Ni snackar över huvudet på varandra. Aleshi har helt rätt ur ett strikt fysikaliskt perspektiv. En enkel värmebalans säger att In - Ut = Ack, alltså genererad värme i processorn ska vara exakt identisk med värmen som leds bort annars får vi ackumulation som betyder en temperaturökning.
Huruvida en processor klarar av att belastas med 2 W utan att brinna upp beror helt på hur kylningen ser ut. Med perfekt isolering kommer den brinna upp. Med en kylare som klarar att leda bort minst 2 W värme genom ledning, strålning och konvektion kommer temperaturen inte skena. Så enkelt är det.
Fysiken bakom är inte alltför komplicerad egentligen. Värme kan transporteras på tre sätt. Antingen ledning, konvektion eller strålning. I en dator är primärt ledning och konvektion relevant. Ledning styrs av fouriers lag där Q = -k(dT/dx) där Q är värmefluxet, -k är värmekonduktiviteten och dT/dx är temperaturgradienten i en dimension. Egentligen ska gradienten vara i tre men orkade inte skriva hela derivatan. Differentierar vi och antar att värmekonduktiviteten är konstant och oberoende av temperatur så får vi ett linjärt beroende mellan temperaturskillnaden och värmeledningen. Så ju högre temperaturskillnad, ju mer värme kommer ledas bort. Det är det som ger en jämnviktstemperatur. Sen har vi den andra relevanta transporten och det är konvektion som är kopplad värme och masstransport. Det är därför vi har en fläkt i datorerna. Vi värmer upp en viss volym luft och sedan blåser vi bort den och på så sätt transporteras det bort värme mycket effektivare än med ren ledning. Det finns för övrigt två olika typer, påtvingad konvektion är mest relevant för datorer och det är då man använder en fläkt eller pump för att aktivt transportera runt en fluid. Den andra typen är naturlig eller fri konvektion som uppstår av den densitetsskillnad som blir när luft blir varm. Som vi vet stiger varm luft och det beror på att den har lägre densitet. Så sätter vi något varmt i ett kallt rum kommer vi få en luftström upp från den som transporterar bort värme. Konvektionen beskrivs av Q = -hAdT, alltså värmeövergångskoefficienten, arean och temperaturskillnaden. Även här har vi ett linjärt beroende mellan transporterad värme och temperatur.
Så, i praktiken kommer en liten pryl som genererar en vis mängd värme Q hamna i termisk jämvikt med omgivningen efter ett tag. Det relevanta är vilket temperatur denna jämvikt infinner sig på. Har vi en liten kylare kommer denna temperatur bli högre eftersom det är mindre yta som kan överföra värmet till luften. En stor kylare kommer ge lägre temperaturer. Så även om två olika processorer genererar exakt lika mycket värme så krävs det olika stora kylare beroende på vilken arbetstemperatur det ska ha.
För övrigt är inte sambandet linjärt eftersom både h och k beror av temperaturen. Vidare är strålning inte helt orelevant som man kan tro och överförd värme med strålning beror på temperaturen upphöjt i fyra så en liten skillnad i temperatur kan ge väldigt mycket mer utstrålad värme.
