Выбор конфигурации компьютера. Расчет производительности компьютера, страница 5

65536 / 2154303∙10^-10 = 30 420 969 команды/сек (≈30,5 млн. команд в секунду).

ВЫВОД: 2 данных компьютера, конфигурация которых приведена в первой  части данной  курсовой работы, имеют производительность 31 млн. и 30,5 млн. команд в секунду.

4. Тепловой расчет компьютера и выбор системы охлаждения.

Электронные компоненты компьютер в процессе работы потребляют электроэнергию, которая выделяется в виде тепла. Если выделяемое тепло все время не отводить и не рассеивать в окружающем пространстве, то перегрев компонент приведет к их преждевременному старению и выходу из строя.

Для отвода тепла в современном компьютере используются три способа теплопередачи: излучение, теплопроводность и конвекция.

Излучением тепло передается от поверхностей микросхем в воздух внутри системного блока, теплопроводностью тепло передается от внутренних слоев микросхем к наружным и от микросхем радиатору, в том числе теплопроводностью тепло распределяется по объему радиатора. Конвекцией, в то числе принудительной, происходит передача тепла от микросхем и радиаторов в воздух и вывод тепла из системного блока.

С задачей охлаждения электронных компонент должна успешно справляться система охлаждения, состоящая как из пассивных, так и из активных подсистем.

К пассивным подсистемам охлаждения относятся различные поверхности без принудительного обдува, в том числе радиаторы. К активным системам охлаждения относятся системы принудительной конвекции – вентиляторы, как в корпусе системного блока, так и на радиаторах.

Для современных компьютеров считается, что рабочая температура процессора равна 40⁰С, предельно допустимая - 70⁰С. Поэтому система охлаждения должна быть достаточно производительна и обеспечивать отвод необходимого количества тепла.

Для дальнейших расчетов будем считать, что все выделяемое компьютерными компонентами тепло выделяется внутрь системного блока и выводится наружу потоком воздуха в комнату, объем которой достаточно большой и температура воздуха в ней постоянна. Такое предположение позволит существенно упростить тепловую модель компьютера и снизить сложность расчетов.

Каждую секунду внутрь системного блока выделяется тепло, равное суммарной мощности всех компонент компьютера. Это тепло передается воздуху, теплоемкость которого равна 1,006 кДж/кг, а плотность 1,293 кг/м³. который поступает из комнаты с некоторой начальной температурой и скоростью, определяемой производительностью вентиляторов системного блока, и выводится обратно в комнату.

В паспортных данных, производительность вентилятора измеряется в единицах CFM – кубический фут в минуту. Для перевода данных единиц в кубические метры в секунду необходимо произвести умножение на коэффициент

1 CFM ∙ (0,3048)³/60 = 1 м³/с

Таким образом, для расчета температуры внутри системного блока необходимо знать:

-  суммарную мощность всех компонент компьютера;

-  суммарную производительность вентиляторов системного блока;

-  температуру окружающего воздуха в комнате.

Суммарная мощность компонент компьютера, конфигурация которого приведена в части первой данной курсовой работы, равна 190 и 176.5 Вт. Это означает, что каждую секунд внутрь системного блока выделяется 190 и 176.5 Дж тепла.

Температура окружающего воздуха в комнате, согласно заданию, 20 ⁰С.

Вентилятор блока питания обеспечивает производительность 80 CFM, что соответствует 80 ∙ (0,3048)³/60 = 0,037755795456 м³/с.

Этот объем воздуха может забрать тепла при нагреве на 1 ⁰С

Q = V∙r∙c

где     V – объем воздуха, м³,

r - плотность воздуха, кг/м³,

c – Теплоемкость воздуха, Дж/кг∙⁰С.

Q = 0,037755795456 ∙ 1,293 ∙ 1,006∙10³ = 49,1 Дж/с∙⁰С = 49,1 Вт/⁰С

Выделяемая системным блоком мощность в размере 185 и 171,5 Вт нагреет воздух, соответственно, на 185/49,1 = 3,78 ⁰С и 171,5/49,1 = 3,48 ⁰С . Это значит, что в системном блоке в процессе работы компьютера установится температура в 20 ⁰С. + 3,78 ⁰С = 23,78 ⁰С и 20 ⁰С. + 3,48 ⁰С = 23,48 ⁰С