ATX o microATX. Via Technologies desarrolló una subcategoría de microATX llamada mini-ITX por compatibilidad con plataformas Intel®-based.

En los sistemas que utilizan componentes ATX, el flujo de aire suele ser de adelante hacia atrás. El aire ingresa al chasis a través de las rejillas de ventilación en la parte delantera y lo atraviesa mediante el ventilador de la fuente de alimentación y el ventilador del chasis trasero. El ventilador de la fuente de alimentación expulsa el aire a través de la parte posterior del chasis. La figura 1 muestra el flujo de aire.

Se recomienda usar motherboards y chasis de formato ATX y microATX para procesadores en caja. Los formatos ATX y microATX proporcionan consistencia en el flujo de aire al procesador y simplifican el montaje y la actualización del sistema de desktop.

Los componentes de administración térmica ATX son diferentes a los componentes Baby AT. En un ATX, el procesador se encuentra cerca de la fuente de alimentación, en lugar de cerca del panel frontal del chasis. Las fuentes de alimentación que expulsan el aire del chasis proporcionan un flujo de aire adecuado para los disipadores térmicos activos del ventilador. El disipador térmico de ventilador activo del procesador en caja enfría el procesador de manera más eficaz cuando se combina con un ventilador de fuente de alimentación agotadora. En consecuencia, el flujo de aire en los sistemas equipados con el procesador en caja debe fluir desde la parte frontal del chasis, directamente a través de la placa base y el procesador, y hacia afuera a través de las salidas de aire de la fuente de alimentación. Recomendamos procesadores en caja con chasis que cumplan con la Revisión de especificación ATX 2.01 o posterior.

Chasis de torre ATX optimizado para el procesador en caja con un disipador térmico de ventilador activo

Una diferencia entre el chasis microATX y el chasis ATX es que la ubicación y el tipo de fuente de alimentación pueden variar. Las mejoras en la administración térmica que se aplican al chasis ATX también se aplican a microATX.

• Las rejillas de ventilación del chasis deben ser funcionales y no excesivas en cantidad: los integradores deben tener cuidado de no seleccionar chasis que contengan únicamente ventilaciones cosméticas. Las rejillas de ventilación cosméticas parecen permitir la entrada de aire en el chasis, pero en realidad no entra aire (o poco aire). También recomendamos evitar los chasis con salidas de aire excesivas. Por ejemplo, si un chasis Baby AT tiene grandes salidas de aire en todos los lados, la mayor parte del aire entra cerca de la fuente de alimentación y sale inmediatamente a través de la fuente de alimentación o las rejillas de ventilación cercanas. En consecuencia, fluye muy poco aire sobre el procesador y otros componentes. En los chasis ATX y microATX, las pletinas de E/S deben estar presentes. Sin blindajes, la abertura de E/S puede permitir una ventilación excesiva.
• Los respiraderos deben estar ubicados correctamente: Los sistemas deben tener ventilaciones de entrada y salida correctamente ubicadas. La mejor ubicación para las rejillas de ventilación permite que el aire ingrese al chasis y fluya en un camino a través del sistema a través de los componentes y directamente sobre el procesador. La ubicación específica de los respiraderos depende del tipo de chasis. En la mayoría de los sistemas Baby AT para equipos de desktop, el procesador se encuentra cerca de la parte frontal, por lo que las entradas de ventilación en el panel frontal funcionan mejor. En los sistemas de torre Baby AT, las rejillas de ventilación en la parte inferior del panel frontal funcionan mejor. En los sistemas ATX y microATX, las rejillas de ventilación deben estar ubicadas tanto en la parte inferior delantera como en la parte inferior trasera del chasis. Además, en los sistemas ATX y microATX se deben instalar pletinas de E/S para que el chasis ventile correctamente el aire. La falta de una cubierta de E/S podría interrumpir el flujo de aire adecuado o la circulación dentro del chasis.
• Dirección del flujo de aire de la fuente de alimentación: La fuente de alimentación debe tener un ventilador que aspire aire en la dirección correcta. Para la mayoría de los sistemas ATX y microATX, las fuentes de alimentación que actúan como un extractor de aire del sistema funcionan más eficientemente con disipadores de calor de ventilador activos. Para la mayoría de los sistemas Baby AT, el ventilador de la fuente de alimentación actúa como extractor de aire, ventilando el aire del sistema fuera del chasis. Algunas fuentes de alimentación tienen marcas que indican la dirección del flujo de aire. Asegúrese de que se utiliza la fuente de alimentación adecuada según el formato del sistema.
• Fuerza del ventilador de la fuente de alimentación: Las fuentes de alimentación de PC contienen un ventilador. Según el tipo de fuente de alimentación, el ventilador aspira aire dentro o fuera del chasis. Si las entradas y salidas de aire están ubicadas correctamente, el ventilador de la fuente de alimentación puede aspirar suficiente aire para la mayoría de los sistemas. Para algunos chasis en los que el procesador se está calentando demasiado, cambiar a una fuente de alimentación con un ventilador más fuerte puede mejorar enormemente el flujo de aire.
• Ventilación de la fuente de alimentación: Dado que casi todo el aire fluye a través de la fuente de alimentación, debe estar bien ventilada. Elija una fuente de alimentación con ventilaciones grandes. Los protectores de dedos de alambre para el ventilador de la fuente de alimentación ofrecen mucha menos resistencia al flujo de aire que las aberturas estampadas en la carcasa de chapa metálica de la unidad de fuente de alimentación. Asegúrese de que los cables del disquete y del disco duro no bloqueen las salidas de aire de la fuente de alimentación dentro del chasis.
• Ventilador del sistema: ¿se debe utilizar? Algunos chasis pueden contener un ventilador de sistema (además del ventilador de la fuente de alimentación) para facilitar el flujo de aire. Un ventilador de sistema se utiliza normalmente con disipadores térmicos pasivos. Con los disipadores térmicos de ventilador, un ventilador de sistema puede tener resultados mixtos. En algunas situaciones, un ventilador del sistema mejora la refrigeración del sistema. Sin embargo, a veces un ventilador del sistema recircula aire caliente dentro del chasis, lo que reduce el desempeño térmico del disipador térmico del ventilador. Cuando se utilizan procesadores con disipadores térmicos de ventilador, en lugar de agregar un ventilador de sistema, generalmente es una mejor solución cambiar a una fuente de alimentación con un ventilador más potente. Las pruebas térmicas, tanto con un ventilador de sistema como sin el ventilador, revelan qué configuración es la mejor para un chasis específico.
• Dirección del flujo de aire del ventilador del sistema: Cuando utilice un ventilador de sistema, asegúrese de que extraiga aire en la misma dirección que el flujo de aire general del sistema. Por ejemplo, un ventilador de sistema en un sistema Baby AT podría actuar como un ventilador de admisión, extrayendo aire adicional de las rejillas de ventilación delanteras del chasis.
• Protéjase contra puntos calientes: Un sistema puede tener un flujo de aire fuerte pero aún así contener puntos calientes. Los puntos calientes son áreas dentro del chasis que están significativamente más calientes que el resto del aire del chasis. Dichas áreas podrían crearse debido a la colocación incorrecta de los extractores de aire, las tarjetas de adaptador, los cables o los soportes del chasis y los subconjuntos que bloqueen el flujo de aire dentro del sistema. Para evitar puntos calientes, coloque ventiladores de extracción, según sea necesario, reubique las tarjetas adaptadoras de longitud completa o use tarjetas de media longitud, redirija y amarre los cables, y asegúrese de dejar espacio alrededor del procesador y sobre él.

Las diferencias en las motherboards, las fuentes de alimentación y los chasis afectan la temperatura de funcionamiento de los procesadores. Recomendamos encarecidamente realizar pruebas térmicas cuando se utilicen productos nuevos o se elija un nuevo proveedor de chasis o placa base. Las pruebas térmicas determinan si una configuración específica de chasis, fuente de alimentación y motherboard proporciona un flujo de aire adecuado para los procesadores en caja.

Las pruebas realizadas con las herramientas de medición térmica adecuadas pueden validar una gestión térmica adecuada o demostrar la necesidad de mejorar la gestión térmica. La verificación de la solución térmica para un sistema específico permite a los integradores minimizar el tiempo de prueba al tiempo que incorporan las mayores demandas térmicas de posibles actualizaciones futuras para el usuario final. La prueba de un sistema representativo y un sistema actualizado proporciona la confianza de que la administración térmica de un sistema es aceptable durante toda la vida útil del sistema. Los sistemas actualizados pueden incluir tarjetas adicionales adicionales, soluciones gráficas con mayores requisitos de energía o unidades de disco duro más calientes.

Se deben realizar pruebas térmicas en cada configuración del chasis, fuente de alimentación y motherboard, utilizando los componentes que disipen más energía. Las variaciones en aspectos como la velocidad del procesador y las soluciones gráficas no requieren más pruebas térmicas si las pruebas se realizan con la configuración de disipación de energía más alta.