Fan del PC: tutto ciò che devi sapere

Se sei qui è perché non sottovaluti l'importanza dei fan sul tuo PC. Alcuni elementi che ricordiamo solo quando iniziano a fallire e fanno rumore. Ma niente di più lontano dalla realtà, la qualità e le prestazioni dei fan potrebbero dipendere dal corretto funzionamento del nostro PC , e precisamente questo è ciò che cercheremo di chiarire qui.

Vedremo e spiegheremo praticamente tutto ciò che c'è da sapere su un fan per riuscire sempre nel nostro acquisto. L'uso di questo è molto chiaro, sono elementi che, grazie alla rotazione di un'elica e ai suoi alti giri, generano una corrente d'aria forzata che colpisce direttamente una superficie metallica calda. A causa di una differenza di temperatura tra l'aria e l'elemento, parte del calore verrà trasferita al flusso, diminuendo così la temperatura del dissipatore di calore e di conseguenza la CPU, la RAM, la scheda grafica o dove l'abbiamo posizionata.

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Quanto sono importanti i fan su un PC

Bene, il buon raffreddamento dei componenti dipenderà in parte da essi. Va da sé che i componenti elettronici funzionano ad alte frequenze e con forti intensità di corrente. Questo, insieme ad una superficie minima, fa aumentare le temperature al loro interno, richiedendo quindi dissipatori di calore. A loro volta, questi dissipatori di calore sono in grado di assorbire tutto il calore generato dal chip e di distribuirlo in una quantità innumerevole di alette in rame o alluminio. A cosa servono così tante pinne? Bene, in modo che un flusso d'aria forzato entri in loro e porti tutto il calore possibile nell'ambiente.

Se non ci sono ventole, il calore rimarrà comunque nel dissipatore di calore e andrà nell'aria calma intorno a esso in quantità molto inferiore a causa della convezione naturale. In questo modo, il chip continua ad accumulare temperatura e il sistema per proteggerlo riduce drasticamente la tensione, che chiamiamo limitazione termica, al fine di controllare il calore che genera. Quindi il risultato è un computer più lento e più caldo con una minore aspettativa di vita. Convinto dell'importanza dei fan?

L'effetto Joule Thomson

Sicuramente hai messo una ventola davanti al tuo viso una volta, e noterai che l'aria che ne esce è un po 'più fresca di quella dell'ambiente. In effetti, maggiore è la sua velocità, più freddo ci sembrerà. Ciò è dovuto all'effetto Joule-Thomson.

Questo fenomeno fisico spiega il processo in cui la temperatura dell'aria diminuisce o aumenta a causa della sua espansione o compressione spontanea a entalpia costante. L'entalpia è sostanzialmente l'energia che il sistema (aria) scambia con il resto dell'ambiente. Se l'aria si comprime, aumenta di temperatura, mentre se si espande, diminuisce. Questo può essere dimostrato molto facilmente: apri la bocca e soffia aria nella tua mano, vedrai che è caldo (circa 36, 5 ° C se non hai la febbre). Ora fai lo stesso con la bocca quasi chiusa, vedrai che l'aria esce molto più fredda, anche più dell'aria ambiente. Complimenti! L'effetto Joule Thomson è con te.

In un fan abbiamo entrambi i fenomeni; mentre passa attraverso le eliche, l'aria si comprime e aumenta leggermente la sua temperatura, mentre viene espulsa diminuisce. Maggiore è il flusso d'aria di una ventola, maggiore sarà la capacità di raffreddamento, poiché maggiore sarà l'energia che verrà scambiata con l'ambiente (il dissipatore di calore).

Diametri e tipi

diametri

Un fattore molto importante nella scelta di un ventilatore sarà il suo diametro e la sua configurazione o tipo di operazione.

Sono due fattori molto facili da capire. Il primo si riferisce a quanto è grande la ventola, maggiore è il diametro, maggiori saranno le sue pale e, di conseguenza, maggiore sarà il flusso d'aria che genera. Non entreremo in aspetti tecnici come il tipo di flusso, laminare o turbolento, ma sappiamo che una grande ventola lenta si raffredderà molto meglio di una piccola più veloce.

A questo punto ciò che veramente interessa a noi utenti è che la ventola che acquistiamo entra nel nostro telaio o nel nostro dissipatore di calore, ciò che dovremo fare è semplicemente andare alle specifiche del nostro telaio e vedere i diametri delle ventole. quello ammette. Possono essere sostanzialmente tre dimensioni: 120 mm, 140 mm e 200 mm. Sono le misure standard e quelle attualmente utilizzate ad eccezione delle configurazioni personalizzate. Si prega di non utilizzare ventole da 80 mm, sono molto vecchie, di base e fanno solo rumore.

Per quanto riguarda i tipi di fan, abbiamo i seguenti:

• Centrifughe o turbine: queste ventole sono quelle utilizzate nei dissipatori di calore a soffiante. Le alette che raccolgono l'aria sono posizionate totalmente in verticale rispetto all'asse di rotazione, quindi il flusso d'aria viene generato in una direzione di 90 ^° rispetto all'ingresso (entra in orizzontale ed esce dalla parte anteriore). In generale sono ventilatori più silenziosi ed efficienti, ma in elettronica questa non è la configurazione più consigliata, poiché l'aria esce a una velocità inferiore ea una pressione inferiore, quindi raccoglie poco calore.

Ventilatore della turbina

• Assiale: questi sono i fan di tutta la vita, le loro pale disposte ad angolo lasciano il rotore direttamente per generare un flusso perpendicolare a loro e senza cambiare la traiettoria. Sono più rumorosi e richiedono più potenza, ma la pressione e il flusso dell'aria sono più elevati, quindi sono più efficaci sui dissipatori alettati.

Ventilatore assiale

• Elicoidale: è una variante dei ventilatori assiali in cui le pale, anziché essere diritte, sono curve su se stesse. Questi ventilatori generano un grande flusso d'aria a pressione più bassa, rendendoli più silenziosi. Sono ideali per far entrare e uscire l'aria dal telaio.

Ventilatore elicoidale

Prestazioni e caratteristiche del ventilatore

Ora diamo un'occhiata più da vicino alle caratteristiche principali dei fan dei PC, poiché saranno importanti per la sua durata e prestazioni.

Design e numero della lama

Abbiamo già visto come i ventilatori assiali ed elicoidali siano molto simili, e si tratta solo di differenziare il design delle loro pale. Questi hanno il compito di far muovere l'aria nella direzione indicata e in questo modo c'è un'accelerazione dell'aria che si traduce in rumore, che i produttori cercano di eliminare a tutti i costi.

La maggior parte di questi ha ventilatori a lame personalizzati nel loro arsenale, tra cui nervature all'interno o spoiler sul retro per evitare che le turbolenze dell'aria si traducano in rumore. Il numero di questi sarà anche importante, poiché più abbiamo, più aria possono spostarsi a rivoluzioni più basse, quindi devi sempre trovare un equilibrio tra di loro.

cuscinetti

I cuscinetti o i cuscinetti sono il meccanismo responsabile per consentire il movimento di un ventilatore attraverso il motore. In questi ventilatori molto piccoli, l'asse di rotazione e le bobine elettriche o gli statori sono normalmente separati, normalmente questi ultimi sono fissi. Questo è esattamente l'opposto di un motore normale, ad esempio quelli che usano i giocattoli. Con questa formula, ciò che si ottiene è che l'asse ha meno inerzia quando le bobine sono fisse e possiamo inserire fluido al suo interno per eliminare il suono e massimizzare la durata.

Questi sono i cuscinetti più utilizzati nelle ventole per PC:

• Manicotto o cuscinetto a strisciamento: l'albero del ventilatore ha un cuscinetto a strisciamento con lubrificazione e lubrificazione per facilitare la rotazione. Le bobine formano un anello esterno di 4 o 6 a seconda del produttore. Sono abbastanza silenziosi, facili da produrre e durano abbastanza bene per circa 25.000-30000 ore prima che la loro lubrificazione si esaurisca, il loro punto più debole. Le sfere lubrificate sono posizionate per migliorare ed eliminare questa usura sul cuscinetto precedente, al fine di garantire il contatto con il cilindro di rotazione. Offrono una maggiore durata e resistono a temperature più elevate, ma sono leggermente più rumorosi a causa dell'attrito delle sfere, che dopo un colpo potrebbe spostarsi e fallire. Cuscinetto fluidodinamico: infine, abbiamo il più complesso di tutti, quello che utilizza una precamera d' olio pressurizzata attorno al cuscinetto per massimizzare la durata e la lubrificazione. Sono anche molto silenziosi e offrono una vita media di 150.000 ore. Questi sono ampiamente usati da Noctua.

RPM

Queste sono le rivoluzioni al minuto in cui ruota una ventola. Ogni giro è una svolta completa, quindi più giri ci sono in un minuto, più veloce andrà e più flusso d'aria genererà.

Tipo di collegamento elettrico

Anche il modo di collegare la ventola al nostro PC è molto importante. Forse hai notato che i fan non portano sempre lo stesso connettore di alimentazione, alcuni lo fanno attraverso un'intestazione a 3 pin, altri con un'intestazione a 4 pin e anche quelli più basilari hanno un connettore a due pin accanto a un MOLEX.

• Connessione Molex o LP4: è la più semplice, due conduttori, positivo e negativo, saranno collegati alla parte della testa della scheda madre corrispondente o direttamente a una testa MOLEX dell'alimentatore. Questi ricevono un segnale elettrico costante, 5 V o 12 V, quindi ruotano sempre al massimo numero di giri. Connessione CC: questo è molto comune per le ventole di fascia media integrate nello chassis o collegate a microcontrollori di base. Questa volta abbiamo tre pin anziché due, aggiungendo un controllo della velocità di rotazione in base alla percentuale di tensione che entra nel motore. Il controllo viene eseguito in modo analogico e consente l'interazione dell'utente se il controller è compatibile. Connessione PWM: finalmente abbiamo il più completo di tutti, utilizzando 4 pin, è possibile controllare la rotazione del motore mediante la modulazione della larghezza degli impulsi (PWM). La tensione è generata da un segnale digitale formato da impulsi, maggiore è la densità degli impulsi, maggiore è la tensione di uscita media e più velocemente ruoterà. Questo sistema è molto utile per controllare il CFM della ventola in base alla potenza consumata.

Flusso d'aria e pressione statica Qual è la migliore?

Dopo aver esaminato le caratteristiche di base e la costruzione, è tempo di esaminare le diverse misurazioni delle prestazioni dei fan. Quelli che più appaiono senza dubbio sono il flusso d'aria e la sua pressione statica.

Il flusso o flusso d'aria è la quantità di aria che circola attraverso la ventola. Nella meccanica dei fluidi viene misurata sotto forma di flusso (Q), essendo proporzionale alla sezione del condotto (S) e alla velocità dell'aria (V), Q = S * V. Esiste un'altra misura ampiamente utilizzata per questo tipo di ventole digitali, la CFM o i piedi cubi al minuto o piedi cubi al minuto, una misura britannica. In questo caso, viene misurato il flusso d'aria attraverso una sezione per unità di tempo.

Per coloro che vogliono passarlo alle unità del sistema internazionale questa è l'equivalenza:

La pressione statica, d'altra parte, è la forza che l'aria è in grado di esercitare su un oggetto, diciamo che è la potenza alla quale l'aria lascia il ventilatore. Maggiore è la pressione statica, più difficile sarà interrompere il flusso d'aria. Si misura in mmH2O o millimetro di acqua.

Ora arriva la cosa importante per l'utente, vogliamo più flusso o più pressione? Bene, dipende, ma è meglio avere entrambi. Sul mercato esistono ventole specifiche per ogni tipo di misura, quelle con più pale (9 o più) hanno un CFM più elevato, mentre quelle con meno pale, ma più larghe (8 o meno) sono specializzate in mmH2O. Quando sei in un marchio, ad esempio Corsair, vedi le serie SP o AF significa che sono "Pressione statica" o "Flusso d'aria".

Le ventole AF sono più orientate al loro utilizzo nel telaio per far entrare e uscire l'aria, poiché un flusso maggiore ci consente di rinnovare più aria all'interno della cabina. D'altra parte, i fan di SP li raccomandano per dissipatori e radiatori per poter rimuovere più calore dalla superficie. La pratica dice che più alti sono i due parametri, migliore sarà la ventola, quindi con CFM uguale, prendi la ventola con il mmH2O più alto, e se il mmH2O varia solo un'unità, prendi quella con il flusso più alto. Per esempio:

Corsair SP120 RGB	Corsair AF120 LED
1, 45 mmH2O 52 CFM € 17, 9	0, 75 mmH2o 52.19 CFM € 22, 90
Peggior opzione	La scelta migliore

rumore

Il rumore generato da un ventilatore dipende in parte dai parametri di cui sopra e anche dal tipo di cuscinetto interno che ha. Più RPM, più rumore perché più aria circola. I ventilatori a olio sono i più silenziosi.

Il rumore generato viene misurato in Decibel (dB), sebbene normalmente lo vediamo con una A davanti (dBA). Ciò significa che il valore è stato ponderato per adattarsi alla capacità uditiva umana. Il dB copre tutte le frequenze sonore disponibili, mentre il dBA si adatta alla gamma di 20 - 20.000 Hz che l'essere umano sente.

Ventole con illuminazione RGB

Già una parte fondamentale dei fan è l'inclusione dei sistemi di illuminazione RGB. Naturalmente avere RGB aumenta notevolmente tutte le prestazioni della ventola (scherzando). In ogni caso, non possiamo negare che siamo tutti colpiti da RGB e vogliamo che il nostro telaio sia il migliore di tutti.

Nello scenario attuale, quasi tutti i produttori hanno le proprie tecnologie di illuminazione, con LED in grado di fornire fino a 16, 7 milioni di colori. La cosa più importante è avere un sistema che ci permetta di personalizzarlo tramite software, quindi dobbiamo assicurarci che siano ARGB (Addressable RGB) con intestazioni a 4 pin.

Come ottenere il miglior flusso d'aria in uno chassis

Infine studieremo rapidamente e forniremo alcuni suggerimenti su come ottenere il miglior flusso d'aria in uno chassis. Molte volte non si tratta della quantità di fan, ma piuttosto della loro qualità o della loro posizione. In sostanza possiamo generare tre tipi di flussi d'aria in un telaio; flusso orizzontale, flusso verticale e flusso misto. Ricordiamo sempre che l'aria calda pesa meno del freddo, quindi tenderà sempre a salire.

Flusso verticale

Lo creiamo aspirando aria dalla base del telaio ed estraendola dall'alto. Questo sarebbe il flusso più ottimale di tutti poiché facilitiamo la circolazione dell'aria al massimo. Il problema è che pochi chassis sono aperti sotto, perché portano le coperture dell'alimentatore che lo isolano dal compartimento centrale. L'importante è sapere che le ventole superiori devono sempre attirare aria e le ventole inferiori devono farcela entrare.

Flusso orizzontale

D'altra parte, abbiamo le torri che sono chiuse sia sotto che sopra. In questo caso è presente un pannello di ventole sul lato anteriore che sarà aperto o semi aperto. Questi dobbiamo sempre posizionarli per far entrare aria, mentre nella parte posteriore avremo un altro ventilatore che toglierà tutta questa aria.

Idealmente, le ventole con un grande CFM verranno utilizzate in modo che l'aria calda non rimanga bloccata nella parte superiore, in particolare nella parte posteriore.

Flusso misto

Questi telai sono di gran lunga i più comuni oggi. Hanno l'area inferiore chiusa con il coperchio dell'alimentatore, ma sia la parte anteriore che quella superiore sono aperte, così come la parte posteriore.

Ancora una volta, l'ideale sarà mettere i fan che mettono l'aria nella parte anteriore e lasciare la parte posteriore e superiore per espellere l'aria calda. È un flusso orizzontale ma aiutato da una parte molto molto aperta e ideale per radiatori a raffreddamento a liquido.

Conclusione e guida con i migliori fan per PC

Se pensavi che l'acquisto di un fan non avesse molti segreti, qui ti abbiamo mostrato che ha anche la sua briciola. Non dovremmo sottovalutare la sua importanza in un PC, soprattutto se disponiamo di hardware molto potente o di uno chassis di scarsa qualità. Le alte temperature possono provocare danni ai nostri componenti. Ora ti lasciamo con la nostra guida.

Quanti fan usi nel tuo telaio e quanto sono grandi? Ti sei mai fermato a pensare al motivo per cui ci sono così tanti modelli di fan sul mercato?