خنک کننده پردازنده: خنک کننده مایع در مقابل خنک کننده جریان هوا
در این مقاله تمامی‌مواردی که در هنگام انتخاب بین خنک کننده مایع و خنک کننده هوا باید بدانید آورده شده است. از جمله اینکه این دو روش چگونه کار می‌کنند و کدام یک برای شما مناسب است. همچون هر قطعه سخت افزار قدرتمند رایانه شخصی، CPU هنگام کار تولید گرما میکند و برای دستیابی به حداکثر کارایی باید به درستی خنک شود.
همانطور که مارک گالینا، معمار سیستم حرارتی و مکانیکی در اینتل توضیح می‌دهد، «در طول کارکرد عادی، ترانزیستورهای داخل یک CPU انرژی الکتریکی را به انرژی حرارتی (گرما) تبدیل می‌کنند. این گرما باعث افزایش دمای CPU میشود. اگر یک مسیر کارآمد برای آن گرما وجود نداشته باشد، CPU از دمای کارکرد ایمن خود فراتر خواهد رفت.»
اما بهترین راه برای کارکرد CPU در دمای ایده آل چیست؟ راه های زیادی برای خنک کردن پردازنده وجود دارد، اما اکثر رایانه های رومیزی و لپ تاپ ها از خنک کننده های مبتنی بر هوا یا مایع استفاده می‌کنند. ما در مورد خنک کننده مایع در مقابل خنک کننده هوا صحبت خواهیم کرد: نحوه عملکرد آنها، مزایا و معایب هر کدام، و اینکه کدام یک ممکن است برای راه اندازی شما مناسب باشد را توضیح می‌دهیم.
کولر CPU چگونه کار میکند
خنک کننده های CPU مبتنی بر هوا و مایع بر اساس یک اصل عمل می‌کنند و هر دو اساساً یک کار را انجام می‌دهند: گرما را از CPU جذب کرده و آن را از سخت افزار دور می‌سازند.
گرمای تولید شده توسط خود پردازنده به درب فلزی CPU که پخش کننده حرارت مجتمع (IHS) نامیده میشود، توزیع میشود. سپس گرما به صفحه پایه خنک کننده CPU منتقل میشود. سپس آن گرما، یا توسط مایع یا از طریق لوله حرارتی، به یک فن توزیع میشود، جایی که از خنک کننده دور میشود و در نهایت از رایانه شخصی دور میشود. اگرچه روش های زیربنایی مشابه هستند، اما این دو روش به روش های بسیار متفاوتی به این توزیع مجدد گرما دست می‌یابند. بیایید با خنک کننده هوا شروع کنیم.
خنک کننده با مکانیزم هوا
در یک خنک کننده هوا، گرما از IHS CPU، از طریق خمیر حرارتی اعمال شده و به یک صفحه پایه رسانا که معمولا از مس یا آلومینیوم ساخته میشود، منتقل میشود. از صفحه پایه، انرژی حرارتی به لوله های حرارتی متصل منتقل میشود. لوله های حرارتی به گونه ای طراحی شده اند که گرما را از یک مکان به مکان دیگر منتقل کنند. در این حالت گرما به سمت یک هیت سینک که از مادربرد خارج می شود، حرکت میکند و فضا را برای اجزای دیگر مانند RAM آزاد میکند. این لوله ها انرژی را به شکل گرما به باله های فلزی نازک تشکیل دهنده هیت سینک می‌رسانند. این باله ها برای حداکثر قرار گرفتن در معرض هوای خنک تر طراحی شده اند و در نهایت گرمای فلز را جذب میکند. سپس یک فن متصل شده، هوای گرم را از هیت سینک دور میکند.
کارایی یک کولر هوا بسته به عواملی مانند مواد مورد استفاده در ساخت و ساز (مثلاً رسانایی مس از آلومینیوم بیشتر است، اگرچه آلومینیوم ارزان تر است) و اندازه و تعداد فن های متصل به هیت سینک CPU می‌تواند متفاوت باشد. این تفاوت در اندازه و طراحی خنک کننده های CPU مبتنی بر هوا را توضیح می‌دهد. کولرهای هوای بزرگتر معمولاً گرما را بهتر دفع می‌کنند، اما همیشه جایی برای یک راه حل خنک کننده حجیم، به خصوص در رایانه های شخصی کوچک وجود ندارد. ما مزایای خنک کننده هوا را بیشتر بررسی خواهیم کرد، اما ابتدا برای مقایسه، خنک کننده مایع را مرور می‌کنیم.
خنک کننده با مکانیزم مایع
همچون کولرهای هوا، گزینه های زیادی وجود دارد، اما اکثر آنها به دو دسته تقسیم می‌شوند: کولرهای همه کاره (AIO) یا حلقه های خنک کننده سفارشی. در زیر بیشتر بر روی خنک کننده های All-in-One (AIO) تمرکز خواهیم کرد، اگرچه اصول اساسی نحوه خنک کردن CPU توسط مایع در هر دو یکسان است.
مشابه خنک کننده هوا، فرآیند با یک صفحه پایه شروع میشود که با یک لایه خمیر حرارتی به IHS CPU متصل میشود. این موضوع امکان انتقال حرارت بهتر بین دو سطح را فراهم میکند. سطح فلزی صفحه پایه بخشی از بلوک آبی است که برای پر شدن با مایع خنک کننده طراحی شده است.
خنک کننده در حین حرکت در بلوک آب، گرما را از صفحه پایه جذب میکند. سپس از طریق سیستم به حرکت خود ادامه می‌دهد و از طریق یکی از دو لوله به سمت رادیاتور به سمت بالا می‌رود. رادیاتور مایع را در معرض هوا قرار می‌دهد که به خنک شدن آن کمک میکند و فن های متصل به رادیاتور سپس گرما را از کولر دور می‌کنند. در نهایت مایع خنک کننده دوباره وارد بلوک آبی میشود و چرخه دوباره تکرار میشود.
کدام یک برای شما مناسب است؟
هر دو گزینه خنک کننده زمانی که به درستی پیاده سازی شوند بسیار موثر هستند، اما در شرایط مختلف عالی هستند. در زیر چند فاکتور وجود دارد که باید هنگام انتخاب خود در نظر بگیرید.
قیمت
قیمت بسته به ویژگی هایی که در اولویت قرار می‌دهید می‌تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. با این حال به طور کلی، کولرهای هوا به دلیل عملکرد ساده تر، هزینه کمتری دارند. نسخه های پایه ای و پریمیوم هر دو وجود دارد. یک نسخه درجه یک کولر هوا ممکن است دارای هیت سینک بزرگتر، فن های بهتر و گزینه های زیبایی شناسی متفاوتی باشد. یک خنک کننده مایع رده بالا All-in-One (AIO) ممکن است رادیاتور بزرگتری داشته باشد و ترکیبی از سفارشی سازی زیبایی شناختی و عملکردی مانند نرم افزار برای کنترل سرعت فن و نور را ارائه دهد. خنک کننده های CPU هوا و مایع بسته به ویژگی های مورد نظر شما در طیف وسیعی قیمت گذاری می‌شوند.
سهولت نصب
اگرچه نصب یک کولر مایع All-in-One (AIO) اغلب پیچیده تر از یک خنک کننده هوای استاندارد است، اما هنوز هم نسبتاً ساده است. اکثر آنها فقط از بلوک آب، دو شیلنگ که مایع خنک کننده را چرخانده و یک رادیاتور تشکیل شده است. مراحل بیشتر شامل وصل کردن بلوک آب است که فرآیندی شبیه به نصب کولر هوا است و سپس رادیاتور و فن ها را به گونه ای وصل میکنید که گرمای اضافی به راحتی از رایانه شخصی خارج شود. از آنجایی که مایع خنک کننده، پمپ و رادیاتور به صورت مستقل در دستگاه قرار دارند (از این رو All-in-One (AIO) نامیده میشود)، پس از نصب نیاز به نظارت یا نگهداری بسیار کمی دارد.
از سوی دیگر نصب حلقه سفارشی نیازمند تلاش و آموزش بیشتر سازنده است. فرآیند نصب اولیه ممکن است زمان بر تر باشد، اما انعطاف پذیری اضافه شده اجازه می دهد تا به میزان قابل توجهی سفارشی سازی شود و در صورت تمایل، امکان گنجاندن اجزای دیگر مانند GPU در حلقه وجود داشته باشد. این حلقه های سفارشی پیچیده تر همچنین میتوانند از ساخت های همه اشکال و اندازه ها در صورت پیاده سازی صحیح پشتیبانی کنند.
اندازه
کولرهای هوا میتوانند حجیم باشند، اما این حجم به یک منطقه محدود میشود، نه اینکه در سراسر سیستم توزیع شود. از سوی دیگر با All-in-One (AIO)، به فضایی برای رادیاتور نیاز خواهید داشت و همچنین باید مواردی مانند جهت گیری و تراز مناسب بلوک آب و لوله های خنک کننده را در نظر بگیرید.
گفته می شود اگر در ساختمان کوچکتری کار میکنید، یک کولر هوای حجیم ممکن است بهترین گزینه نباشد. یک کولر هوای با مشخصات پایین یا یک آل این وان (AIO) با رادیاتور کوچک می‌تواند مناسب تر باشد. هنگام برنامه ریزی برای ارتقا یا انتخاب کیس خود، مطمئن شوید که فضای کافی برای راه حل خنک کننده انتخابی خود دارید و کیس شما از سخت افزاری که انتخاب کرده اید پشتیبانی میکند.
صدا
خنک کننده مایع، به خصوص هنگام استفاده از All-in-One (AIO)، نسبت به فن روی هیت سینک CPU بی صدا تر است. باز هم باید گفت که این می‌تواند موضوعی متفاوت باشد، به این صورت که کولرهای هوا با فن هایی وجود دارند که به طور خاص برای کاهش نویز طراحی شده اند و تنظیمات فن یا انتخاب فن می‌تواند بر میزان نویز ایجاد شده تأثیر بگذارد. به طور کلی خنک کننده مایع تمایل به تولید صدای کمتری دارد، زیرا پمپ کوچک معمولاً به خوبی عایق بندی شده است و فن های رادیاتور تمایل دارند با RPM (دور در دقیقه) کمتر نسبت به هیت سینک CPU کار کنند.
تنظیم دما
اگر در مورد اورکلاک کردن جدی هستید یا قصد دارید کارهایی مانند رندر ویدیو یا استریم را انجام دهید، خنک کننده مایع ممکن است بهترین انتخاب باشد. به گفته مارک گالینا، خنک کننده مایع «به طور مؤثرتر گرما را در سطح همرفتی بیشتر (رادیاتور) نسبت به رسانایی خالص توزیع می کند و امکان کاهش سرعت فن (آکوستیک بهتر) یا قدرت کل بالاتر را فراهم می کند.»
به عبارت دیگر کارآمدتر و اغلب ساکت تر است. اگر تمایل دارید کمترین دمای ممکن را داشته باشید، یا اگر به راه حلی بی صدا تر علاقمند هستید و به فرآیند نصب کمی‌پیچیده تر اهمیت نمیدهید، خنک کننده مایع احتمالا بهترین گزینه است.
کولرهای هوا در انتقال حرارت به دور از CPU بسیار خوب هستند، اما به خاطر داشته باشید که گرما سپس به داخل کیس پخش میشود. این می‌تواند دمای محیط سیستم را به طور کلی افزایش دهد. کولرهای مایع کار بهتری را برای انتقال گرما به خارج از سیستم از طریق فن های روی رادیاتور انجام می‌دهند.
انتخاب خود را انجام دهید
به بحث اصلی برگردیم: خنک کننده مایع در مقابل خنک کننده هوا. کدام یک بهتر است؟
پاسخ به نحوه استفاده از رایانه و عملکرد و بار کاری که انتظار دارید با آن مواجه شوید بستگی دارد. اگر تمایل دارید عملکرد تقریباً بی صدا، کارآمدترین خنک کننده را داشته باشید و به قیمت بالقوه بالاتر اهمیتی نمیدهید، خنک کننده مایع مناسب است. اگر به دنبال راه حلی با قیمت های مناسبتر و نصب ساده با هزینه بالقوه اوج عملکرد یا آکوستیک هستید، خنک کننده هوا یک توصیه بهتر است.
نحوه استفاده از رایانه شخصی خود و نحوه استفاده از آن در آینده را در هنگام انتخاب در نظر بگیرید. اگرچه هر دو راه حل عالی هستند، اما برای موارد استفاده کمی متفاوت طراحی شده اند. این به شما بستگی دارد که تصمیم بگیرید کدام یک برای نحوه استفاده شما از رایانه مناسب تر است.