Kunsten at køle en processor

Be cool

Alt, hvad der bruger strøm, udvikler varme. Det gælder også for processorer, der i dag bruger lige så meget strøm som en el-pære. Selve chippen er på størrelse med en fingernegl, og varmeudviklingen sker altså på et meget lille areal. En processor må ikke blive for varm, og derfor skal varmen ledes væk. Ved en bestemt temperatur begynder processoren at fejle, og det går også ud over dens levetid, hvis den ikke er kølet godt nok.

Der skal en ordentlig heatsink med en god blæser til at få varmen væk fra en AMD Athlon. Den bruger op til 71 Watt.

Da processorerne indeholdt mindre end en million transistorer, var det ikke nødvendigt med særlig køling. Varmen fra Intels 386'ere i midten af 1980'erne kunne afledes ved simpel varmeudstråling til rummet omkring processoren. 486'ere blev forsynet med en lille blæser, der ledte varmen fra processoren ud i kabinettet, og senere måtte man kombinere et kølelegeme med en stor overflade i form af metalfinner med en blæser af en vis størrelse for at få afledt varmen effektivt nok.

De nyeste sokkelprocessorer fra Intel og AMD har en varmeudvikling på op imod 80 Watt. Selv om de hurtigste Athlon-processorer kan tåle at blive helt op til 95 graders varme uden at gå i stykker, kan de kun tåle at køre en brøkdel af et sekund uden køler, før de smelter. Mange processorer er derfor gået tabt, fordi køleren ikke var monteret korrekt.

Andre komponenter i pc'en udvikler også stadig mere varme, og efterhånden er der dukket kølelegemer eller blæsere op på chipsæt og grafikkort. For at bortlede varmen fra strømforsyning og kabinet skal der også en blæser eller to til, og varmeproblemet har derved udviklet sig til også at være et støjproblem.

Overclocking

Jo hurtigere en processor kører, des varmere bliver den. Omvendt gælder det, at jo koldere en processor kan holdes, des hurtigere kan den drives til at køre. En processors clockfrekvens er ikke et endegyldigt tal, men nærmere et mål for, hvor hurtigt processoren kan afvikle opgaver stabilt med almindelig luftkøling, som man kender det fra langt de fleste pc'er.

Dermed også sagt, at man kan skrue en del op for den frekvens, processoren sælges med, hvis man bare sørger for at holde processoren under en vis temperatur. At tvinge processoren til at køre hurtigere end det, den er specificeret til fra producentens side, kaldes at overclocke.

Uanset hvor stor kølelegemet og blæseren bliver, er der fysiske grænser for, hvor langt man kan nå med luftkøling. Det har fået folk til at eksperimentere med andre former for køling. Såkaldte Peltier-elementer består af to metalplader med forskellige elektriske egenskaber, hvor igennem der sendes en strøm. Det medfører, at den ene side af metal-sandwichen bliver varm, mens den anden bliver kold. Man bruger altså elektricitet til at pumpe varme væk fra processoren.

Andre bruger væskekøling, hvor en væskestrøm ledes ind over processoren og fører varmen med sig. Der er også eksperimenteret med flydende kvælstof og andre eksotiske kølemetoder, men så er man nok ude på et overdrev.

Indbygget køleskab

To firmaer benytter kompressorkøling, som kendes fra køleskabe, til at nedkøle processorer. De to firmaer er amerikanske Kryotech og danske Asetek. Ved hjælp af en lille kompressor kan man køle processorens omgivelser ned til langt under frysepunktet, og det bliver derved muligt at overclocke processoren 30-40 procent, uden at det går ud over stabiliteten.

I øjeblikket kan man for eksempel købe systemer med 1,6 GHz Athlon, og denne frekvens vil snart stige til 1,9 GHz. Reelt er der tale om processorer med frekvenser på henholdsvis 1,2 og 1,33 GHz, som er overclocket eller termisk accelererede, som producenterne foretrækker at sige. I løbet af tredje kvartal af 2001 vil der komme dual-systemer med to 2 GHz Athlon på markedet.

Firmaerne bygger først og fremmest systemer til professionelt brug, hvor kombinationen af stabilitet og ydelse er langt vigtigere end prisen, som er forholdsvis høj. Ideen er at få minimeret den tid, man sidder og kigger på et timeglas på skærmen i programmer til billedbehandling, 3D-grafik og lignende ressourcekrævende opgaver.

Denne Pentium 4-pc fra Asetek er oppe at ringe på hele 2 GHz, selvom der står 1,5 GHz på processoren.

Asetek kunne på CeBIT fremvise en pc med Pentium 4, der kørte med en clockfrekvens på over to gigahertz, og firmaet understøtter processorer fra både Intel og AMD. Asetek leverer såkaldte barebone-systemer, der kun består af kabinet og kølesystem, og så skal forhandleren eller brugeren selv sørge for resten af pc'ens komponenter.

Kryotech koncentrerer sig udelukkende om AMD-processorer. Firmaet har et tæt samarbejde med processor-producenten, og garantien på processorerne består, selvom der er skruet voldsomt op for clockfrekvensen. Kryotech er indtil videre den eneste virksomhed i verden, der har fået tilladelse til at ændre multiplieren på Athlon-processorerne uden at garantien ryger, men Asetek forsøger ihærdigt at få samme aftale i stand.