Chladiče - všetko, čo potrebujete vedieť 【kompletný sprievodca】

Na trhu nachádzame čoraz výkonnejšie procesory a grafické karty, ktoré si vyžadujú výkonné chladiče. Keby to nebolo na ich použitie, počítače ako také by nemohli fungovať, aspoň stolné alebo prenosné počítače, pretože ich hlavné komponenty by bez riešenia horeli.

V tomto článku sa pokúsime zoznámiť sa s hĺbkou počítačových chladičov, ich prvkami, základmi fungovania a existujúcimi typmi. Ak uvažujete o kúpe niektorého z nich, nenechajte si ujsť túto položku, začnime teda!

Index obsahu

Čo je chladič

Chladič je prvok, ktorý je zodpovedný za odvádzanie alebo odvádzanie tepla generovaného elektronickou súčiastkou v dôsledku používania. Existuje veľa typov chladičov, ako je vzduch, chladenie kvapaliny alebo dokonca priama konvekcia v komponentoch ponorených do nevodivej kvapaliny. Avšak tie, ktoré tu budeme pokrývať, sú vzduchové chladiče, najbežnejšie na pripojenie a tie, ktoré používa väčšina používateľov.

V skutočnosti v počítači nenájdeme iba chladič, môžeme si myslieť, že chladič je iba blok, ktorý je na vrchu procesora alebo na grafickej karte, ale nič nie je ďalej od reality. Ostatné komponenty, ako sú čipové sady základnej dosky alebo ich VRM, tiež potrebujú chladiče.

Práve tento posledný prvok získal v poslednom čase značný význam. VRM je systém napájania procesora a ako taký potrebuje vyslať veľké množstvo prúdu, aby fungoval, hovoríme o 90 - 200 ampéroch (A) pri asi 1, 2 - 15 V. MOSFET sú tranzistory, ktoré regulujú prúd odosielaný do procesora a pamäte, takže sa veľmi zahrievajú. Chladiče nájdeme aj v napájacom zdroji z rovnakého dôvodu a vo všeobecnosti na každom čipe, ktorý pracuje na vysokej frekvencii.

Ako to naozaj funguje: fyzický základ chladičov

Všetko to začína tým, ako elektronická súčiastka generuje teplo, ktoré sa nazýva Jouleov efekt. Je to jav, ktorý sa vyskytuje, keď sa elektróny pohybujú vo vodiči. Následkom toho dôjde k zvýšeniu teploty v dôsledku kinetickej energie a zrážok medzi nimi. Čím vyššia je energetická náročnosť, tým väčší prúd elektrónov bude vo vodiči, a tým viac tepla bude uvoľňované. To je rozšíriteľné na kremíkové čipy, v ktorých sa kondenzuje veľké množstvo elektrónov vo forme elektrických impulzov.

V tomto termálnom snímaní vidíme tento jav dokonale. Ak počítač spotrebúva veľké množstvo energie, teplota vodičov sa zvýši dokonca aj.

Chladič však nie je nič iné ako kovový blok tvorený stovkami plutiev, ktorý je v priamom kontakte s čipom prostredníctvom tepelnej pasty. Týmto spôsobom teplo generované čipom prechádza do chladiča a odtiaľ do prostredia. Všeobecne je jeden alebo dva ventilátory umiestnené nad chladičmi, aby pomohli odvádzať teplo z kovu. V zásade zasahujú dva mechanizmy výmeny tepla:

• Vedenie: je to jav, pomocou ktorého horúce pevné telo odovzdáva svoje teplo chladnejšiemu telu, ktoré je s ním v kontakte. To sa deje presne medzi procesorom IHS a chladičom. Potom uvidíme, že medzi nimi existuje určitý tepelný odpor. Konvekcia: Konvekcia je ďalší jav prenosu tepla, ktorý sa vyskytuje iba v tekutinách, vode, vzduchu alebo pare. V tomto prípade vzduch dosiahne rebrá chladiča, výhodne vysokou rýchlosťou, takže je schopný odobrať viac tepla z horúcich rebier chladiča.

Je dôležité vedieť, či je chladič dobrý

Pokiaľ ide o prevádzku z technického hľadiska, stále budeme musieť poznať hlavné veličiny zapojené do dobrého chladiča. Aj keď je pravda, že mnohé z nich sa v špecifikáciách neodrážajú, pre tých najzaujímavejších budú zaujímavé.

• TDP: TDP je nepochybne najdôležitejším parametrom chladiča, pretože je veľmi reprezentatívny. Nazývame TDP (Thermal Design Power) množstvo tepla, ktoré má elektronická súčiastka generovať, keď je na svojom maximálnom zaťažení. Tento parameter sa objavuje na procesoroch a chladičoch a nemá nič spoločné so spotrebou energie samotnej elektronickej súčasti. Procesor je nastavený na podporu maximálneho TDP, takže chladič musí mať pre bezpečnú prácu CPU rovnaké alebo viac. TDP CPU <TDP Chladič, vždy. Vodivosť a odpor: vodivosť je schopnosť prenášať teplo, ktoré telo alebo látka má. A odpor, pretože práve naopak, odpor, ktorý predstavuje na vedenie tepla. Vodivosť sa meria vo W / mK (Watt na meter Kelvin) a tým lepšie. Tepelný odpor: tepelný odpor je jav, ktorý bráni prechodu tepla z jedného prvku na druhý. Je to ako elektrický odpor, čím väčší je, tým ťažšie prechádza teplo. V chladiacom systéme zasahuje veľa tepelných odporov, napríklad kontakt CPU a chladiča, kontakt medzi zapuzdrením a jadrom atď. Preto je to o umiestňovaní prvkov s vysokou vodivosťou, aby sa zabránilo týmto odporom. Kontaktná plocha: Kontaktná plocha nie je niečo, čo je uvedené v špecifikáciách, pretože je súčasťou konštrukcie chladiča. Keby sme mali čeliť doske s Noctua D15, ktorý z nich by podľa vás mal väčšiu kontaktnú plochu? No umývadlo bezpochyby. Tento parameter meria celkovú plochu, ktorá bude kúpaná vzduchom. Čím viac plutiev, tým väčšia výmenná plocha, pretože všetky majú dve tváre, jednu po druhej znásobenú stovkami. Prietok vzduchu a tlak: tieto parametre sa vzťahujú na ventilátory. Prietok vzduchu je množstvo vzduchu, ktoré ventilátor uvedie do pohybu, a meria sa v CFM, zatiaľ čo statický tlak je sila, s ktorou vzduch naráža na rebrá, a meria sa v mmH20. V chladiči chceme maximálny možný tlak s vysokým prietokom.

Súčasti a súčasti chladičov

Po zobrazení parametrov zapojených do činnosti chladiča PC nie je možné vedieť, ktoré prvky sú jeho súčasťou. Alebo skôr, ako je postavený užitočný chladič. Ďalej uvidíme prvky, ktoré zasiahnu hneď po jadrách DIE alebo procesoroch.

IHS

IHS (Integrated Heat Spreader) je zapuzdrenie CPU. Tu to všetko začína, pretože je to prvý prvok, ktorý je v kontakte s procesorovými jadrami, ktorý skutočne generuje teplo elektronickej súčiastky. Tento balík je vyrobený z medi a najvýkonnejšie procesory sa priamo spájajú s DIE, aby sa eliminovala tepelná odolnosť na minimum.

To zaisťuje, že všetko možné teplo prechádza v najlepších podmienkach do ostatných rozptylových prvkov. Existujú čipy, ktoré nemajú toto zapuzdrenie, ako napríklad GPU, v nich chladič vytvára priamy kontakt s DIE jadier pomocou tepelnej pasty, takže prenos je efektívnejší. Proces odstránenia IHS a uvedenie chladiča do priameho kontaktu s DIE sa nazýva Delidding. Pomocou tepelnej pasty na báze tekutého kovu môžete zlepšiť teploty až o 20 ° C alebo viac.

Tepelná pasta

Prvok s najvyšším tepelným odporom v zostave chladiča. Je veľmi dôležité mať veľmi dobrý tepelný priechod v silných čipoch, pretože jeho vodivosť bude vyššia. Úlohou tepelnej pasty je čo najviac zlepšiť spojenie medzi IHS alebo DIE a studeným blokom chladiča.

Aj keď sa nám zdá, že blok je veľmi dobre vyleštený, mikroskopický kontakt nie je dokonalý, pretože je pevný, takže na ovplyvnenie vedenia tepla je potrebný prvok, ktorý ich fyzicky spája.

Na trhu máme tri druhy tepelnej pasty, a to keramický typ, obvykle biely, kovový typ, takmer vždy sivý alebo strieborný alebo tekutý kov, ktoré sa javia dobre, tekutý kov. Kovové sú najbežnejšie, majú veľmi dobrý pomer výkonu a ceny a dosahujú vodivosť až 13 W / mK. Kvapalné kovy sa bežne používajú na Delidding a majú vodivosť až 80 W / mK.

Chladný blok

Chladný blok je základňou chladiča, ktorý sa dotýka procesora alebo elektronického čipu. Zvyčajne je väčšia ako samotná IHS, aby sa zabezpečil maximálny príjem a prenos tepla.

Dobrý chladič má vždy základňu z medi. Tento kov má vodivosť medzi 372 a 385 W / mK, je prekonaný iba striebrom a inými drahšími kovmi. Všimnite si rozdiel medzi touto hodnotou a hodnotou, ktorú ponúka tepelná pasta.

Tepelné rúry

Predpokladáme, že hodnotíme dobrý výkon chladiča, ktorý má vždy tepelné rúrky alebo tepelné rúrky. Rovnako ako studený blok, sú vyrobené z medi alebo poniklovanej medi.

Ich funkcia je veľmi jednoduchá, ale veľmi dôležitá, aby odobrala všetok teplo zo studeného bloku a preniesla ho k vežovým vežiam nad ním. Niekedy sa to robí veľmi vizuálnym spôsobom s tepelnými rúrami oddeľujúcimi blok od veží a ďalšie sú integrované do súpravy, ako je to v prípade hraničných priepastí AMD.

Financovaná veža alebo blok

Po dvoch predchádzajúcich prvkoch máme samotný chladič. Je to prvok v tvare obdĺžnikového alebo štvorcového veže, opatrený neuveriteľným počtom rebier spojených tepelnými rúrami alebo inými krídlami. Sú vždy vyrobené z hliníka, kovu ľahšieho ako meď a s vodivosťou 237 W / mK. Teplo sa šíri vo všetkých z nich a prenáša ho prúdením do vzduchu, ktorý je v kontakte s jeho povrchom.

vetrák

Sme presvedčení, že je tiež súčasťou chladiča pre dôležitú prácu pri vytváraní vysokorýchlostného prúdenia vzduchu, takže prúdenie je namiesto prirodzeného vynútené a odvádza viac tepla z kovu.

Súčasné chladiče obvykle obsahujú takmer všetkých jedného alebo dvoch ventilátorov, hoci nemusia mať nevyhnutne štandardnú veľkosť, ako sa to deje u tých, ktoré sa predávajú samostatne pre podvozok.

Typy chladičov

Na trhu máme tiež rôzne typy chladičov. Každá z nich je zameraná na inú funkčnosť, ak ich tiež môžeme klasifikovať rôznymi spôsobmi.

Pasívne chladiče

Pasívny chladič je taký, ktorý na ňom nemá elektrický prvok, ktorý by mu pomáhal odvádzať teplo, napríklad ventilátor. Tieto chladiče sa zvyčajne nepoužívajú pre procesory, aj keď sú určené pre chipsety alebo VRM. Sú to jednoducho rebrované hliníkové alebo medené bloky, ktoré vylučujú teplo prirodzenou konvekciou.

Aktívne chladiče

Na rozdiel od ostatných, tieto chladiče majú prvok zodpovedný za maximalizáciu výmeny tepla s okolím. Ventilátory namontované na nich majú PWM alebo analógový prúdový regulátor pre rôzne otáčky za minútu v závislosti od teploty procesora. Práve z tohto dôvodu sú aktívnymi chladičmi.

Vežový chladič

Ak sa pozrieme na jeho dizajn, máme aj niekoľko typov a jedným z nich je vežový chladič. Táto konfigurácia je založená na studenom bloku, ktorý je vybavený veľkou rebrovou vežou, ktorá nemusí byť nutne spojená priamo s ňou, ale pomocou tepelných rúr. Nájdeme chladiče jednej, dvoch alebo štyroch veží s extravagantným dizajnom. Jej rozmery sú zvyčajne okolo 120 mm vysoké a až 170 mm vysoké, navrhnuté viac ako 1500 gramov.

Charakteristickým znakom je to, že ventilátory sú umiestnené vertikálne vzhľadom na rovinu základnej dosky. Tým sa nezruší skutočnosť, že majú modely horizontálne modely.

Nízkoprofilové chladiče

Na rozdiel od predchádzajúcich, ktoré majú značnú výšku, tieto stávky sa stavajú s veľmi nízkymi konfiguráciami pre úzky podvozok alebo zmenšené priestory. Dá sa predpokladať, že majú vežu, aj keď je vodorovná. Medzi touto vežou a chladným blokom majú dokonca sendvičov.

Na rozdiel od predchádzajúcich sú ventilátory vždy umiestnené horizontálne a rovnobežne s rovinou základnej dosky, pričom vzduch odvádzajú vertikálne alebo axiálne.

Dúchadlá chladiča

Chladiče dúchadla sa používajú pre grafické karty a ďalšie komponenty vo forme rozširujúcich kariet. V súčasnej dobe tiež nájdeme podobné konfigurácie pre vysoko výkonné čipsety ako AMD X570. Nájdeme ich aj v HTPC alebo NAS, ktoré sú vďaka svojmu malému priestoru najúčinnejšie.

Vyznačujú sa odstredivým ventilátorom, ktorý absorbuje vzduch a vytlačuje ho na rebrovaný blok rovnobežne s rebrami. Všeobecne sú horší lektvar ako predchádzajúce chladiče.

Akcie chladiča

Nejde o dizajn ako taký, ale ide o chladiče, ktoré výrobca procesora zahrnie do svojej nákupnej sady. Existujú niektoré veľmi kvalitné ako AMD a iné veľmi zlé ako Intel.

Kvapalné chladenie

Tieto systémy sa skladajú z uzavretého okruhu destilovanej vody alebo akejkoľvek inej kvapaliny, ktorá sa môže použiť. Táto kvapalina zostáva v nepretržitom pohybe vďaka čerpadlu alebo nádrži vybavenej čerpadlom, takže prechádza rôznymi blokmi inštalovanými na chladenom hardvéri. Horúca tekutina naopak prechádza cez v podstate radiátorový chladič, viac-menej veľký, vybavený ventilátormi. Týmto spôsobom sa kvapalina opäť ochladzuje a cyklus sa opakuje donekonečna, keď je naše zariadenie v prevádzke.

Chladič notebooku

Do špeciálnej kategórie môžeme zaradiť chladič notebookov, systémy, ktoré sa oplatí vidieť, pretože niektoré sú skutočne funkčné.

Tieto chladiče sú celkom zvláštne, pretože využívajú fenomén vodivosti. Vďaka chladiacim blokom inštalovaným na GPU a CPU, z ktorých vychádzajú dlhé hrubé medené tepelné rúrky, ktoré privádzajú teplo do disipačnej zóny. Táto zóna sa skladá z jedného, ​​dvoch alebo až štyroch odstredivých ventilátorov, ktoré vyfukujú teplo medzi malými rebrami.

Čo je potrebné vziať do úvahy pre jeho montáž

Montáž chladiča PC nie je príliš komplikovaná a pri jeho montáži nie je veľa faktorov, ktoré treba vziať do úvahy len kvôli jeho kompatibilite a meraniam.

Poukazujeme na kompatibilitu s platformou, ktorú máme na našom počítači. Každý výrobca má svoje vlastné zásuvky, kam inštalovať procesory, takže držadlá a veľkosť nie sú rovnaké. Napríklad spoločnosť Intel má v súčasnosti dve: LGA 2066 pre rozsahy pracovných staníc X a XE a LGA 1151 pre stolové počítače Intel Core ix. Na druhej strane, AMD má tiež dva, AM4 pre Ryzen a TR4 pre Threadripper, hoci tieto takmer vždy idú s chladením kvapalinou. V každom prípade sú dostupné neskladové chladiče vždy dodávané s montážnymi systémami kompatibilnými so všetkými zásuvkami.

Pokiaľ ide o opatrenia, musíme vziať do úvahy dve. Na jednej strane výška chladiča, ktorú musíme porovnávať s prípustnou výškou s naším podvozkom, zodpovedá jeho špecifikáciám. Na druhej strane, šírka a priestor, ktorý je k dispozícii pre pamäť RAM. Veľké chladiče zaberajú toľko, že sa dostanú na vrchol pamäte RAM, takže musíme vedieť, aký profil podporujú.

Tretím dôležitým prvkom je vedieť, či chladič prichádza s injekčnou striekačkou s termálnou pastou alebo je už vopred nainštalovaný v bloku. Väčšina to prináša, ale nie je potrebné sa uistiť, že ju musíme kúpiť osobitne.

Výhody a nevýhody chladičov

Ako sme to urobili v článku o chladení kvapalinami, tu uvidíme aj výhody a nevýhody použitia chladičov.

výhoda

• Vysoká kompatibilita s počítačom Veľkosti pre takmer každý vkus Lacné a efektívne aj pre výkonné procesory Málo káblov a ľahká inštalácia Spoľahlivejšie ako chladenie kvapalinami, bez kvapaliny alebo čerpadiel, ktoré môžu zlyhať

nevýhody

• Pre procesory s viac ako 8 jadrami sa môžu napraviť. Zaberajú veľa miesta a sú ťažké. Obmedzenia výšky podvozku a výšky pamäte RAM Estetika nie sú príliš rafinované

Záver a sprievodca po najlepších chladičov pre PC

Dokončujeme tento článok, v ktorom podrobne diskutujeme o problematike chladičov. Zamerali sme sa predovšetkým na jeho fungovanie a základné konštrukčné prvky a komponenty, pretože je to jedna z tém, ktorá sa všeobecne nerieši.

Dobrý chladič dokáže dokonale uspokojiť potrebu chladenia kvapalinou, pretože na trhu existujú také brutálne konfigurácie, ako sú Noctua NH-D15, Gamer Storm Assassin alebo obrovský Scythe Ninja 5 a Cooler Master Wraith Ripper. Teraz vás necháme s naším sprievodcom.

Sprievodca najlepšími chladičmi, ventilátormi a kvapalinovým chladením pre PC

Aký chladič máte na počítači? Dávate prednosť chladeniu vzduchom alebo chladeniu kvapalinou?