Fansız Bilgisayar Tasarımı ve Çalışma Şekli

Sanayi 4.0'ın başlaması ve edge computing ile, imalat liderleri imalat süreçlerinde daha iyi veri taşınabilirliği ve analizi için değişiklikler yapıyorlar. Daha fazla bilgisayarın iletişim kurma yeteneği kazanmasıyla, karmaşık otomasyon yüklerini yönetmek için daha akıllı ve daha güvenilir bilgisayarlara olan talep artmaktadır. Böylece, daha fazla imalat işletmesinin fabrika zemininde akıllı makineleri entegre etmesi, en zorlu koşullarda bile yanıt verebilen endüstriyel koşullarda kullanılan sağlam, endüstriyel bilgisayarlar için artan bir ihtiyaca yol açmıştır. Çoğunlukla gözden kaçırılan yaygın tasarım zorluklarından biri, zorlu endüstriyel ortamlarda 7/24 çalışmayı sağlamak için en verimli güvenilirliği sağlamak üzere geniş termal sıcaklıklarla mücadele etme yeteneğidir. Sonuç olarak, zorlu endüstriyel uygulamalarda bir bilgisayarın zararlı ısısını dağıtmak için kullanılan pasif veya aktif soğutmayı içeren iki ana tasarım ilkesi vardır.

Pasif Soğutma Nedir ve Sanayi Bilgisayarları için Nasıl Uygulanır?

Pasif soğutma, mimari tasarımlar ve ısı lavaboları aracılığıyla yüksek düzeyde doğal hava konveksiyonu ve termal dağılım elde etme yöntemidir. Örneğin, çoğu endüstriyel bilgisayarın dış şasesi, kritik bileşenlerden ısıyı uzaklaştırmak için sağlam ısı lavabosu olarak hareket eder. Bu tasarım konsepti, fana sahip bilgisayarlar için uygun olmayabilecek endüstriyel ortamlarda birçok avantaj sunar;

Sessiz çalışma: Bir bilgisayarın çoğu gürültüsü fan tarafından üretilir. Fanı çıkardığınızda, termal eşiği korumak için soğuk havayı ısı lavabolarının üzerine zorlayan konveksiyon kuvvetleriyle sessiz işlemler elde edersiniz. Bu, toplantı odalarında, hastanelerde ve diğer gürültüye duyarlı yerlerde çalışabilen bir bilgisayar yaratır.

Isı iletkenliği: Fanlı olmayan bilgisayarlar, işlemci ve depolama sürücüsü gibi hesaplama bileşenlerinden ısıyı uzaklaştırmaya yardımcı olmak için şase üzerindeki metal perçin gibi mimari başarılar kullanır. Bu, yüzey alanını artırır ve aşırı geniş sıcaklıklarda bile bilgisayarın güvenli bir sıcaklık aralığında kalmasını sağlarken termal dağılımı maksimize eder.

Durdurma süresi: Sağlam gömülü bilgisayarlar daha büyük sistemlerin çerçevesinin derinliklerine gömülüdür, bu nedenle hayati bileşenleri değiştirmek ideal değildir. Bir fanın mekanik bir sorunu veya arızası olduğunda derhal müdahale gerektirir, aksi takdirde termal eşiği aşma riski vardır. Bu, bilgisayarın istikrarı ve sağlığı için son derece zararlıdır ve hatta bileşenleri kalıcı olarak zarar görebilir, kritik operasyonlara aksama süresine neden olabilir.

Daha uzun servis ömrü: Hareketli parça miktarını azaltmak bilgisayarları parçacıklar, şok veya titreşimler tarafından kaynaklanan mekanik arızalara karşı daha az duyarlı hale getirir. Sistem kapanmalarına neden olacak kontaminasyondan daha iyi koruma, gelir ve üretkenlik kaybını önler. Isı lavaboları, ısıyı kritik bileşenlerden dış şaseye doğru yönlendirmek için kullanılır ve burada doğal hava konveksiyonu yoluyla dağıtılır.

Aktif Soğutma ve Pasif Soğutmadan Nasıl Farklıdır?

Aktif soğutma, pasif soğutmaya karşılık olarak enerji kullanarak daha düşük sıcaklıklar elde etme işlemini içerir. Aktif soğutma, termal seviyeleri yönetmek için bir iç fanı veya termoelektrik soğutucuları (TEC) kullanır. Bir fanlı bilgisayarın kullanımının ana avantajı, performansı ve hesaplama gücünü maksimize etme yeteneğidir. Örneğin, veri merkezleri ölçeklenebilir veri depolama ve yüksek performanslı hesaplama için birden çok raf montajlı bilgisayar ve sunucu sağlar. Bu veri merkezi bilgisayarları ve sunucuları, makine öğrenimi ve yapay zeka için temel sağlayan en karmaşık hesaplama algoritmaları için ayrılmıştır. En yüksek hesaplama gücünü sağlamak için bu bilgisayarlar ve sunucular, kontrol edilebilen bir ortamda güçlü bilyeli fanlarla aktif bir şekilde soğutulur. Bir bilgisayarın aktif veya pasif yöntemlerle soğutuluyor olması önemlidir; bilgisayar bileşenlerinden ısıyı uzaklaştırmak için bir yol sağlamak, aşırı ısınma gibi ciddi sonuçlarla sonuçlanır, bu da toplam sistem arızası ve onarılamaz bileşen hasarıyla sonuçlanır. Mühendislik açısından, fanlı bilgisayarların uygulanması daha kolay olmasına rağmen birkaç tasarım eksikliğine sahiptir ve genellikle endüstriyel uygulamalar için uygun değildir:

Gürültü kirliliği: İç fan bulundurmak, gevşeyebilen bileşenleri ve bilgisayarın çerçevesine karşı titreşebilen bileşenleri içerir. Bu, hava girişlerini engelleyebilir ve daha fazla ısı üretmesine neden olarak fanınızın normalden daha fazla çalışmasına yol açabilir. Sonuç olarak, fanın çalışma süresi arttıkça üretilen gürültü giderek daha yüksek hale gelir.

Partikül kontaminasyonu: Fanlı tasarımların aksine, fanlı bilgisayarlar pürüzsüz hava akışı için havalandırmaya ihtiyaç duyar, bu da partikül kontaminasyonu riskini ortaya çıkarır. Fan içeriye doğru üflediğinde, soğuk hava taşırken havadaki herhangi bir potansiyel toz veya kir de taşınır. Zamanla, birikmiş kirişler tıkanmış hava girişlerine neden olur, elektriksel bileşenleri potansiyel olarak zarar görebilir ve bilgisayarın sonunda donmasına, tıkanmasına ve kapanmasına neden olabilir. Zamanla toz ve kir birikerek fanlarda tıkanmalara neden olabilir, bilgisayarınızın aşırı ısınma ve toplam sistem arızası riskine maruz kalmasına neden olabilir.

Neden Pasif Soğutma Endüstriyel Uygulamalar İçin Önemlidir?

Hareketli parçalar ve fanlar genellikle arıza nedeni olduğundan, pasif soğutma veya fanlı olmayan tasarımlar genellikle endüstriyel gömülü bilgisayarlar için tercih edilir. Pasif soğutma tasarımının temel faydası, hareketli fanları ortadan kaldırmak, ancak bileşen kontaminasyonu riskini kontrol altına almaktır, bu da gereksiz donanım arızalarını önler. "Fanlı tasarım" kavramı, genellikle titreşimli ve şoklara maruz kalan yerlerde bilgisayarların dayanıklılığını ve ömrünü artıran hareketli parça miktarını en aza indirmek için endüstriyel ve sağlam uygulamalarda çok popüler hale gelmektedir.
 

ICC Dijital Endüstriyel Teknolojiler Ltd. Şti.

Osmangazi Mahallesi Atayolu Caddesi No:108 Gate Of Anatolia Ticari Blok Ofis 1 Sancaktepe / İstanbul / Türkiye
Telefon: +90 216 510 66 96
E-Posta: info@icc.com.tr
Web: https://www.icc.com.tr
Mersis No: 0211069647300014