W jaki sposób różne technologie pomagają komputerowi pozostać chłodnym

W miarę jak chipy stają się szybsze i mocniejsze, rośnie też ich zużycie energii. Niestety, ten wzrost mocy wiąże się z odpowiednim wzrostem generowanego ciepła. A kiedy chipy staną się zbyt gorące, będą się dławić termicznie. Bo jeśli nie, przegrzeją się i umrą.

Ale w jaki sposób producenci procesorów graficznych i procesorów są w stanie utrzymać ciepło? Jakich technologii używają, aby jak najlepiej wykorzystać nowy krzem? Przyjrzyjmy się dzisiaj różnym technikom chłodzenia stosowanym przez producentów komputerów PC, abyśmy mogli wykorzystać maksymalny potencjał naszych komputerów.

Maksymalizacja wydajności komputera stacjonarnego

Entuzjaści komputerów zawsze szukają komputerów stacjonarnych, gdy potrzebują czystej mocy i wydajności. Dzieje się tak, ponieważ obudowy komputerowe nie są ograniczone przez kwestie związane z przestrzenią i przenośnością. Podczas gdy niektóre komputery stacjonarne są zaprojektowane jako małe i przenośne, większość innych komputerów stacjonarnych maksymalizuje przestrzeń i przepływ powietrza, umożliwiając instalację dużych i skomplikowanych systemów chłodzenia.

Wentylatory i radiatory

Na długo przed tym, jak wysokowydajne chipy zużywały setki watów energii, prawie wszystkie komputery wykorzystywały wentylatory i radiatory do chłodzenia swoich systemów. Radiator na pierwszy rzut oka wydaje się być bezpośrednio podłączony do procesora.

Jednak zazwyczaj pomiędzy radiatorem a procesorem znajduje się cienka warstwa pasty termicznej, która pomaga skutecznie odprowadzać ciepło z chipa. Wentylator następnie wymusza przepływ powietrza między łopatkami radiatora, chłodząc go, co z kolei chłodzi procesor.

Chociaż systemy chłodzone wodą stale zyskują na popularności, zwłaszcza wśród wysokowydajnych i przetaktowanych chipów, większość dzisiejszych systemów komputerowych nadal używa wentylatorów i radiatorów. Dzieje się tak, ponieważ są niedrogie, łatwe w konfiguracji i instalacji oraz nie ma ryzyka uszkodzenia wrażliwej elektroniki komputera w przypadku awarii wentylatora.

Chłodzenie cieczą

Jak sama nazwa wskazuje, ta technika chłodzenia wykorzystuje płyn chłodzący do kontrolowania temperatury komputera. Zwykle składa się z bloku wodnego przymocowanego do procesora lub układu GPU, chłodnicy, pompy wodnej i kilku rur lub węży do obiegu chłodziwa. Ten system jest ogólnie bardziej skuteczny w odprowadzaniu ciepła z komputera, co pozwala na maksymalne wykorzystanie jego możliwości.

Istnieją dwa sposoby skonfigurowania komputera chłodzonego cieczą — pierwszy to użycie urządzenia wielofunkcyjnego (AIO), a drugi to niestandardowa pętla. Ten pierwszy zawiera wszystko, czego potrzebujesz, w opakowaniu, dzięki czemu jest łatwy w instalacji i odporny na wycieki. Zwykle jednak pozwala tylko schłodzić procesor.

Jeśli chcesz schłodzić procesor graficzny i procesor za pomocą jednego grzejnika, musisz zbudować niestandardową pętlę. Niestandardowe systemy dają większą swobodę w projektowaniu systemu chłodzenia, umożliwiając tworzenie unikalnych projektów. Jednak są one droższe, nieco bardziej kruche i wymagają więcej konserwacji w porównaniu z chłodnicami AIO.

Masywne rozwiązania pasywne

​​​​​​​

Trzecia opcja chłodzenia komputera stacjonarnego wykorzystuje duże radiatory, które wykorzystują naturalny przepływ i konwekcję powietrza do chłodzenia systemu. Ponieważ te jednostki nie używają wentylatorów, muszą być gigantyczne, czasami mają dwa lub trzy razy większe aktywne chłodnice.

Te projekty są tak zaprojektowane, aby można było uruchamiać całkowicie ciche komputery. Te systemy nie mają lekkiego warkotu, który wydają wentylatory po włączeniu komputera. Dzięki temu są idealne dla osób, które potrzebują całkowitej ciszy podczas pracy na komputerze, na przykład nagrywając artystów.

Ponieważ jednak nie ma aktywnego chłodzenia, te radiatory chłodzące są zazwyczaj przeznaczone tylko do układów o niskiej lub średniej wydajności. Musisz również oczekiwać, że te chipy będą działać nieco goręcej niż rozwiązania napędzane wentylatorami.

Związane z: Co to jest TDP i jaki ma związek z chłodzeniem?

Jak laptopy są chłodne

Chłodzenie komputera, na którym można pracować z dużą ilością miejsca to jedno, ale chłodzenie cienkiej płyty metal i plastik, gdzie wszystkie elementy są ze sobą wygładzone, to zupełnie inna kulka gra.

Nie można położyć na zwykłym wentylatorze i radiatorze do komputera przenośnego, a tym bardziej na AIO lub pasywnym radiatorze. Dlatego laptopy i urządzenia mobilne wykorzystują zupełnie inne technologie chłodzenia.

Rury cieplne

Jednym z pierwszych rozwiązań opracowanych do chłodzenia laptopów są rurki cieplne. Tak działają ciepłowody według Celsia, producent radiatorów.

Rurki cieplne są zbudowane z cienkiej warstwy przypominającej knoty, nałożonej na ich wewnętrzne ściany, aby wchłaniać chłodziwo. Następnie jest napełniany płynem chłodzącym, takim jak woda, i uszczelniany próżniowo. Proces ten zapewnia równomierne rozprowadzanie chłodziwa w całej rurze.

Kiedy jeden koniec ciepłowodu jest podgrzewany, chłodziwo zaabsorbowane w warstwie wewnętrznej odparowuje i przemieszcza się do chłodniejszego końca ciepłowodu. Para chłodziwa następnie skrapla się i jest ponownie absorbowana w strukturze knota. Płynne chłodziwo wędruje następnie przez knot z powrotem do sekcji ogrzewanej poprzez działanie kapilarne.

Związane z: DIY sposoby na utrzymanie chłodnego laptopa

Te ciepłowody są zwykle połączone z chipem za pomocą przewodzącej płyty podstawy, z materiałem termoprzewodzącym między nimi, który pomaga przewodzić ciepło. Jednak w miarę jak procesory stawały się coraz bardziej gorące i wydajne, ta aplikacja wkrótce stała się niewystarczająca. Niektórzy producenci rozwiązali ten problem, używając rurek cieplnych, które bezpośrednio stykają się z chipem, ale nie jest to tak wydajne w chłodzeniu całej powierzchni chipa. Dzieje się tak, ponieważ rury nie stykają się z całą powierzchnią procesora.

Komora parowa

​​​​​​​

Jest to rozwiązanie problemu ograniczonego kontaktu rurki cieplnej. Komory parowe to zasadniczo rurki cieplne spłaszczone i wyprofilowane tak, aby odpowiadały kształtowi części wytwarzającej ciepło. Niezależnie od tego, czy jest to płaski czworokąt, czy też ma różne wypukłości i spadki, komory parowe pozostają w kontakcie z całą powierzchnią, zapewniając efektywne przenoszenie ciepła.

Według firmy Celsia komory parowe zwiększają wydajność chłodzenia o 20 do 30%. Oznacza to, że laptopy mogą być teraz wyposażone w cieńsze rozwiązania chłodzące bez zmniejszania ich wydajności, co pozwala producentom tworzyć wydajne, cienkie i lekkie laptopy.

Laptopy chłodzone wodą?

​​​​​​​

Podczas gdy większość z nas pomyślałaby, że chłodzenie laptopa wodą jest niemożliwe lub niepraktyczne, niektórzy producenci tak nie uważali. Niektórzy producenci oferują laptopy o wysokiej wydajności, których można używać z chłodzeniem wodnym. Zwykle wiąże się to z dodatkową stacją dokującą, która wymaga kilku połączeń z komputerem. Laptopy chłodzone wodą oferują skokową wydajność, ale są produktem niezwykle niszowym. Dzieje się tak, ponieważ konieczność podłączania i odłączania systemu za każdym razem, gdy przenosisz laptopa, jest niewygodna.

Musisz szczególnie uważać, aby podczas przenoszenia w systemie nie pozostała woda, ponieważ może przeciekać i uszkodzić urządzenie. Co więcej, moduł chłodzenia wodą jest nieporęczny, co czyni go niepraktycznym dla takiego przenośnego komputera.

Interfejsy chip-radiator

Rozpraszacz ciepła chipa i komora parowa lub miedziana podstawa radiatora są wykonane z twardych metali. Oznacza to, że między nimi będą znajdować się mikroskopijne szczeliny powietrzne, co dramatycznie obniża wydajność chłodzenia.

Dlatego musisz zainstalować podkładkę termoprzewodzącą, pastę termoprzewodzącą lub ciekły metal między dwiema powierzchniami, aby pomóc w odprowadzaniu ciepła.

Podkładki termiczne

Te podkładki są najłatwiejszym do zastosowania rozwiązaniem do przewodzenia ciepła. To dlatego, że są to solidne, gąbczaste materiały, które po prostu kładzie się na powierzchni chipa, który trzeba schłodzić. Jednakże, ponieważ nadal są solidne, są mniej skuteczne w wypełnianiu wszystkich szczelin powietrznych między lodówką a procesorem.

Pasta termiczna

​​​​​​​

Jest to generalnie preferowane rozwiązanie przez większą liczbę entuzjastów komputerów. Dzieje się tak, ponieważ skutecznie utrzymują kontakt z chipem i chłodnicą, a jednocześnie pozostają przystępne cenowo. Co więcej, pasta termiczna zwykle nie przewodzi prądu, więc nawet jeśli przypadkowo dotkniesz jej części do elementów płyty głównej, prawdopodobnie nie napotkasz problemów.

Jak sama nazwa wskazuje, materiał ten wykorzystuje metal do skutecznego przewodzenia ciepła. Ponieważ metal jest bardzo przewodzący, doskonale sprawdza się w utrzymywaniu chłodu. Jednak jego główną wadą jest to, że jest drogi, czasem nawet o 50% droższy. Co więcej, ponieważ metal jest przewodzący, jeśli przypadkowo wylejesz jego część na chip lub płytkę i nie wyczyścisz go, możesz napotkać problemy.

Ten materiał najlepiej pozostawić profesjonalistom i ekspertom, którzy wiedzą, co robią z komputerami.

Związane z: Jak ponownie wkleić procesor?

Większa wydajność, więcej ciepła, więcej chłodzenia

Wraz ze wzrostem mocy chipów komputerowych, które wymagają więcej energii do działania, ich moc cieplna wzrośnie. Dlatego tak ważne jest posiadanie wydajnego rozwiązania chłodzącego, jeśli chcesz wykorzystać swój sprzęt do granic możliwości.

Niemniej jednak nie potrzebujesz najlepszego dostępnego systemu chłodzenia, jeśli nie zamierzasz mocno naciskać na swój sprzęt. W przypadku większości użytkowników wystarczy standardowa konfiguracja radiatora i wentylatora dołączona do procesora i karty graficznej.

A jeśli masz laptopa, nie musisz się o to martwić. To dlatego, że producent zainstalował na twoim komputerze najlepszy system chłodzenia, biorąc pod uwagę jego wydajność, przenośność i cenę.

Jak zapobiegać przegrzaniu komputera i utrzymywać komputer w chłodzie?

Przegrzewający się komputer może prowadzić do uszkodzenia sprzętu. Skorzystaj z tych wskazówek, aby chłodzić komputer i utrzymywać bezpieczną temperaturę.

Czytaj dalej

O autorze