هیت ‌سینک چیست و چگونه کار می‌کند؟

هیت ‌سینک چیست و چگونه کار می‌کند؟ معرفی انواع هیت سینک

هیت سینک چیست؟

CPU سرور یا کامپیوتر (واحد پردازش مرکزی) اغلب مستعد گرم شدن بیش از حد است زیرا برخی از اجزای آن بیش از حد گرم می‌شوند و خطراتی را برای عملکرد کل کامپیوتر به همراه دارد. در این مقاله، خواهید آموخت که چگونه هیت سینک‌ها به محافظت از CPU کامپیوتر شما در برابر گرمای بیش از حد کمک می‌کنند و حداکثر کارایی و محافظت از قطعات و اجزای حیاتی را تضمین می‌کنند.

هیت سینک قطعه‌ای فلزی است که در بالای یک تراشه کامپیوتری مانند CPU قرار می‌گیرد و با اجازه دادن به آن از طریق یک سری پره‌ها، انرژی را از قطعات خارج کند. سینک‌های حرارتی به خودی خود غیرفعال هستند، به این معنی که هیچ قسمت متحرکی ندارند. با این حال، در بیشتر موارد، هیت سینک با یک فن ترکیب می‌شود که هوای گرم را خارج می‌کند یا یک محلول خنک‌کننده مایع که گرما را وارد لوله‌ها می‌کند.

هدف از تعبیه هیت سینک چیست؟

یک CPU مستعد گرم شدن بیش از حد است زیرا برخی از اجزای آن گرم می‌شوند. بدون هیت سینک، گرمای تولید شده توسط قطعات در CPU شما باقی می‌ماند و آن را می‌سوزاند یا داغ می‌کند. از آنجایی که بیشتر قطعات از تراشه‌های الکترونیکی ساخته شده‌اند، گرما را به راحتی جذب می‌کنند. اگر گرمای بیش از حد دریافت کنند، آسیب می‌بینند و در نتیجه بی‌فایده می‌شوند و عملکرد کامپیوترهای با کارایی بالا را به خطر می‌اندازند.

داشتن هیت سینک بسیار مهم است زیرا به خنک شدن CPU حتی اگر برای مدت طولانی از آن استفاده کنید، شما کمک می‌کند. هیت سینک به گونه‌ای طراحی شده است که گرمای حاصل از CPU شما را جذب کند و سپس گرما را از اجزای آن دور کند. اتلاف گرما امکان‌پذیر است زیرا یک هیت سینک دارای پره‌هایی است که در طول انتقال حرارت، سطح بیشتری را پوشش می‌دهند. یک هیت سینک برای به حداکثر رساندن سرمایش، نیاز به تماس قوی با منبع گرما دارد. هیت سینک‌ها از یک رسانای حرارتی برای انتقال گرما به پره‌ها استفاده می‌کنند که دارای سطح بزرگ‌تری هستند و در نتیجه گرما را در سراسر کامپیوتر پخش می‌کنند.

هیت سینک چگونه کار می‌کند؟

هیت سینک با دور کردن گرما از یک جزء مهم کار می‌کند. این کار در چهار مرحله اساسی انجام می‌شود:

1. منبع تولید گرما: این منبع ممکن است هر سیستمی باشد که گرما ایجاد می‌کند و برای عملکرد مناسب نیاز به حذف گرمای گفته شده (مانند مکانیکی، الکتریکی، شیمیایی، هسته ای، خورشیدی و اصطکاک) دارد.
2. انتقال حرارت به دور از منبع: در کاربردهای تماس مستقیم با هیت سینک، گرما از طریق رسانایی طبیعی به درون سینک حرارتی حرکت می‌کند و از منبع دور می‌شود. رسانایی حرارتی مواد هیت سینک مستقیماً بر این فرآیند تأثیر می‌گذارد. به همین دلیل است که مواد رسانایی حرارتی بالا مانند مس و آلومینیوم در ساخت سینک‌های حرارتی بسیار رایج هستند.
3. گرما در سرتاسر هیت سینک‌ها توزیع می‌شود: گرما به طور طبیعی از طریق رسانایی طبیعی که در شیب حرارتی از یک محیط با دمای بالا به یک محیط با دمای پایین حرکت می‌کند، از طریق هیت سینک عبور می‌کند. این در نهایت به این معنی است که مشخصات حرارتی سینک حرارتی سازگار نخواهد بود. در نتیجه، هیت سینک‌ها اغلب به سمت منبع گرمتر و به سمت انتهای سینک خنک‌تر خواهند رفت.
4. گرما از هیت سینک دور می‌شود: این فرآیند به گرادیان دمای سینک حرارتی و سیال کار آن متکی است؛ معمولاً هوا یا یک مایع غیر رسانای الکتریکی.
   • سیال عامل از سطح هیت سینک عبور می‌کند و از انتشار حرارتی و همرفت استفاده می‌کند تا گرما را از سطح و محیط اطراف خارج کند.
   • این مرحله باز هم به یک گرادیان دما برای حذف گرما از سینک حرارتی متکی است. بنابراین، اگر دمای اطراف خنک‌تر از هیت سینک نباشد، همرفت و متعاقب آن حذف گرما رخ نخواهد داد.
   • این مرحله همچنین جایی است که سطح کل هیت سینک بیشترین بهره را می‌برد. یک سطح بزرگ، سطح افزایش یافته‌ای را برای انتشار حرارت و همرفت فراهم می‌کند.

انواع هیت سینک کدام هستند؟

سه نوع هیت سینک وجود دارد: پسیو، اکتیو و هیبریدی.

هیت سینک‌های پسیو

هیت سینک‌های پسیو به همرفت طبیعی متکی هستند، به این معنی که شناور بودن هوای گرم به تنهایی باعث ایجاد جریان هوا در سراسر سیستم هیت سینک می‌شود. مزیت این نوع هیت سینک‌ها این است که برای حذف گرما از سیستم نیازی به برق ثانویه یا سیستم‌های کنترلی ندارند. با این حال، هیت سینک‌های حرارتی در انتقال گرما از یک سیستم نسبت به هیت سینک‌های اکتیو تاثیر کمتری دارند.

هیت سینک اکتیو

هیت سینک‌های اکیتو از هوای اعمال شده برای افزایش جریان سیال در سراسر منطقه داغ استفاده می‌کنند. هوای اعمال شده معمولاً توسط یک فن، دمنده یا حتی حرکت کل جسم ایجاد می‌شود. نمونه‌ای از فنی که هوای اجباری را در یک هیت سینک تولید می‌کند، فن کامپیوتر شخصی شما است که پس از گرم شدن کامپیوتر شما روشن می‌شود. فن هوا را در سراسر هیت سینک اعمال می‌کند، که اجازه می‌دهد هوای خنک بیشتری در سطح هیت سینک حرکت کند، بنابراین گرادیان حرارتی کل در سراسر سیستم هیت سینک افزایش می‌یابد و اجازه می‌دهد گرمای بیشتری از سیستم کلی خارج شود.

هیت سینک‌های هیبریدی

هیت سینک‌های هیبریدی برخی از جنبه‌های هیت سینک پسیو و اکتیو را ترکیب می‌کنند. این پیکربندی‌ها کمتر رایج هستند و اغلب به سیستم‌های کنترلی برای خنک کردن سیستم بر اساس نیازهای دما متکی هستند. هنگامی که سیستم در سطوح خنک‌تر کار می‌کند، منبع هوای اعمال شده غیرفعال است و فقط سیستم را به صورت پسیو خنک می‌کند. هنگامی که منبع به دمای بالاتر می‌رسد، مکانیسم خنک کننده اکتیو برای افزایش ظرفیت خنک کننده سیستم درگیر می‌شود.

هیت سینک کامپوند چیست؟

هیت سینک کامپوند (همچنین به عنوان گریس حرارتی، ترکیب حرارتی، گریس CPU، خمیر حرارتی، خمیر هیت سینک و مواد رابط حرارتی نیز شناخته می‌شود) یک نوع خمیر است که به عنوان رابط بین هیت سینک‌های CPU و منابع حرارتی استفاده می‌شود. هیت سینک کامپوند به منظور پر کردن شکاف‌های بین CPU یا سایر اجزای تولید کننده گرما و هیت سینک مکانیکی استفاده می‌شود. سینک حرارتی مکانیکی روی CPU قرار می‌گیرد. گرما از CPU گرفته می‌شود، در حالی که گرمای مکانیکی به پره‌های آن وارد می‌شود، یعنی جایی که یک فن هوا را به داخل می‌دمد تا گرمای اضافی را دفع کند.

سخن پایانی

هیت سینک‌ها نقش مهمی در دور کردن گرما از CPU و جلوگیری از گرمای بیش از حد دارند و از سطوح فیزیکی قطعات و اجزای حیاتی محافظت می‌کنند. با گرمای بیش از حد CPU، عملکرد کامپیوتر به خطر می‌افتد و عملکرد را در زمان و مکانی که بیشترین اهمیت را دارد، مختل می‌کند. به همین دلیل است که یک هیت سینک با کیفیت بالا چه به صورت اکتیو، چه پسیو یا هیبریدی مهم است، چرا که از اجزای مرکزی و زیرساختی کامپیوتر محافظت می‌کند و همیشه حداکثر کارایی را تضمین می‌کند.