Pc : Les châssis thermiquement avantagés

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Avec des processeurs dégageant de plus en plus de chaleur, certaines innovations récentes dans la
conception des châssis ont permis le refroidissement correct des processeurs les plus rapides, sans
qu’il soit besoin de dépenser des fortunes pour des ventilateurs additionnels ou des solutions de
refroidissement onéreuses.

Les alimentations des PC ont de tout temps été équipées d’un ventilateur. Il y a quelques années, ce
ventilateur assumait seul la charge du refroidissement non seulement de l’alimentation, mais aussi
de l’ensemble du système, y compris le processeur. En fait, les PC antérieurs au 486 n’étaient même
pas équipés de radiateur sur le processeur, car ce dernier ne générait que quelques watts de chaleur.
Les dissipateurs passifs sont devenus la norme sur les processeurs avec le modèle 486DX2 en 1992,
avec une dissipation de l’ordre de 5,7 W. Les dissipateurs actifs ont commencé à apparaître sur les
processeurs Pentium vendus en boutique (appelés processeurs Overdrive) et sont devenus la norme
avec les Pentium II et III ainsi que les modèles AMD Athlon en 1997. La plupart des châssis jusqu’à
cette époque n’étaient pas équipés de ventilateurs de refroidissement, à l’exception du ventilateur de
l’alimentation.

Les ventilateurs de châssis sont devenus populaires dans les systèmes OEM au milieu des années
1990, car ces derniers utilisaient en général des dissipateurs passifs peu onéreux sur le processeur. Il
était plus efficace de mettre en place un ventilateur de châssis pour refroidir le boîtier et le processeur
et de réduire le coût en faisant appel à un radiateur passif (sans ventilateur) placé sur le processeur. En 2000, avec le Pentium 4 sont apparus les systèmes à radiateur de processeur actif (avec ventilateur) et ventilateur de châssis. Les systèmes les plus modernes contiennent trois ventilateurs : un dans le bloc d’alimentation, un sur le radiateur actif sur le processeur et un à l’arrière du châssis. Certains sont même dotés de ventilateurs supplémentaires, mais les trois ventilateurs sont aujourd’hui la solution la plus courante et la plus rentable.

Malheureusement, avec les processeurs haute performance, qui dépassent les 100 W de puissance
thermique, il est devenu impossible pour un châssis de conception standard de refroidir un système
sans faire appel à des ventilateurs supplémentaires ou à des systèmes de refroidissement liquide plus
exotiques (et plus onéreux). Une innovation mineure en matière de conception de châssis a vu le
jour et permet désormais de refroidir des processeurs consommant plus de 100 W dans un système
à trois ventilateurs, sans un quelconque ajout.

Comme nous l’a montré la formule évoquée précédemment, la consommation énergétique du processeur est proportionnelle à sa fréquence et au carré du voltage consommé. Si les voltages des processeurs ont diminué, les fréquences ont pour leur part augmenté beaucoup plus rapidement, au point que la consommation énergétique dépasse aujourd’hui la barre des 120 W. Pour lutter contre la chaleur, les fabricants de radiateurs ont amélioré significativement l’efficacité des radiateurs de processeurs au cours des 10 ou 15 dernières années. Les radiateurs proposés aujourd’hui offrent une résistance thermique de l’ordre de 0,33 °C/W, ou moins. Malheureusement, les radiateurs à air conventionnels atteignent peu à peu leurs limites.

Une des méthodes bon marché pour améliorer les performances des radiateurs et autres dissipateurs
consiste à réduire la température ambiante autour du processeur, ce qui revient à abaisser la température de l’air qui pénètre dans le radiateur. Pour que soit assuré un refroidissement correct des processeurs en cartouche, Intel et AMD spécifient des limites de température pour l’air entrant dans le
ventilateur du radiateur. Si la température de l’air entrant dépasse la limite fixée, le radiateur ne sera
pas en mesure de refroidir correctement le processeur. Les circonstances exceptionnelles sont néanmoins prises en compte : en effet, tous les systèmes et radiateurs modernes sont conçus pour fonctionner correctement à une température extérieure ambiante, dans la pièce, de l’ordre de 35 °C. Cela signifie que, en général, les PC sont conçus pour travailler jusqu’à cette température. Dans des environnements plus chauds, des systèmes de conception plus particulière sont requis. Le Tableau 18.2
montre les températures maximales de l’air à l’entrée du radiateur pour les divers processeurs équipés
de radiateurs installés en usine.

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