Heatsinks - viss, kas jums jāzina 【pilnīgs ceļvedis】

Tirgū mēs atrodam arvien jaudīgākus procesorus un grafiskās kartes, kuru izpildē ir nepieciešami proporcionāli radiatori. Ja tas nebūtu paredzēts to lietošanai, datori kā tādi nevarētu darboties, vismaz galddatori vai klēpjdatori, jo to galvenās sastāvdaļas sadedzinātu bez līdzekļiem.

Šajā rakstā mēs centīsimies padziļināti iepazīt datoru Heatsinks, to elementus, darbības pamatus un pastāvošos veidus. Ja domājat iegādāties kādu no šiem, nepalaidiet garām šo preci, tāpēc sāksim darbu!

Satura rādītājs

Kas ir radiators

Heatsink ir elements, kas ir atbildīgs par elektroniskās sastāvdaļas radītā siltuma izkliedēšanu vai noņemšanu lietošanas dēļ. Ir daudz veidu radiatoru, piemēram, gaisa, dzesēšanas ar šķidrumu vai pat tiešas konvekcijas komponentos, kas iegremdēti nevadošā šķidrumā. Bet tie, ko mēs šeit apskatīsim, ir gaisa dzesētāji, visbiežāk pieslēdzamie un tie, kurus izmanto visvairāk lietotāju.

Faktiski datorā mēs ne tikai atrodam aukstumizturību, mēs varam domāt, ka heatsink ir tikai bloks, kas atrodas virs procesora vai grafikas kartē, bet nekas nav tālāk no realitātes. Pārējām sastāvdaļām, piemēram, mātesplates mikroshēmojumam vai to pašu VRM, ir vajadzīgas arī radiatori.

Tieši šis pēdējais elements pēdējā laikā ir ieguvis ievērojamu ievērību. VRM ir procesora energoapgādes sistēma, un tā kā tam ir jānosūta liels daudzums strāvas, lai tas darbotos, mēs runājam par 90-200 ampēriem (A) aptuveni 1, 2-15 V spriegumā. MOSFETS ir tranzistori, kas regulē strāvu, kas tiek nosūtīta uz centrālo procesoru un atmiņu, tāpēc tie ļoti sakarst. Tā paša iemesla dēļ un arī visās mikroshēmās, kas darbojas ar augstu frekvenci, mēs atrodam arī radiatorus barošanas avotā.

Kā tas patiesībā darbojas: siltumizolācijas materiālu fiziskais pamats

Viss sākas ar to, kā elektroniskais komponents rada siltumu, ko sauc par Joule Effect. Tā ir parādība, kas rodas, elektroniem virzoties vadītājā. Rezultātā kinētiskās enerģijas un to savstarpējās sadursmes dēļ paaugstinās temperatūra. Jo lielāka enerģijas intensitāte, jo lielāka elektronu plūsma būs vadītājā, un attiecīgi, jo vairāk siltuma izdalīsies. To var attiecināt uz silīcija mikroshēmām, kuru iekšienē liels skaits elektronu kondensējas elektrisku impulsu veidā.

Šajā termiskajā uztveršanā mēs lieliski varam redzēt šo parādību. Kad dators patērē daudz enerģijas, pat vadītājiem temperatūra paaugstinās.

Tas nozīmē, ka aukstumizturība nav nekas cits kā metāla bloks, kas sastāv no simtiem spuru un ir tieši saskarē ar mikroshēmu caur termisko pastu. Tādā veidā mikroshēmas radītais siltums nokļūst ledusskapī un no tā - vidē. Parasti viens vai divi ventilatori tiek novietoti virs siltumizolācijas, lai palīdzētu noņemt siltumu no metāla. Būtībā iejaucas divi siltuma apmaiņas mehānismi:

• Vadītspēja: tā ir parādība, ar kuras palīdzību karstāks cietais ķermenis nodod siltumu aukstākam, kas ar to saskaras. Tas notiek tieši starp centrālā procesora IHS un aukstumdatoru. Tad mēs redzēsim, ka starp tiem ir zināma termiskā pretestība. Konvekcija: konvekcija ir vēl viena siltuma pārneses parādība, kas notiek tikai šķidrumos, ūdenī, gaisā vai tvaikos. Šādā gadījumā gaiss sasniedz dzesēšanas spuras, vēlams ar lielu ātrumu, lai tas varētu uzņemt vairāk siltuma no karstām dzesēšanas spārnām.

Magnētiskās vērtības, lai zinātu, vai ir laba radiators

Raugoties uz darbību no tehniskā viedokļa, mums joprojām būs jāzina galvenie lielumi, kas saistīti ar labu dzesētāju. Lai gan ir taisnība, ka daudzi no tiem specifikācijās nav atspoguļoti, ziņkārīgākajiem tie būs interesanti.

• TDP: TDP neapšaubāmi ir vissvarīgākais radiatora parametrs, jo tas ir ļoti reprezentatīvs. Mēs saucam par TDP (termiskās projektēšanas jaudu) par siltumenerģijas daudzumu, ko elektroniskais komponents varētu radīt, kad tas ir pie maksimālās slodzes. Šis parametrs parādās procesoros un siltumdārzēs, un tam nav nekā kopīga ar paša elektroniskā komponenta enerģijas patēriņu. Tātad procesors ir iestatīts maksimālā TDP atbalstam, tāpēc, lai CPU darbotos droši, radiatoram jābūt vienādam vai lielākam. TDP CPU <TDP Heatsink, vienmēr. Vadītspēja un pretestība: vadītspēja ir spēja pārvadāt siltumu, kāds ir ķermenim vai vielai. Un pretestība, jo tieši pretēja, pretestība, ko tā rada siltuma vadīšanai. Vadītspēju mēra svara procentos (W / mK (vati uz metru Kelvina)) un jo vairāk, jo labāk. Siltumizturība: termiskā pretestība ir parādība, kas iebilst pret siltuma pāreju no viena elementa uz otru. Tas ir tāpat kā elektriskā pretestība, jo lielāka tā ir, jo grūtāk būs siltumam iziet. Saldēšanas sistēmā iedarbojas daudz siltuma pretestību, piemēram, CPU un radiatora kontakts, kontakts starp iekapsulējumu un serdeņiem utt. Tāpēc, lai izvairītos no šīm pretestībām, ir jāievieto elementi ar augstu vadītspēju. Kontakta virsma: Kontakta virsma nav tas, kas norādīts specifikācijās, jo tā ir daļa no aukstuma dizaina. Ja mēs saskartos ar plāksni ar Noctua D15, kurai, jūsuprāt, būtu vairāk saskares virsmas? Nu izlietne bez šaubām. Šis parametrs mēra kopējo platību, kuru peldēs gaiss. Jo vairāk spuras, jo lielāka apmaiņas virsma, jo tiem visiem ir divas sejas, pēc kārtas reizinot tos ar simtiem. Gaisa plūsma un spiediens: šie parametri ir saistīti ar ventilatoriem. Gaisa plūsma ir gaisa daudzums, ko ventilators ieslēdz, un to mēra CFM, bet statiskais spiediens ir spēks, ar kuru gaiss skar spuras, un to mēra mmH2O. Aukstumiekārtā mēs vēlamies maksimālu iespējamo spiedienu ar lielu plūsmu.

Siltuma izlietņu sastāvdaļas un daļas

Pēc tam, kad esat redzējis datora heatsink darbībā iesaistītos parametrus, nav ideju zināt, kādi elementi ir tā sastāvdaļa. Vai, pareizāk sakot, kā tiek uzbūvēta vērtīga aukstumizturība. Turklāt mēs redzēsim elementus, kas iejaucas tieši pēc DIE vai procesora kodoliem.

IHS

IHS jeb integrētais siltuma izkliedētājs ir CPU iekapsulēšana. Šeit tas viss sākas, jo tas ir pirmais elements, kas ir saskarē ar procesora kodoliem, kas patiešām rada elektroniskā komponenta siltumu. Šī pakete ir izgatavota no vara, un visspēcīgākie procesori tiek tieši pielodēti DIE, lai minimāli samazinātu termisko pretestību.

Tas nodrošina, ka viss iespējamais karstums vislabākajos apstākļos nokļūst pārējos izkliedes elementos. Tajos ir mikroshēmas, kurām nav šīs iekapsulēšanas, piemēram, GPU, heatsink ar termiskās pastas palīdzību izveido tiešu kontaktu ar serdeņu DIE, tāpēc pārsūtīšana ir efektīvāka. IHS noņemšanas un Heatsink tieša kontakta ar DIE procesu sauc par Delidding. Izmantojot šķidru metāla bāzes termisko pastu, jūs varat uzlabot temperatūru līdz 20 ° C vai vairāk.

Termiskā pasta

Elements ar visaugstāko siltuma pretestību dzesētāja komplektā. Ir ļoti svarīgi, lai jaudīgās mikroshēmās būtu ļoti laba termiskā caurlaide, jo tā vadītspēja būs augstāka. Termiskās pastas funkcija ir pēc iespējas uzlabot savienojumu starp IHS vai DIE un aukstuma bloku.

Lai arī mums šķiet, ka bloks ir ļoti labi noslīpēts, mikroskopiski kontakts nav ideāls, jo tie ir cieti, tāpēc siltumvadītspējai ir nepieciešams elements, kas tos fiziski saista.

Tirgū mums ir trīs veidu termiskās pastas: keramikas, parasti baltas, metāliskas, gandrīz vienmēr pelēkas vai sudraba, vai šķidrā metāla, kas šķietami ir šķidrs metāls. Visizplatītākās ir metāliskās, ar ļoti labu veiktspējas / cenas attiecību un elektrovadītspēju līdz 13 W / mK. Šķidrie metāli parasti tiek izmantoti Delidding, un to vadītspēja ir līdz 80 W / mK.

Aukstuma bloks

Aukstais bloks ir radiatora pamats, kas sazinās ar procesoru vai elektronisko mikroshēmu. Tas parasti ir lielāks nekā pati IHS, lai nodrošinātu maksimālu siltuma uztveršanu un nodošanu.

Labajai radiatorai vienmēr ir pamatne, kas izgatavota no vara. Šī metāla vadītspēja ir no 372 līdz 385 W / mK, un to pārspēj tikai sudrabs un citi dārgāki metāli. Ņemiet vērā atšķirību starp šo vērtību un termiskās pastas piedāvāto vērtību.

Siltuma caurules

Mēs pieņemam, ka mēs novērtējam labu veiktspējas radiatoru, un tiem vienmēr ir siltuma vadi vai siltumtrases. Tāpat kā aukstuma bloks, tie ir izgatavoti no vara vai niķeļa pārklāta vara.

Viņu funkcija ir ļoti vienkārša, bet ļoti svarīga, lai ņemtu visu siltumu no aukstuma bloka un pārnestu to uz spuru torņiem virs tā. Dažreiz tas tiek darīts ļoti vizuālā veidā ar siltuma caurulēm, kas atdala bloku no torņiem, un citi tiek integrēti komplektā, kā tas ir gadījumā ar AMD Wraitas prizmām.

Finned tornis vai bloks

Pēc diviem iepriekšējiem elementiem mums ir pati radiators. Tas ir taisnstūrveida vai kvadrātveida torņa formas elements, kam ir neticami daudz spuru, kas savienoti ar siltuma caurulēm vai citām spurām. Tie vienmēr ir izgatavoti no alumīnija, metāla, kas ir vieglāks par varu, un ar vadītspēju 237 W / mK. Karstums izplešas visos no tiem, lai to konvekcijas ceļā pārnestu gaisā, kas ir saskarē ar tā virsmu.

Fanu

Mēs uzskatām, ka tā ir arī daļa no radiatora, kas veic svarīgu darbu, radot ātrgaitas gaisa plūsmu, lai konvekcija būtu dabiska, nevis piespiesta un noņemtu no metāla vairāk siltuma.

Pašreizējie dzesēšanas radiatori parasti pārvadā gandrīz visus vienu vai divus ventilatorus, kaut arī tiem nav obligāti jābūt standarta izmēriem, kā tas notiek gadījumos, kad šasijai tiek pārdoti atsevišķi.

Siltumizolācijas veidi

Mums tirgū ir arī dažādi radiatoru veidi. Katrs no tiem ir orientēts uz atšķirīgu funkcionalitāti, ja mēs tos varam arī klasificēt dažādos veidos.

Pasīvās dzesēšanas sistēmas

Pasīva dzesētāja ir tāda, kurai nav elektriska elementa, kas strādā, lai palīdzētu tai noņemt siltumu, piemēram, ventilatoru. Šīs radiatori parasti netiek izmantoti procesoriem, lai gan tie ir domāti mikroshēmām vai VRM. Tie ir vienkārši aizsmalcināti alumīnija vai vara bloki, kas dabisko konvekciju izstaro siltumu.

Aktīvās radiatori

Atšķirībā no citiem, šīm dzesēšanas ierīcēm ir elements, kas palielina siltuma apmaiņu ar apkārtējo vidi. Uz tiem uzstādītajiem ventilatoriem ir PWM vai analogās strāvas kontrole dažādiem apgriezieniem minūtē atkarībā no procesora temperatūras. Tieši šī iemesla dēļ tie ir aktīvi dzesētāji.

Torņa dzesētāja

Ja skatāmies uz tā dizainu, mums ir arī vairāki veidi, un viens no tiem ir torņa radiators. Šīs konfigurācijas pamatā ir aukstuma bloks, ko nodrošina ar lielu atlocītu torni, kas nav obligāti jāpiestiprina tieši pie tā, bet gan ar siltuma caurulēm. Mēs varam atrast viena, divu un pat četru torņu radiatorus ar ekstravagantu dizainu. Tā izmēri parasti ir aptuveni 120 mm plati un līdz 170 mm augsti, un to lielums pārsniedz 1500 gramus.

To raksturojums ir tas, ka ventilatori ir novietoti vertikāli attiecībā pret mātesplates plakni. Tas neatceļ faktu, ka modeļiem ir jābūt horizontāli.

Zema profila radiatori

Atšķirībā no iepriekšējiem, kuriem ir ievērojams augstums, šie derību varianti ar ļoti zemu konfigurāciju šaurai šasijai vai samazinātā telpā. Var uzskatīt, ka viņiem ir tornis, kaut arī tas ir horizontāls. Viņiem pat ir ventilatori, kas novietoti starp šo torni un aukstuma bloku.

Atšķirībā no iepriekšējiem, ventilatorus vienmēr novieto horizontāli un paralēli pamatnes plāksnes plaknei, izraidot gaisu vertikāli vai aksiāli.

Pūtēja siltumizolācijas

Pūtēju dzesētājus izmanto grafikas kartēm un citiem komponentiem paplašināšanas karšu veidā. Pašlaik mēs atrodam arī līdzīgas konfigurācijas lieljaudas mikroshēmām, piemēram, AMD X570. Mēs tos atrodam arī HTPC vai NAS, kas to mazās vietas dēļ ir visefektīvākie.

Viņiem ir raksturīgs centrbēdzes ventilators, kas absorbē gaisu un izvada to uz atloka bloka paralēli spurām. Parasti tās ir sliktākas mikstūras nekā iepriekšējās siltās izlietnes.

Krājumu dzesinātāji

Tas pats par sevi nav dizains, bet tie ir galvenie dzērieni, kurus procesora ražotājs iekļauj pirkuma paketē. Daži no tiem ir ļoti labas kvalitātes, piemēram, AMD, un citi ir ļoti slikti, piemēram, Intel.

Šķidruma dzesēšana

Šīs sistēmas veido destilēta ūdens vai jebkura cita izmantojama šķidruma slēgta shēma. Šis šķidrums paliek nepārtrauktā kustībā, pateicoties sūknim vai tvertnei, kas aprīkota ar sūkni, lai tas izietu cauri dažādiem blokiem, kas uzstādīti uz atdzesējamās aparatūras. Savukārt karstais šķidrums iziet cauri tam, kas būtībā ir radiatora formas siltuma izlietne, vairāk vai mazāk liela, kas ir aprīkota ar ventilatoriem. Tādā veidā šķidrums atkal atdziest, atkārtojot ciklu uz nenoteiktu laiku, kamēr mūsu aprīkojums darbojas.

Klēpjdatora radiators

Īpašā kategorijā mēs varam ievietot klēpjdatoru radiatorus - sistēmas, kuras ir vērts redzēt darbībā, jo dažas no tām patiešām darbojas.

Šīs radiatori ir diezgan īpaši, jo tie pilnībā izmanto vadīšanas parādību. Pateicoties aukstajiem blokiem, kas uzstādīti uz GPU un CPU, no kuriem iznāk gari, biezi, tukši vara karstuma cauruļvadi, kas siltumu nogādā izkliedes zonā. Šo zonu veido viens, divi vai ne vairāk kā četri centrbēdzes ventilatori, kas izvada siltumu starp maziem atlokiem.

Kas jāņem vērā tā montāžā

PC Heatsink uzstādīšana nav pārāk sarežģīta, un nav daudz faktoru, kas jāņem vērā, montējot to tikai tā savietojamības un mērījumu nolūkā.

Mēs atsaucamies uz savietojamību ar mūsu personālajā datorā esošo platformu. Katram ražotājam ir savas kontaktligzdas, kur uzstādīt procesorus, tāpēc rokturi un izmērs nav viens un tas pats. Piemēram, Intel pašlaik ir divi: LGA 2066 X un XE Workstation diapazonam un LGA 1151 darbvirsmas Intel Core ix. No otras puses, AMD ir arī divi, AM4 Ryzen un TR4 Threadripper, lai gan šie gandrīz vienmēr notiek ar šķidruma dzesēšanu. Jebkurā gadījumā pieejamās neapsildāmās siltumizolācijas ierīces vienmēr tiek piegādātas ar montāžas sistēmām, kas ir savietojamas ar visām kontaktligzdām.

Attiecībā uz pasākumiem ir divi, kas mums jāņem vērā. No vienas puses, radiatora augstums, kas mums ir jāsalīdzina ar pieļaujamo augstumu ar mūsu šasiju, dodoties uz tā specifikācijām. No otras puses, RAM atmiņai pieejamais platums un telpa. Lielas siltumizolācijas ierīces aizņem tik daudz, ka tām ir papildus RAM, tāpēc mums jāzina, kādu profilu tās atbalsta.

Trešais svarīgais elements ir zināt, vai dzesēšanas šķidrumam ir termiskās pastas šļirce vai tas jau ir uzstādīts blokā. Lielākā daļa to atnes, bet nav jāpārliecinās, ja mums tas jāiegādājas atsevišķi.

Radiatoru priekšrocības un trūkumi

Kā mēs to izdarījām rakstā par šķidruma dzesēšanu, šeit mēs redzēsim arī radiatoru izmantošanas priekšrocības un trūkumus.

Priekšrocības

• Augsta saderība ar datoru Izmēri gandrīz katrai gaumei Lēti un efektīvi pat jaudīgiem procesoriem Daži kabeļi un ērta uzstādīšana Uzticamāka nekā šķidruma dzesēšana, bez šķidruma vai sūkņiem, kas var neizdoties Vienkārša apkope, vienkārši iztīriet putekļus

Trūkumi

• Procesoriem ar vairāk nekā 8 kodoliem tie var nonākt pareizi. Viņi aizņem daudz vietas un ir smagi. Šasijas un RAM augstuma ierobežojumi Estētiskais nav ļoti izsmalcināts.

Secinājums un ceļvedis par labākajiem datora radiatoriem

Mēs pabeidzam šo rakstu, kurā mēs padziļināti apspriežam jautājumu par dzesēšanas radiatoriem. Pirmām kārtām, mēs esam koncentrējušies uz tā darbību, tā konstrukcijas un sastāvdaļu pamatiem, jo tā ir viena no tēmām, kas tiek traktēta mazāk.

Laba dzesēšanas sistēma var lieliski nodrošināt šķidruma dzesēšanas nepieciešamību, jo tirgū ir tik nežēlīgas konfigurācijas kā Noctua NH-D15s, Gamer Storm Assassin vai milzīgais Scythe Ninja 5 un Cooler Master Wraith Ripper. Tagad mēs atstājam jūs mūsu ceļvedī.

Ceļvedis labākajiem radiatoriem, ventilatoriem un šķidruma dzesēšanai personālajam datoram

Kas ir jūsu datorā? Vai jūs dodat priekšroku gaisa dzesētājiem vai šķidruma dzesēšanai?