No mantener limpio tu torre por dentro tiene consecuencias nefastas para la salud de tu ordenador. Sin embargo, muchos hemos oído que eso no son más que exageraciones e incluso que todo ello no se sustenta en nada y que no es más que una enfermiza obsesión exagerada por la limpieza. Es por ello que os hemos decidido explicar el motivo por el cual la acumulación de polvo afecta a la temperatura de vuestro PC, además de manera científica.
En varios artículos de esta web os hemos comentado varias veces la importancia de mantener limpio el interior de vuestros ordenadores con tal de evitar males mayores. Los cuales consisten en un aumento de la temperatura acumulada dentro de la caja por la suciedad. Sin embargo, como dijo primero el filósofo David Hume y más tarde popularizo el cosmólogo Carl Sagan, afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias. Es por ello que hemos decidido haceros una guía para que entendáis los principios sobre los que funciona la disipación de calor en un ordenador y sus diferentes componentes. Por lo que de paso os explicaremos también el motivo por el cual es importante tener un buen disipador de calor encima del procesador.
¿Por qué un procesador emite calor?
La formula general que utilizamos para medir el consumo energético de un cualquier chip con una señal de reloj asociada. Es decir, que tiene una frecuencia en MHz o GHz es la siguiente:
Potencia= Capacitancia * Frecuencia de reloj* Voltaje elevado al cuadrado
La capacitancia es una constante y nos indica la capacidad que tiene un chip para mantener la carga, esta depende de la tecnología con la que se ha fabricado el chip. La frecuencia de reloj es la cantidad de pulsos que hace el procesador por segundo, recordar que en cada uno de ellos cada parte del mismo hace un trabajo completo. En cuanto al voltaje, este sube con la frecuencia, lo que hace que el consumo no sea directamente correlativo con la velocidad del procesador.
¿Qué significa realmente el TDP de un chip?
No obstante, la cosa es mucho más compleja que dicha fórmula, ya que tenemos que tener una serie de puntos adicionales:
- Las fugas de potencia, recordemos que el sistema perfecto en rendimiento no existe en ninguna parte del universo, solo sobre el papel y en condiciones de laboratorio concretas.
- Existe la potencia estática, la cual se da en los elementos de un chip se encuentran siempre activos, pero no son regidos por una señal de reloj.
- La potencia dinámica que dependerá de la velocidad de reloj y el voltaje. Por lo que diferentes partes del procesador dependiendo de lo que están haciendo tendrán diferentes consumos energéticos en cada momento. A día de hoy se utilizan técnicas como dejar partes del chip inactivas con tal de incluso estando sin usar, no sumen ni a las fugas de potencia y tampoco a la potencia estática.
Por lo que predecir el consumo energético y con ello el calor liberado de un procesador es difícil, pero sí que se puede saber hasta donde se puede llegar, dado que un sistema de reducción de calor puede también paliar sin problemas un TDP o potencia calorífica más bajos.
Sistemas de reducción de temperatura en un procesador
Lo que os hemos explicado en la sección anterior tiene que ver con la potencia energética que requiere un procesador. Sin embargo, lo que nos interesa es el calor disipada por el procesador, lo que los fabricantes llaman TDP y que se suele confundir con el consumo energético o potencia consumida por el hecho de que ambos utilizan la misma medida, los vatios. En realidad un W no es más que la cantidad de Julios o Joules por segundo, siendo estos últimos la unidad el sistema internacional.
No olvidemos que el efecto del mismo nombre es el que ocurre cuando una corriente eléctrica se mueve a través de un medio conductor, parte de la energía cinética de los electrones es liberada en forma de calor. Es por ello que nuestros dispositivos electrónicos tienen medidas de reducción del calor y la potencia que pueden alcanzar se ve reducida por esta limitación física. Sin embargo, todos ellos se basan en la siguiente fórmula general:
TDP (Max) = (TJ (Max) – TA / OJA)
Todo ello, querido lector, suena complicado al principio, sin embargo, no lo es y para una mayor comprensión vamos a desglosar lo que es cada parte de la misma.
- OJA es la resistencia térmica del dispositivo encargado de disipar el calor.
- TJ es la temperatura de unión.
- TA es la temperatura ambiente.
- TDP es la potencia disipada en forma de calor.
Resistencia térmica
La resistencia térmica se expresa en grados Celsius por vatio, y esta se define como la diferencia en temperatura entre lo que es el chip y el empaquetado en el que se encuentra instalado. En este punto los materiales utilizados en el heatsink o disipador de calor son importantes, ya que aportan más o menos reducción de la temperatura. Si el TDP liberado es bajo, bastará con una solución sencilla que no requerirá ni siquiera el uso de un sistema de aire para refrigerar. En cambio, en condiciones extremas nos podemos encontrar, aunque no es el caso de los procesadores de ordenadores domésticos, con encapsulados de cerámica.
La relación en cuanto a resistencia térmica y el heatsink del sistema es clara, y depende de varios factores, uno de ellos es el material utilizado. Da que no todos los metales y aleaciones tienen la misma capacidad de conductividad del calor, pero tampoco el mismo coste. Por ejemplo, el cobre es el mejor material seguido del aluminio, no obstante el coste del segundo hace que sea un estándar en la industria, puesto que en comparación es relativamente barato. Tal y como se puede deducir del gráfico de arriba, la resistencia térmica es más baja, cuanto más grande sea el sistema de disipación de calor. La importancia de que este valor sea bajo se entiende mejor si lo unimos con la temperatura de unión.
Temperatura de unión
La temperatura de unión se refiere a la temperatura a la que funciona el chip al desnudo. La cual por lo general es mucho más alta que la temperatura ambiente, dado que si no fuese así no requeriríamos mecanismos de reducción de la temperatura en el interior de nuestros ordenadores. En concreto, lo que mide es la temperatura generada por un chip al desnudo sin contar su encapsulado y heatsink, los cuales forman parte del sistema de disipación térmica con el objetivo de mantener la temperatura lo más baja posible.
Esta tiene su propia fórmula para calcularse, la cual es la siguiente:
TJ = Ta + (TDP * OJA)
El motivo por el cual la temperatura ambiente aparece en la fórmula es por el hecho que se encuentran en el mismo ambiente. Es decir, si reducimos el calor de la caja en la que se encuentran los componentes del PC, entonces la temperatura de unión del procesador también bajará en consecuencia de todas la influencias externas para ello.
Temperatura ambiente
Cuando hablamos de este concepto no nos referimos a la temperatura de la habitación donde se encuentra el ordenador, aunque esta también influye y este sería el caso si hablaremos de un PC con una caja de concepto abierto. Más bien a lo que hace referencia es al calor interno que existe dentro de la caja del ordenador, ya sea este un portátil, una torre de sobremesa o un servidor.
Esta se ve altamente afectada por la suciedad acumulada en forma de polvo, es decir, cuanto más sucio este tu ordenador, más alta es la temperatura ambiente y con ello más caliente estará el mismo. Por lo que no solo es importante escoger un disipador de calidad con los materiales adecuados para tu procesador, sino también una caja con la refrigeración adecuada para mantener así la temperatura ambiente lo más baja posible.
Conclusiones
Y con todo lo anteriormente explicado vamos a contar un secreto que poca gente sabe, ¿nunca os habéis preguntado el motivo por el cual hay ejercicios de overclocking extremo que permiten superar la velocidad de reloj marcada en las especificaciones técnicas? Si habéis leído lo que os hemos explicado en este artículo hasta el momento de forma detallada, entonces habréis llegado a una conclusión.
Sin embargo, hay un detalle que muy poca gente conoce y es que la temperatura máxima que se le deja alcanzar a un chip es una de seguridad. Cuando el termómetro interno detecta que se ha superado el umbral, entonces se activan los mecanismos de reducción de temperatura, los cuales consisten en bajar el voltaje y la velocidad. Dicho proceso se llama ahogamiento térmico y se hace para evitar que el chip se rompa por sobrecalentamiento.
Poder mantener los componentes de tu PC a la máxima velocidad es importante para poder mantener su máximo rendimiento posible la mayor parte del tiempo, con ello le damos la vuelta al círculo. Esperamos que con esta explicación podáis entender la importancia de tener el PC limpio. No conseguiréis que sea más rápido, pero evitaréis que se vuelva más lento.
