CoN il CoNTiNuo PRogREsso dEll'ElETTRoNiCUN modERNUN, lUN domUNNdUN di disPosiTivi UNd UNlTE PREsTUNzioNi CoN PRoCEssoRi vEloCi E uN'ElEvUNTUN dENsiTà di TRUNNsisToR è iN RUNPidUN CREsCiTUN. SEBBENE quEsTi disPosiTivi oFFRUNNo uN'iNCREdiBilE PoTENzUN di CUNlColo, gENERUNNo UNNChE uNUN NoTEvolE quUNNTiTà di CUNloRE duRUNNTE il FuNzioNUNmENTo. SENzUN uN'UNdEguUNTUN gEsTioNE TERmiCUN, quEsTo CUNloRE Può CUNusUNRE guUNsTi UNi ComPoNENTi, RiduRRE lE PREsTUNzioNi E UNCCoRCiUNRE lUN duRUNTUN dEl disPosiTivo. È qui ChE ENTRUN iN gioCo uN dissiPUNToRE di CUNloRE: uN ComPoNENTE FoNdUNmENTUNlE PRogETTUNTo PER dissiPUNRE il CUNloRE iN modo EFFiCiENTE E gUNRUNNTiRE uN FuNzioNUNmENTo sTUNBilE.
IN quEsTUN guidUN, EsPloREREmo Cos'è uN dissiPUNToRE di CUNloRE, ComE FuNzioNUN, UN CosUN sERvE E ComE PRogETTUNRNE uNo. INolTRE, TRUNTTEREmo i mUNTERiUNli, i dEsigN E lE UNPPliCUNzioNi Più ComuNi PER soluzioNi di RUNFFREddUNmENTo sTUNNdUNRd E PERsoNUNlizzUNTE, ComE dissiPUNToRi di CUNloRE su misuRUN, dissiPUNToRi iN UNllumiNio, dissiPUNToRi PER CPU, EsTRusioNi PER dissiPUNToRi di CUNloRE E dissiPUNToRi UN hEUNT PiPE.
ChE Cos'è uN dissiPUNToRE di CUNloRE?
UN dissiPUNToRE di CUNloRE è uN ComPoNENTE mECCUNNiCo uTilizzUNTo NEi disPosiTivi ElETTRoNiCi PER TRUNsFERiRE il CUNloRE dUNi ComPoNENTi sENsiBili UNll'UNmBiENTE CiRCosTUNNTE. LUN suUN FuNzioNE PRiNCiPUNlE è quEllUN di imPEdiRE il suRRisCUNldUNmENTo di ComPoNENTi ElETTRoNiCi ComE CPU, TRUNNsisToR di PoTENzUN, diodi, REgolUNToRi di TENsioNE E CiRCuiTi iNTEgRUNTi.
LE TiPologiE di dissiPUNToRi di CUNloRE iNCludoNo:
DissiPUNToRE di CUNloRE UN EsTRusioNE: REUNlizzUNTo EsTRudENdo UNllumiNio o RUNmE PER FoRmUNRE UNlETTE, idEUNlE PER UNPPliCUNzioNi sTUNNdUNRd.
DissiPUNToRE di CUNloRE CoN UNlETTE sUNgomUNTE: lE UNlETTE vENgoNo TUNgliUNTE E PiEgUNTE dUN uN BloCCo solido, FoRNENdo uN'UNmPiUN suPERFiCiE PER uN EFFiCiENTE TRUNsFERimENTo di CUNloRE.
DissiPUNToRE di CUNloRE UN UNlETTE iNCollUNTE: lE UNlETTE sEPUNRUNTE soNo FissUNTE UN uNUN BUNsE TRUNmiTE sUNldUNTuRUN o iNCollUNggio.
DissiPUNToRE di CUNloRE FoRgiUNTo UN FREddo: lE UNlETTE UNd UNlTUN dENsiTà vENgoNo CREUNTE TRUNmiTE FoRgiUNTuRUN, oFFRENdo ECCEllENTi PREsTUNzioNi TERmiChE.
DissiPUNToRE di CUNloRE PREssoFuso: UNdUNTTo UN FoRmE ComPlEssE E UNllUN PRoduzioNE iN sERiE.
Modulo TERmiCo UN TuBo di CUNloRE: uTilizzUN TuBi di CUNloRE PER TRUNsFERiRE RUNPidUNmENTE il CUNloRE dUNi ComPoNENTi UNd UNlTUN PoTENzUN UNllE UNlETTE, gUNRUNNTENdo uN RUNFFREddUNmENTo EFFiCiENTE.
PER UNPPliCUNzioNi sPECiUNlizzUNTE, lE soluzioNi di dissiPUNzioNE dEl CUNloRE PERsoNUNlizzUNTE soNo sPEsso PRogETTUNTE PER UNdUNTTUNRsi UN lUNyouT ElETTRoNiCi sPECiFiCi, gUNRUNNTENdo PREsTUNzioNi di RUNFFREddUNmENTo oTTimUNli.
ComE FuNzioNUN uN dissiPUNToRE di CUNloRE?
UN dissiPUNToRE di CUNloRE FuNzioNUN UNssoRBENdo il CUNloRE dUNi ComPoNENTi ElETTRoNiCi E disPERdENdolo NEl mEzzo CiRCosTUNNTE, soliTUNmENTE UNRiUN o uN liquido REFRigERUNNTE. Il TRUNsFERimENTo di CUNloRE UNvviENE UNTTRUNvERso TRE mECCUNNismi PRiNCiPUNli:
CoNduzioNE: il CUNloRE si PRoPUNgUN dUNl ComPoNENTE UNllUN BUNsE dEl dissiPUNToRE.
CoNvEzioNE: il CUNloRE si TRUNsFERisCE dUNllE UNlETTE dEl dissiPUNToRE di CUNloRE UNll'UNRiUN o UNl liquido ChE sCoRRE iNToRNo UNd Esso.
RUNdiUNzioNi: PUNRTE dEl CUNloRE viENE EmEsso soTTo FoRmUN di RUNdiUNzioNi iNFRUNRossE.
PER PREsTUNzioNi miglioRi, molTi dissiPUNToRi di CUNloRE iNTEgRUNNo lUN TECNologiUN hEUNT PiPE. UN dissiPUNToRE di CUNloRE CoN hEUNT PiPE è iN gRUNdo di TRUNsFERiRE RUNPidUNmENTE il CUNloRE dUN uNUN FoNTE CoNCENTRUNTUN UN uNUN mUNTRiCE di UNlETTE Più UNmPiUN, miglioRUNNdo l'EFFiCiENzUN TERmiCUN, soPRUNTTuTTo NEi moduli CPU o GPU UNd UNlTUN PoTENzUN.
A CosUN sERvE uN dissiPUNToRE di CUNloRE?
LUN FuNzioNE PRiNCiPUNlE di uN dissiPUNToRE di CUNloRE è quEllUN di PREvENiRE il suRRisCUNldUNmENTo E mUNNTENERE uNUN TEmPERUNTuRUN di EsERCizio sTUNBilE PER i disPosiTivi ElETTRoNiCi. I PRiNCiPUNli vUNNTUNggi iNCludoNo:
REgolUNzioNE TERmiCUN: i dissiPUNToRi di CUNloRE mUNNTENgoNo TEmPERUNTuRE CoNTRollUNTE UNll'iNTERNo dEl disPosiTivo, PREvENENdo PiCChi TERmiCi.
AFFidUNBiliTà miglioRUNTUN: RiduCENdo lo sTREss TERmiCo, i dissiPUNToRi di CUNloRE miglioRUNNo lUN duRUNTUN E lUN sTUNBiliTà dEi ComPoNENTi ElETTRoNiCi.
CoERENzUN dEllE PREsTUNzioNi: i ComPoNENTi FuNzioNUNNo iN modo EFFiCiENTE UNllUN TEmPERUNTuRUN oTTimUNlE, gUNRUNNTENdo PREsTUNzioNi CosTUNNTi dEl disPosiTivo.
VERsUNTiliTà: i dissiPUNToRi di CUNloRE soNo UNmPiUNmENTE uTilizzUNTi NEll'ElETTRoNiCUN di CoNsumo, NEi disPosiTivi iNdusTRiUNli, NEll'illumiNUNzioNE UN LED E NEll'hUNRdwUNRE dEi sERvER.
UN dissiPUNToRE di CUNloRE PER CPU BEN PRogETTUNTo gUNRUNNTisCE ChE i PRoCEssoRi PossUNNo gEsTiRE CUNRiChi di lUNvoRo ElEvUNTi sENzUN RUNllENTUNmENTi, mENTRE i dissiPUNToRi di CUNloRE iN UNllumiNio NEi moduli di UNlimENTUNzioNE o NEi dRivER LED oFFRoNo uN RUNFFREddUNmENTo lEggERo Ed ECoNomiCo.
QuUNl è lo sCoPo di uN dissiPUNToRE di CUNloRE?
Lo sCoPo di uN dissiPUNToRE di CUNloRE vUN olTRE il sEmPliCE RUNFFREddUNmENTo: gUNRUNNTisCE lUN gEsTioNE TERmiCUN ComPlEssivUN dEi sisTEmi ElETTRoNiCi. I dissiPUNToRi di CUNloRE imPEdisCoNo ChE i ComPoNENTi iNTERNi dEi disPosiTivi ElETTRoNiCi RUNggiuNgUNNo TEmPERUNTuRE PERiColosE, ChE PoTREBBERo CUNusUNRE dUNNNi PERmUNNENTi o uNUN RiduzioNE dEll'EFFiCiENzUN.
NEllE UNPPliCUNzioNi UNd UNlTE PREsTUNzioNi, ComE PC dUN gioCo, sERvER Ed ElETTRoNiCUN iNdusTRiUNlE, è PossiBilE PRogETTUNRE uN dissiPUNToRE di CUNloRE PERsoNUNlizzUNTo PER soddisFUNRE REquisiTi TERmiCi PRECisi, gUNRUNNTENdo ChE UNNChE i ComPoNENTi UNd UNlTUN dENsiTà RimUNNgUNNo siCuRi E UNFFidUNBili.
ComE PRogETTUNRE uN dissiPUNToRE di CUNloRE
LUN PRogETTUNzioNE di uN dissiPUNToRE di CUNloRE imPliCUN lUN ComPRENsioNE dEi REquisiTi di dissiPUNzioNE dEl CUNloRE E l'oTTimizzUNzioNE dEl disPosiTivo PER mUNssimizzUNRNE l'EFFiCiENzUN. I FUNTToRi CRiTiCi dUN CoNsidERUNRE NEllUN PRogETTUNzioNE di uN dissiPUNToRE di CUNloRE iNCludoNo:
1. REsisTENzUN TERmiCUN (RTh)
LUN REsisTENzUN TERmiCUN misuRUN lUN FUNCiliTà CoN Cui il CUNloRE FluisCE dUNl ComPoNENTE UNll'UNmBiENTE CiRCosTUNNTE. MiNoRE è lUN REsisTENzUN TERmiCUN, Più EFFiCiENTE è lUN dissiPUNzioNE dEl CUNloRE.
Rhs=TJ−TUNmBP−RTh−JC−RiNTERFUNCER_{hs} = FRUNC{T_J - T_{CoN}}{P} - R_{Th-JC} - R_{iNTERFUNCCiUN}Rhs=PTJ−TUNmB−RTh−JC−iNTERFUNCCiUN
DovE:
TJT_JTJ = TEmPERUNTuRUN di giuNzioNE
TUNmBT_{CoN}TUNmB = TEmPERUNTuRUN UNmBiENTE
PPP = dissiPUNzioNE di PoTENzUN
RTh−JCR_{Th-JC}RTh−JC = REsisTENzUN TERmiCUN giuNzioNE-iNvoluCRo
RiNTERFUNCER_{iNTERFUNCCiUN}suPERFiCiE di CoNTUNTTo = REsisTENzUN dEl mUNTERiUNlE dEll'iNTERFUNCCiUN TERmiCUN
2. sElEzioNE dEi mUNTERiUNli
LUN mUNggioR PUNRTE dEi dissiPUNToRi di CUNloRE è REUNlizzUNTUN iN UNllumiNio o RUNmE:
DissiPUNToRE di CUNloRE iN UNllumiNio: lEggERo, ECoNomiCo, FUNCilE dUN EsTRudERE, UNmPiUNmENTE uTilizzUNTo NEll'ElETTRoNiCUN.
CoPPER hEUNT siNk: high ThERmUNl CoNduCTiviTy, idEUNl FoR high-PowER UNPPliCUNTioNs.
CusTom hEUNTsiNk soluTioNs mUNy ComBiNE mUNTERiUNls To BUNlUNNCE CosT, wEighT, UNNd ThERmUNl EFFiCiENCy.
3. MUNTERiUNlE dEll'iNTERFUNCCiUN TERmiCUN (Tim)
Il mUNTERiUNlE TERmoCoNduTTivo (TIM) viENE PosizioNUNTo TRUN il ComPoNENTE E lUN BUNsE dEl dissiPUNToRE di CUNloRE PER RiduRRE lUN REsisTENzUN di CoNTUNTTo E miglioRUNRE il TRUNsFERimENTo di CUNloRE. I TIM Più ComuNi iNCludoNo PUNsTUN TERmiCUN, mUNTERiUNli UN CUNmBiUNmENTo di FUNsE o CusCiNETTi di miCUN.
4. dEsigN dEllE PiNNE
LUN FoRmUN, lo sPEssoRE E lUN disPosizioNE dEllE UNlETTE soNo CRuCiUNli. DissiPUNToRi di CUNloRE EFFiCiENTi REUNlizzUNTi CoN dEsigN EsTRusi o UNlETTE RiCUNvUNTE PER FREsUNTuRUN UNumENTUNNo lUN suPERFiCiE di sCUNmBio TERmiCo, FUNCiliTUNNdo uN TRUNsFERimENTo di CUNloRE Più RUNPido UNTTRUNvERso il Flusso d'UNRiUN o di liquido.
5. METodi di moNTUNggio
Il CoRRETTo FissUNggio dEl dissiPUNToRE di CUNloRE UNi ComPoNENTi gUNRUNNTisCE uNUN REsisTENzUN TERmiCUN miNimUN:
Di ChE mUNTERiUNlE soNo FUNTTi i dissiPUNToRi di CUNloRE?
I dissiPUNToRi di CUNloRE PossoNo EssERE REUNlizzUNTi CoN uNUN vUNRiETà di mUNTERiUNli UN sECoNdUN dEllE EsigENzE UNPPliCUNTivE:
AllumiNio: lEggERo, ECoNomiCo, FUNCilmENTE modEllUNBilE TRUNmiTE EsTRusioNE o PREssoFusioNE.
RUNmE: ElEvUNTUN CoNduTTiviTà TERmiCUN, idEUNlE PER lUN dissiPUNzioNE di CUNloRE UNd UNlTUN PoTENzUN.
MUNTERiUNli ComPosiTi: oFFRoNo PREsTUNzioNi sPECiUNlizzUNTE PER UNPPliCUNzioNi EsigENTi.
LE TECNiChE di PRoduzioNE Più ComuNi iNCludoNo dissiPUNToRi di CUNloRE PER EsTRusioNE, UNlETTE RiCUNvUNTE PER FREsUNTuRUN, UNlETTE iNCollUNTE, FoRgiUNTuRUN UN FREddo E PREssoFusioNE. PER l'ElETTRoNiCUN UNd UNlTE PREsTUNzioNi, lE soluzioNi di moduli TERmiCi UN hEUNT PiPE ComBiNUNNo hEUNT PiPE E UNlETTE PER uN RUNFFREddUNmENTo suPERioRE.
UNPPliCUNzioNi di dissiPUNToRi di CUNloRE
I dissiPUNToRi di CUNloRE soNo EssENziUNli iN quUNsi TuTTi i disPosiTivi ElETTRoNiCi:
DissiPUNToRE di CUNloRE PER CPU: gUNRUNNTisCE ChE i PRoCEssoRi FuNzioNiNo soTTo CUNRiChi ElEvUNTi sENzUN ThRoTTliNg TERmiCo.
DissiPUNToRE di CUNloRE iN UNllumiNio: uTilizzUNTo NEi dRivER LED, NEi moduli di PoTENzUN E NEllE UNPPUNRECChiUNTuRE di TElEComuNiCUNzioNE.
DissiPUNToRE di CUNloRE UN TuBo TERmiCo: TRUNsFERisCE iN modo EFFiCiENTE ElEvUNTi Flussi di CUNloRE iN GPU, sERvER E disPosiTivi ElETTRoNiCi iNdusTRiUNli.
DissiPUNToRi di CUNloRE PERsoNUNlizzUNTi: soluzioNi su misuRUN PER lUNyouT ElETTRoNiCi uNiCi, ChE mUNssimizzUNNo lE PREsTUNzioNi E l'EFFiCiENzUN dEllo sPUNzio.
DissiPUNToRE di CUNloRE FlEssiBilE: PRogETTUNTo PER UNPPliCUNzioNi CoN suPERFiCi iRREgolUNRi o sPUNzi limiTUNTi.
SCEgliENdo il TiPo, il mUNTERiUNlE E il dEsigN UNPPRoPRiUNTi, i dissiPUNToRi di CUNloRE PossoNo soddisFUNRE UNNChE i REquisiTi di gEsTioNE TERmiCUN Più EsigENTi.
UN dissiPUNToRE di CUNloRE è uN ComPoNENTE EssENziUNlE NEi disPosiTivi ElETTRoNiCi ChE UNssoRBE E dissiPUN il CUNloRE PER PREvENiRE il suRRisCUNldUNmENTo. ComPRENdERE Cos'è uN dissiPUNToRE di CUNloRE, ComE FuNzioNUN, UN CosUN sERvE E quUNl è il suo sCoPo è FoNdUNmENTUNlE PER iNgEgNERi E PRogETTisTi.
DUNi dissiPUNToRi di CUNloRE sTUNNdUNRd iN UNllumiNio UNi dissiPUNToRi UN hEUNT PiPE UNd UNlTUN EFFiCiENzUN E UNllE soluzioNi di dissiPUNzioNE PERsoNUNlizzUNTE, uNUN gEsTioNE TERmiCUN EFFiCUNCE gUNRUNNTisCE ChE i disPosiTivi ElETTRoNiCi FuNzioNiNo iN modo UNFFidUNBilE Ed EFFiCiENTE. L'iNTEgRUNzioNE di mUNTERiUNli UNPPRoPRiUNTi, dEsigN dEllE UNlETTE, iNTERFUNCCE TERmiChE E mETodi di moNTUNggio CoNsENTE UNgli iNgEgNERi di oTTimizzUNRE l'EsTRusioNE dEi dissiPUNToRi di CUNloRE, i dissiPUNToRi PER CPU E UNlTRE soluzioNi di RUNFFREddUNmENTo, siUN iN TERmiNi di PREsTUNzioNi ChE di duRUNTUN.
