电脑能不能在真空环境下运行?能或者不能可能都是错的!
小花也是从事电脑行业,对软件和硬件都比较了解。他们差点被这样的一个问题给搞糊涂了,不过仔细一想,倒是个很有意思的问题。让我们直接给出答案。电脑很难长期在真空中运行,但是改装后的电脑一点问题都没有!
你可能会疑惑,为什么电脑在大气压环境下不需要呼吸?确实是这样,电脑根本不呼吸,但要散热和一定的压力环境,这主要是电脑的各个部件和工作原理造成的!一台电脑大概有以下几个主要部件:
被淘汰的硬件:光驱在这些配件中,CPU、显卡、电源等看似真空工作,但似乎可以,但这些设备必须有一个散热条件,如果散热不出去,短时间就会死机!散热有传导、对流、辐射三种方式,没有第四种!
既然没有风,风冷不行,但是很多朋友立马会指出水冷不行?其实水冷确实是可以的,对风扇的要求也降低了,甚至取消了,但问题是在真空中没有对流提供散热,这会成为一个很严重的问题。需要将散热方式由对流改为辐射,如增加散热片,然后涂成黑色方便散热!
内存和主板不需要风扇,可以在真空下工作吗?其实还是会遇到同样的散热问题。在表面有气氛的情况下,自然会形成对流,所以一些散热量比较小的南桥和北桥芯片可能没有配备散热片(有的会安装),而且在真空中辐射不足以代替对流,所以你还在为冷却问题而苦恼!
主板和其他部件可以在真空中工作吗?真空压力几乎为零,所以芯片、电感、各种电阻、PCB板一定没问题。最大的问题是电解电容器,它含有电解液。我们都知道电容器在工作时会发热。在表面一个大气压力下,电容的密封要求比在真空中要低很多,因为表面每平方厘米/千克都有一个压力,所以电容在真空中很容易爆裂(常见于老主板电容爆)
当然换成固态电容也没问题。液态铝电容器的介电材料是电解质,而固态电容器的介电材料是导电高分子材料。所以你仍旧能用它来改变!
目前使用的硬盘有两种,一种是机械硬盘,一种是SSD固态硬盘!以前的机械硬盘不能在真空中工作,因为磁头是靠空气动力悬浮在盘片上的!因此,在真空中,磁头会因没有“升力”撞击磁盘表面,而直接划伤磁盘表面而报废!充氦气的硬盘当然不会受影响,但是一定要保证不漏气,因为压力不同,密封要求也不同!
SSD硬盘使用的是内存芯片,只要没有电解电容就不可能会受到影响。也是贴片电容,多为多层(multilayer,laminated)贴片陶瓷电容,所以能在真空中工作!
基本上要造一台能在真空中工作的计算机不难,但要造出能在真空中工作的计算机有点难在太空中,因为遇到的最烦不是真空,而是太空中的各种辐射。这些带正电的质子很强大。无数带正电的质子被吸附在设备上,轻则造成设备故障,重则导致设备故障。导致报废!
在空间环境中,电子设备中数字和模拟集成电路的辐射效应大体上分为总剂量效应(TID)、单粒子效应(SEE)和剂量率(DOESRATE)效应。
总剂量效应:伽马光子、质子和中子辐照引起的氧化物层电荷俘获或位移损伤,包括漏电流增加、MOSFET阈值漂移和双极晶体管增益降低。
单粒子效应:是高能粒子(质子、中子、α粒子等重离子)轰击IC电子电路的敏感区引起的。在P-N结上产生电荷的单事件效应会导致软错误、电路闭锁或元件烧毁。单事件效应中的单事件翻转(SEU)效应导致电路节点的逻辑状态翻转。
剂量率效应是伽马射线或X射线在极短时间内以极高的速率作用于电路,并在整个电路中产生光电流,因此导致闩锁、烧毁、轨等损坏电压崩溃。以上情况都会导致芯片损坏!
所以电脑要在太空工作,芯片必须要加固,整机也要加固屏蔽,不然电脑连太空工作都不想了,几个回合下来,蓝屏死机给你看,以后直接开机就不行了!很多朋友认为LCD可能不行,但是根据测试,LCD手机在真空中还是能够顺利工作的!
下一篇:一文看懂半导体产业链