Dans notre société de plus en plus tournée vers le numérique, la technologie des ordinateurs continue de progresser afin de répondre aux besoins croissants en termes de performances, de compacité et de réduction du bruit. Au milieu de ces avancées, les PC fanless occupent une place particulière en offrant une solution de refroidissement silencieuse et efficace.
Dans cet article, nous examinerons de près ce qu’est réellement un PC fanless, comment il parvient à maintenir sa température, et les avantages qu’il présente par rapport aux PC équipés de ventilateurs.
1- Qu’est-ce qu’un PC fanless ?
Un PC fanless, également connu sous le nom de PC sans ventilateur, est un type d’ordinateur conçu pour fonctionner sans recourir à des ventilateurs de refroidissement traditionnels. Contrairement aux ordinateurs conventionnels qui utilisent des ventilateurs pour dissiper la chaleur générée par les composants internes, un PC fanless repose sur d’autres méthodes de refroidissement passif, telles que les dissipateurs thermiques en aluminium ou en cuivre, pour maintenir une température de fonctionnement optimale.
Les PC fanless sont couramment utilisés dans des applications spécifiques telles que les systèmes embarqués, les centres de données ou les kiosques publics. Ils sont également prisés dans des environnements où la poussière ou les particules peuvent obstruer les ventilateurs traditionnels.
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2- Comment fonctionnent les PC fanless ?
Les PC fanless, ou PC sans ventilateur, fonctionnent en utilisant une conception de refroidissement passive pour dissiper la chaleur générée par les composants internes, tels que le processeur, la carte mère, et le disque dur, sans recourir à des ventilateurs de refroidissement traditionnels. Voici comment cela fonctionne :
- Dissipateurs thermiques : Les PC fanless sont équipés de dissipateurs thermiques en aluminium ou en cuivre, généralement placés sur le processeur et d’autres composants sensibles à la chaleur. Ces dissipateurs thermiques sont conçus pour absorber la chaleur produite par les composants et la disperser dans l’air ambiant.
- Convection naturelle : Une fois que la chaleur est absorbée par les dissipateurs thermiques, la convection naturelle entre en jeu. L’air ambiant plus frais entre en contact avec les dissipateurs chauffés, ce qui provoque la montée de l’air chaud vers le haut et l’air frais descend pour prendre sa place. Ce processus de convection naturelle permet de refroidir passivement les composants.
- Conception efficace : Les PC fanless sont conçus avec une attention particulière à l’efficacité thermique. Les boîtiers sont souvent dotés de radiateurs ou de surfaces spéciales pour maximiser la dissipation de chaleur. De plus, les composants internes sont soigneusement sélectionnés pour leur efficacité énergétique, ce qui réduit la production de chaleur globale.
- Liquide de refroidissement (en option) : Certains PC fanless avancés peuvent également utiliser un système de refroidissement à liquide, où un liquide caloporteur circule à travers des tuyaux et des dissipateurs thermiques pour évacuer la chaleur. Cela peut être particulièrement efficace pour les charges de travail intensives.
3- Comment les ordinateurs restent froids ?
Tout simplement, les processeurs des ordinateurs génèrent de la chaleur et doivent être maintenus au frais, sinon ils ralentiront leurs performances ou s’arrêteront. Le contrôle thermique est une fonctionnalité réglementaire standard de tous les ordinateurs. Il s’agit d’un seuil de température auquel l’ordinateur limitera les performances pour réduire la production de chaleur ou s’arrêtera complètement pour protéger les composants de la fonte.
Pour garder un ordinateur au frais et éviter les contrôles thermiques, un ordinateur peut être refroidi par l’un des deux moyens suivants : refroidissement actif (avec ventilateur) ou refroidissement passif (sans ventilateur).
3.1- Refroidissement actif (avec ventilateur)
Le refroidissement actif du processeur et d’autres composants est réalisé grâce à l’utilisation d’un ventilateur à l’intérieur d’un boîtier d’ordinateur ainsi que de bouches de ventilation pour permettre à l’air chaud de s’échapper.
Tout comme un ventilateur à l’intérieur de votre maison, un ventilateur d’ordinateur aspire l’air plus frais à travers les bouches de ventilation de l’extérieur vers le boîtier de l’ordinateur et expulse l’air chaud vers l’extérieur. Les ventilateurs sont également utilisés pour déplacer l’air à l’intérieur de l’ordinateur.
Un ventilateur peut introduire de la poussière et de la saleté dans un ordinateur.
3.1.1- 5 problèmes causés par les ventilateurs d’ordinateurs
1 – Ils introduisent de la poussière à l’intérieur de l’ordinateur
Lorsque le ventilateur fonctionne, il transporte non seulement de l’air frais à travers les bouches d’aération, mais également toutes les particules en suspension dans l’air, notamment la poussière, le pollen, la saleté, la graisse et les insectes.
Au fil du temps, ces particules s’accumulent et ce n’est qu’une question de temps avant qu’elles ne commencent à causer des problèmes.
2- Ils peuvent se casser
Comme toute pièce mobile, les ventilateurs sont sujets à la casse. Ils sont encore plus susceptibles de se briser lorsqu’ils sont alourdis par la poussière et doivent travailler encore plus dur que la normale.
3- Ils ne sont pas résistants aux vibrations
Les vibrations peuvent faire des ravages sur n’importe quelle pièce mobile. La plupart des machines industrielles introduisent des vibrations dans l’environnement qui peuvent desserrer les connexions et provoquer des interférences avec les ventilateurs.
Alors que les ordinateurs sont poussés encore plus loin, notamment à l’intérieur des véhicules ou dans un puits de mine, le besoin de résistance aux vibrations est primordial.
4- Les ventilateurs ont besoin d’espace pour faire circuler l’air
Pour garantir la circulation de l’air dans et hors du boîtier du l’ordinateur, un ordinateur ventilé doit être placé dans un endroit offrant une circulation d’air adéquate sans bloquer les bouches d’aération.
En outre, pour garantir la circulation de l’air, la plupart des boîtiers d’ordinateurs sont pleins d’espace vide, ce qui les rend plus grands et plus volumineux. Pour ces raisons, les ordinateurs équipés de ventilateurs manquent de polyvalence de placement.
5- Ils sont bruyants
Les ventilateurs émettent un bruit continu qui peut poser des problèmes dans de nombreuses situations de travail. De plus, ce bruit peut s’intensifier lorsque le ventilateur doit fournir davantage d’efforts en raison de l’accumulation de poussière ou de vibrations inopinées.
3.2- Refroidissement passif (sans ventilateur ou fanless)
La refroidissement passif maintient l’ordinateur à une température optimale et le fait fonctionner de manière efficace grâce à une conception et une ingénierie astucieuses, sans avoir recours à un ventilateur gênant.
Grâce à une conception thermique réfléchie, la chaleur peut être dirigée depuis des composants sensibles tels que les processeurs et les alimentations internes vers les panneaux extérieurs du boîtier de l’ordinateur, qui agissent comme un dissipateur de chaleur géant, offrant une grande surface et des ailettes de dissipation thermique. Cette conception permet à la chaleur de se dissiper naturellement dans l’environnement environnant, contribuant au refroidissement du système.
Une bonne conception de refroidissement passif réduit au minimum les points de jonction thermique et disperse la chaleur sur une grande surface sans avoir besoin d’un ventilateur en mouvement.
Les avancées dans la technologie de refroidissement passif ont ouvert la voie non seulement à un refroidissement sans ventilateur, mais aussi à des conceptions de boîtiers sans ouvertures qui permettent de refroidir efficacement un système sans aucune ouverture dans le boîtier de l’ordinateur.
3.2.1- Processus de transfert de chaleur des PC fanless
1- Composants générateurs de chaleur (CPU, RAM, carte réseau)
2- Le dissipateur thermique évacue la chaleur et la transfère au châssis
3- Le châssis dissipe la chaleur dans l’air ambiant
4- Les 5 principaux avantages des PC fanless
Appréhender les avantages obtenus lors de la transition vers une solution sans ventilateur vous permettra, ainsi qu’à votre équipe, d’évaluer de manière plus précise la valeur de l’investissement dans des PC fanless
• Réduction du temps d’arrêt
• Augmentation de l’intervalle moyen entre les pannes
• Réduction des coûts d’exploitation
• Format plus compact
• Fonctionnement plus silencieux
4.1- Réduction du temps d’arrêt
La plupart des temps d’arrêt des ordinateurs sont dus à la surchauffe. En éliminant la poussière et un ventilateur défectueux, vous éliminez les raisons les plus courantes de la surchauffe.
Quel est le coût des temps d’arrêt ?
Dans une enquête menée par ITIC il y a quelques années, 95 % des personnes interrogées ont indiqué qu’une seule heure d’arrêt pouvait coûter à leur entreprise jusqu’à 100 000 $.
4.2- Augmentation de l’intervalle moyen entre les pannes
Le temps moyen entre les pannes (MTBF) est défini comme la durée pendant laquelle un ordinateur fonctionnera avant de ne plus pouvoir être utilisé.
La suppression de toutes les pièces mobiles dans un ordinateur, comme un ventilateur et un disque dur rotatif, élimine la principale raison des défaillances des ordinateurs.
Une autre caractéristique qui garantit une longue durée de vie est un boîtier bien conçu pour protéger l’électronique sensible. Votre boîtier PC industriel devrait non seulement être solide, mais aussi exempt d’ouvertures pour éviter l’entrée et l’accumulation de poussière.
4.3- Réduction des coûts d’exploitation
En utilisant un ordinateur sans ventilateur, vous pouvez réduire vos coûts d’exploitation en limitant les frais de maintenance et la consommation électrique.
- Réduction du temps de maintenance
Le nettoyage de la poussière sur les PC est une tâche chronophage et peut s’avérer coûteux si vous devez mettre l’ordinateur hors service. De plus, le nettoyage de la poussière peut potentiellement endommager les composants de votre ordinateur. Que vous utilisiez une bombe à air comprimé ou un aspirateur, le risque de dommage est élevé.
De plus, souffler la poussière hors des évents de l’ordinateur peut améliorer son apparence extérieure, mais cela ne résout en rien le problème. En réalité, vous ne faites que déplacer la poussière de l’extérieur vers l’intérieur de votre ordinateur.
- Réduction de la consommation d’énergie
Les ordinateurs de bureau équipés de ventilateurs ont généralement des alimentations électriques dans une plage de 240 à 650 watts. Ces alimentations sont intégrées dans le châssis de l’ordinateur et, en raison de leur puissance, nécessitent souvent un refroidissement supplémentaire par un ventilateur pour évacuer la chaleur générée par la conversion de l’énergie.
En revanche, les ordinateurs sans ventilateur peuvent fonctionner avec des alimentations électriques et des adaptateurs externes dans une plage de 35 à 80 watts.
La consommation électrique est souvent exprimée en kWh, ce qui correspond à la quantité de kilowatts consommée lorsque l’appareil est allumé pendant 1 heure.
Essayons d’estimer la consommation électrique des 2 appareils sur une année, en supposant qu’ils seront utilisés 8 heures par jour, 5 jours par semaine. En outre, prenons la valeur minimale de la gamme des ordinateurs de bureau et la valeur maximale de la gamme des adaptateurs électriques pour obtenir une comparaison réaliste :
|
PC avec ventilateur |
PC fanless |
|---|---|
| 0.24kW x (8 heures x 5 jours x 52 semaines) = 499.2 kWh | 0.08kW x (8 heures x 5 jours x 52 semaines) = 166.4 kWh |
En conclusion, les PC fanless utilisent jusqu’à 66 % moins d’énergie.
Dans ce cas précis, un ordinateur sans ventilateur équipé d’un adaptateur électrique puissant consomme 66 % moins d’énergie que son homologue avec ventilateur, qui utilise une alimentation électrique dite « économique ».
Cela signifie que nous pouvons faire fonctionner 3 PC fanless avec la même consommation d’énergie que celle nécessaire pour alimenter un seul ordinateur de bureau.
4.4- Format plus compact
Les PC fanless sont nettement plus compacts que leurs homologues commerciaux. Leur taille réduite facilite leur installation, que ce soit en les fixant au mur ou en les glissant dans des espaces restreints. Si vous disposez déjà d’un espace limité, il est fort probable que vous puissiez trouver un PC fanless qui convienne.
En revanche, si vous souhaitiez installer un ordinateur avec ventilateur dans un espace étroit déjà existant, vous pourriez avoir à investir du temps et de l’argent pour réaménager l’espace afin de garantir une ventilation adéquate.
4.5- Fonctionnement plus silencieux
Par leur nature, les ventilateurs sont bruyants et deviennent encore plus bruyants lorsqu’ils doivent travailler plus dur en raison de l’accumulation de poussière ou lorsque les composants mobiles se desserrent et vibrent contre la structure de l’ordinateur.
Cela peut ne pas poser de problème dans un entrepôt bruyant, mais cela peut certainement devenir un problème dans certains environnements tels que les soins de santé ou le divertissement, où un environnement silencieux est essentiel.
5- Comparaison entre les PC fanless et les PC commerciaux
|
Fonctionnalités |
PC sans ventilateur |
PC fanless |
Avantages |
|---|---|---|---|
| Alimentation | 110~230V | 9~48V | Moins de dépendance à l’alimentation secteur/à la prise murale |
| Consommation d’énergie | 240~650W | 35~80W | Plus économe en énergie |
| Boîtier | Ouvert | Fermé | Protection contre la pénétration de poussière |
| Taille | Moyen à grand | Petit | Intégration facile |
| Fentes d’extension | PCIe/SATA | mPCIe/mSATA | Extension à semi-conducteurs de petite taille pour le stockage et la connectivité |
| Stockage | HDD / SDD | M.2 / mSATA SSD | Système à semi-conducteurs, sans pièces mobiles, ce qui garantit une plus grande fiabilité |
| Montage | Aucun | Rail-DIN / VESA | Flexibilité d’installation |
6- Conclusion
En résumé, justifier l’adoption de matériels sans ventilateur dans le contexte professionnel est relativement simple. Un ordinateur sans ventilateur peut avoir un impact positif significatif et durable sur votre entreprise.
En éliminant le ventilateur, qui est le point de défaillance le plus courant dans les ordinateurs, vous créez une solution d’une fiabilité optimale. Bien que le coût initial d’un ordinateur sans ventilateur puisse être plus élevé que celui d’un ordinateur standard, les avantages à long terme surpassent largement les coûts initiaux, ce qui se traduit en fin de compte par une réduction du coût total de possession.
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