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Avant
propos : pourquoi refroidir ?
En général, tout ce qui consomme de lélectricité
chauffe, c'est ce quon appelle l'effet Joule.
C'est lénergie électrique qui se transforme
en une autre, l'énergie thermique ou chaleur ( se mesure
en Joules J ). Un processeur néchappe pas à
cette règle, malheureusement, il produit de la chaleur.
Plutôt que la chaleur, on utilise la puissance thermique
pour mesurer ce phénomène, qui est la quantité
de chaleur dégagée pendant une seconde ( des joules
par secondes J/s qu'on appelle Watt W ).
La puissance thermique est un paramètre important, c'est
elle qui se conserve sur le parcours processeur -> système
de refroidissement -> air ambiant. Si le processeur dégage
une puissance thermique P, l'air ambiant reçoit la
même puissance thermique P.
Pour un processeur donné, P dépend de trois
paramètres :
- la tension électrique fournie au cpu
- la fréquence du cpu
- la charge du cpu
La puissance thermique dégagée est proportionnelle
à la fréquence ( si chaque cycle du cpu a besoin d'une
certaine quantité dénergie, plus il y a de cycles
en une seconde, plus la puissance dissipée par effet Joule
est importante ), à la charge et au carré de la tension.
Si ces paramètres augmentent, la puissance thermique augmente.
C'est là où ça coince ! car on cherche toujours
à obtenir plus de mégahertz ! D'autant plus que pour
stabiliser le processeur à une fréquence plus élevée,
augmenter la tension est indispensable ( pour améliorer le
rapport signal / bruit ), ce qui a pour effet de produire une puissance
thermique encore plus importante !
Un cpu ne fonctionnera à une fréquence donnée
seulement si sa température est inférieure à
une certaine valeur et cette valeur est d'autant plus basse que
la fréquence est élevée. Mais rien ne sert
de descendre très bas, le silicium qui fait partie du processeur
finit par être isolant ( y'a quand même pas mal de marge
avant d'y arriver ).
La température est donc le nerf de la guerre
si on souhaite overclocker, voilà pourquoi on veut refroidir.
On commencera par les concepts de base tels que la conduction,
la convection et un tout petit peu de rayonnement,
juste pour dire que ça existe parce qu'il ne joue qu'un rôle
négligeable pour ce qui nous concerne.
On verra ensuite, plus particulièrement dans le cadre du
refroidissement liquide, tout ce qui concerne le circuit du fluide
de refoidissement aux travers des pertes de charges
de chacuns des dispoditifs qui composent le circuit et des caracteristiques
des pompes.
Viendront aussi le passage en revue d'autres dispositifs utiles
comme les ventilateurs, les echangeurs thermiques ( qui transfèrent
de la chaleur d'un fluide à un autre ) et les plaques à
effet Peltier.
Enfin on verra quelques concepts pour ce qui touche aux systèmes
à changement de phase ( frigo, heat-pipe, bong ).
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