Radiatory - wszystko, co musisz wiedzieć 【kompletny przewodnik】

Na rynku znajdujemy coraz wydajniejsze procesory i karty graficzne, wymagające wydajności proporcjonalnej do radiatorów. Gdyby nie ich użycie, komputery jako takie nie mogłyby działać, przynajmniej komputery stacjonarne lub laptopy, ponieważ ich główne komponenty spłonęłyby bez naprawy.

W tym artykule postaramy się poznać dogłębnie radiatory komputerowe, ich elementy, podstawy działania i istniejące typy. Jeśli myślisz o zakupie jednego z nich, nie przegap tego produktu, więc zacznijmy!

Indeks treści

Co to jest radiator

Radiator to element odpowiedzialny za rozpraszanie lub usuwanie ciepła generowanego przez komponent elektroniczny w wyniku użytkowania. Istnieje wiele rodzajów radiatorów, takich jak chłodzenie powietrzem, cieczą, a nawet bezpośrednia konwekcja w elementach zanurzonych w cieczy nieprzewodzącej. Ale omówimy tutaj chłodnice powietrza, najczęściej używane do podłączenia i używane przez większość użytkowników.

W rzeczywistości w komputerze nie tylko znajdujemy radiator, możemy myśleć, że jest on tylko blokiem na procesorze lub na karcie graficznej, ale nic nie jest dalsze od rzeczywistości. Inne elementy, takie jak chipset płyty głównej lub VRM tego samego, również wymagają radiatorów.

Właśnie ten ostatni element zyskał na znaczeniu w ostatnich czasach. VRM jest systemem zasilania procesora i jako taki musi wysłać dużą ilość prądu, aby działał, mówimy o 90-200 amperach (A) przy około 1, 2-15 V. MOSFETY to tranzystory, które regulują prąd przesyłany do procesora i pamięci, dzięki czemu bardzo się nagrzewają. Z tego samego powodu znajdujemy także radiatory w zasilaczu i ogólnie w każdym układzie pracującym z wysoką częstotliwością.

Jak to naprawdę działa: fizyczny fundament radiatorów

Wszystko zaczyna się od sposobu, w jaki element elektroniczny wytwarza ciepło, co nazywa się efektem Joule'a. Jest to zjawisko występujące, gdy elektrony poruszają się w przewodniku. W konsekwencji nastąpi wzrost temperatury z powodu energii kinetycznej i zderzeń między nimi. Im większa intensywność energii, tym większy przepływ elektronów będzie w przewodniku, a w konsekwencji tym więcej uwolnionego ciepła. Jest to rozszerzalne na chipy krzemowe, w których duża liczba elektronów kondensuje się w postaci impulsów elektrycznych.

Zjawisko to doskonale widzimy w tym ujęciu termicznym. Gdy komputer zużywa dużą ilość energii, nawet przewodniki zwiększają temperaturę.

To powiedziawszy, radiator jest niczym więcej niż metalowym blokiem złożonym z setek żeber, które mają bezpośredni kontakt z chipem przez pastę termiczną. W ten sposób ciepło wytwarzane przez układ scalony przechodzi do radiatora, a następnie do otoczenia. Zasadniczo jeden lub dwa wentylatory są umieszczone nad radiatorami, aby pomóc usunąć ciepło z metalu. Zasadniczo interweniują dwa mechanizmy wymiany ciepła:

• Przewodnictwo: jest to zjawisko, za pomocą którego cieplejsze ciało stałe przekazuje swoje ciepło do zimniejszego ciała, które się z nim styka. Dzieje się to dokładnie między IHS procesora a radiatorem. Wtedy zobaczymy, że istnieje między nimi pewien opór cieplny. Konwekcja: Konwekcja to kolejne zjawisko przenoszenia ciepła, które występuje tylko w płynach, wodzie, powietrzu lub parze. W tym przypadku powietrze dociera do żeber radiatora, najlepiej z dużą prędkością, aby móc pobierać więcej ciepła z gorących żeber radiatora.

Wielkości, aby wiedzieć, czy radiator jest dobry

Patrząc na operację z technicznego punktu widzenia, nadal będziemy musieli poznać główne wielkości związane z dobrym radiatorem. Chociaż prawdą jest, że wiele z nich nie znajduje odzwierciedlenia w specyfikacjach, dla najbardziej ciekawskich będą interesujące.

• TDP: TDP jest bez wątpienia najważniejszym parametrem radiatora, ponieważ jest bardzo reprezentatywny. Nazywamy TDP (Thermal Design Power) ilością ciepła, jaką ma wytwarzać element elektroniczny, gdy jest on pod maksymalnym obciążeniem. Ten parametr pojawia się na procesorach i radiatorach i nie ma nic wspólnego z zużyciem energii przez sam element elektroniczny. Tak więc procesor jest skonfigurowany do obsługi maksymalnego TDP, więc radiator musi mieć taki sam lub więcej, aby procesor działał bezpiecznie. TDP CPU <Radiator TDP, zawsze. Przewodnictwo i oporność: przewodnictwo to zdolność do transportu ciepła, które ma ciało lub substancja. I rezystywność, ponieważ wręcz przeciwnie, opór, jaki przedstawia, aby przewodzić ciepło. Przewodność jest mierzona w W / mK (wat na metr Kelvina) i im więcej, tym lepiej. Odporność termiczna: odporność termiczna to zjawisko, które przeciwdziała przepływowi ciepła z jednego elementu do drugiego. To tak jak oporność elektryczna, im większa, tym trudniej będzie przejść ciepło. W układzie chłodniczym interweniuje wiele oporów cieplnych, na przykład kontakt procesora i radiatora, kontakt między obudową a rdzeniami itp. Dlatego chodzi o stawianie elementów o wysokiej przewodności, aby uniknąć tych oporów. Powierzchnia styku: Powierzchnia styku nie jest podana w specyfikacjach, ponieważ jest częścią konstrukcji radiatora. Gdybyśmy mieli stawić czoła płytce z Noctua D15, który z nich miałby większą powierzchnię styku? Zlew bez wątpienia. Ten parametr mierzy całkowity obszar, który będzie kąpany przez powietrze. Im więcej płetw, tym większa powierzchnia wymiany, ponieważ wszystkie mają dwie ściany, jedną za drugą pomnożoną przez setki. Przepływ i ciśnienie powietrza: parametry te odnoszą się do wentylatorów. Przepływ powietrza to ilość powietrza wprawiana w ruch przez wentylator i mierzona w CFM, podczas gdy ciśnienie statyczne to siła, z jaką powietrze uderza w żebra, mierzone w mmH2O. W radiatorze chcemy maksymalnego możliwego ciśnienia przy dużym przepływie.

Komponenty i części radiatorów

Po zapoznaniu się z parametrami związanymi z działaniem radiatora komputerowego nie wiadomo, które elementy są jego częścią. A raczej, jak zbudowany jest cenny radiator. Ponadto zobaczymy elementy, które interweniują zaraz po DIE lub rdzeniach procesora.

IHS

IHS lub zintegrowany rozpraszacz ciepła to enkapsulacja procesora. Tutaj wszystko się zaczyna, ponieważ jest to pierwszy element, który styka się z rdzeniami procesora, które naprawdę generują ciepło elementu elektronicznego. Ten pakiet jest wykonany z miedzi, a najmocniejsze procesory są lutowane bezpośrednio do DIE, aby wyeliminować opór cieplny do minimum.

Zapewnia to, że całe możliwe ciepło przechodzi w najlepszych warunkach do innych elementów rozpraszających. Są chipy, które nie mają takiej enkapsulacji, takie jak procesory graficzne, radiator styka się bezpośrednio z DIE rdzeni za pomocą pasty termicznej, dzięki czemu transfer jest bardziej wydajny. Proces usuwania IHS i bezpośredniego kontaktu radiatora z DIE nazywa się Delidding. Za pomocą pasty termicznej na bazie ciekłego metalu można poprawić temperaturę nawet o 20 ° C lub więcej.

Pasta termiczna

Element o najwyższej odporności termicznej w zespole radiatora. Bardzo ważne jest, aby mieć bardzo dobre przejście termiczne w mocnych chipach, ponieważ jego przewodnictwo będzie wyższe. Funkcją pasty termicznej jest jak największe polepszenie połączenia między IHS lub DIE a zimnym blokiem radiatora.

Chociaż wydaje nam się, że blok jest bardzo dobrze wypolerowany, mikroskopowo kontakt nie jest idealny, ponieważ są one stałe, więc element, który łączy je fizycznie, jest potrzebny, aby przewodzenie ciepła miało wpływ.

Na rynku mamy trzy rodzaje pasty termicznej, ceramiczne, zazwyczaj białe, metaliczne, prawie zawsze szare lub srebrne lub ciekłe, które wydają się ciekłym metalem. Metalowe są najbardziej popularne, z bardzo dobrym stosunkiem wydajności do ceny i osiągając przewodnictwo do 13 W / mK. Ciekłe metale są zwykle używane do delidowania i mają przewodnictwo do 80 W / mK.

Zimny ​​blok

Zimny ​​blok jest podstawą radiatora, który styka się z procesorem lub mikroukładem elektronicznym. Zazwyczaj jest większy niż sam IHS, aby zapewnić maksymalny odbiór i transfer ciepła.

Dobry radiator zawsze ma podstawę wykonaną z miedzi. Ten metal ma przewodność w zakresie od 372 do 385 W / mK, przewyższając go jedynie srebrem i innymi droższymi metalami. Zwróć uwagę na różnicę między tą wartością a wartością oferowaną przez pastę termiczną.

Rury cieplne

Zakładamy, że oceniamy radiator o dobrej wydajności i zawsze mają one rurki cieplne lub rurki cieplne. Podobnie jak zimny blok, są one wykonane z miedzi lub miedzi pokrytej niklem.

Ich funkcja jest bardzo prosta, ale bardzo ważna, aby pobrać całe ciepło z zimnego bloku i przenieść go do wież płetw nad nim. Czasami odbywa się to w bardzo wizualny sposób z rurkami cieplnymi oddzielającymi blok od wież, a inne są zintegrowane w zestawie, jak ma to miejsce w przypadku Wrait Prism AMD.

Żebrowana wieża lub blok

Po dwóch poprzednich elementach mamy sam radiator. Jest to prostokątny lub kwadratowy element w kształcie wieży wyposażony w niewiarygodną liczbę żeber połączonych ze sobą rurkami cieplnymi lub innymi żebrami. Są one zawsze wykonane z aluminium, metalu lżejszego od miedzi i o przewodności 237 W / mK. Ciepło rozszerza się we wszystkich z nich, przenosząc je przez konwekcję do powietrza, które ma kontakt z jego powierzchnią.

Fan

Uważamy, że jest to również część radiatora do wykonywania ważnej pracy polegającej na tworzeniu szybkiego przepływu powietrza, dzięki czemu konwekcja, zamiast być naturalna, jest wymuszana i usuwa więcej ciepła z metalu.

Obecne radiatory zwykle zawierają prawie wszystkie wentylatory jedno lub dwa, chociaż niekoniecznie mają one standardowy rozmiar, jak to ma miejsce w przypadku tych sprzedawanych osobno dla obudowy.

Rodzaje radiatorów

Na rynku mamy również różne typy radiatorów. Każdy z nich jest zorientowany na inną funkcjonalność, jeśli możemy je również sklasyfikować na różne sposoby.

Pasywne radiatory

Pasywny radiator to taki, który nie ma elementu elektrycznego działającego na nim, aby pomóc mu usunąć ciepło, na przykład wentylatora. Te radiatory zwykle nie są używane w procesorach, chociaż są przeznaczone do mikroukładów lub VRM. Są to po prostu żebrowane bloki aluminiowe lub miedziane, które wydalają ciepło przez naturalną konwekcję.

Aktywne radiatory

W przeciwieństwie do innych, te radiatory mają element odpowiedzialny za maksymalizację wymiany ciepła z otoczeniem. Zamontowane na nich wentylatory mają PWM lub analogową kontrolę prądu dla różnych obrotów na minutę w zależności od temperatury procesora. Właśnie z tego powodu są to aktywne radiatory.

Radiator wieżowy

Jeśli spojrzymy na jego projekt, mamy również kilka rodzajów, a jednym z nich jest radiator wieży. Ta konfiguracja oparta jest na zimnym bloku wyposażonym w dużą żebrowaną wieżę, niekoniecznie przymocowaną bezpośrednio do niej, ale za pomocą rur grzewczych. Możemy znaleźć radiatory jednej, dwóch, a nawet czterech wież o ekstrawaganckim wyglądzie. Jego wymiary wynoszą zwykle około 120 mm szerokości i do 170 mm wysokości, a ich konstrukcja przekracza 1500 gramów.

Ich cechą charakterystyczną jest to, że wentylatory są umieszczone pionowo względem płaszczyzny płyty głównej. Nie anuluje to faktu posiadania modeli z nimi poziomo.

Niskoprofilowe radiatory

W przeciwieństwie do poprzednich, które mają znaczną wysokość, zakłady te mają bardzo niskie konfiguracje dla wąskiego podwozia lub ograniczonej przestrzeni. Można uznać, że mają wieżę, chociaż jest ona pozioma. Mają nawet fanów umieszczonych między tą wieżą a zimnym blokiem.

W przeciwieństwie do poprzednich, wentylatory są zawsze umieszczone poziomo i równolegle do płaszczyzny płyty podstawy, wypychając powietrze pionowo lub osiowo.

Radiatory dmuchawy

Wentylatory dmuchawy są używane do kart graficznych i innych elementów w postaci kart rozszerzeń. Obecnie znajdujemy również podobne konfiguracje układów o dużej mocy, takich jak AMD X570. Znajdziemy je również w HTPC lub NAS, które ze względu na małą przestrzeń są najbardziej skuteczne.

Charakteryzują się one wentylatorem odśrodkowym, który pochłania powietrze i wyrzuca je na żebrowany blok równolegle do żeber. Są na ogół gorszej mikstury niż poprzednie radiatory.

Radiatory magazynowe

Nie jest to projekt jako taki, ale są to radiatory, które producent procesora zawiera w pakiecie zakupowym. Niektóre są bardzo dobrej jakości, takie jak AMD, a inne bardzo złe, jak Intel.

Chłodzenie cieczą

Systemy te składają się z zamkniętego obiegu wody destylowanej lub innej cieczy, która może być użyta. Ciecz ta pozostaje w ciągłym ruchu dzięki pompie lub zbiornikowi wyposażonemu w pompę, dzięki czemu przechodzi przez różne bloki zainstalowane na sprzęcie chłodzonym. Z kolei gorący płyn przepływa przez to, co jest zasadniczo radiatorem w kształcie grzejnika, mniej więcej dużym, wyposażonym w wentylatory. W ten sposób ciecz ochładza się ponownie, powtarzając cykl w nieskończoność podczas pracy naszego sprzętu.

Radiator do laptopa

W specjalnej kategorii możemy umieścić radiator laptopów, systemy, które warto zobaczyć w akcji, ponieważ niektóre z nich naprawdę działają.

Te radiatory są wyjątkowe, ponieważ w pełni wykorzystują zjawisko przewodzenia. Dzięki zimnym blokom zainstalowanym na procesorach graficznych i procesorach, z których wychodzą długie grube, nagie miedziane rurki cieplne, doprowadzając ciepło do strefy rozpraszania. Strefa ta składa się z jednego, dwóch lub nawet czterech wentylatorów odśrodkowych, które wydmuchują ciepło między małymi żebrowanymi blokami.

Co wziąć pod uwagę przy jego montażu

Montaż radiatora na PC nie jest zbyt skomplikowany i nie ma wielu czynników, które należy wziąć pod uwagę podczas montażu, wyłącznie w celu zapewnienia jego kompatybilności i pomiarów.

Odnosimy się do kompatybilności z platformą, którą mamy na naszym komputerze. Każdy producent ma swoje gniazda do zainstalowania procesorów, więc uchwyty i rozmiar nie są takie same. Na przykład Intel ma obecnie dwa: LGA 2066 dla serii stacji roboczych X i XE oraz LGA 1151 dla komputerów stacjonarnych Intel Core ix. Z drugiej strony AMD ma również dwa, AM4 dla Ryzen i TR4 dla Threadripper, chociaż prawie zawsze są wyposażone w chłodzenie cieczowe. W każdym przypadku dostępne radiatory niedostępne w magazynie są zawsze dostarczane z systemami montażowymi kompatybilnymi ze wszystkimi gniazdami.

Jeśli chodzi o środki, musimy wziąć pod uwagę dwa. Z jednej strony wysokość radiatora, którą musimy porównać z dopuszczalną wysokością naszego podwozia, idąc zgodnie ze specyfikacją. Z drugiej strony szerokość i przestrzeń dostępna dla pamięci RAM. Duże radiatory zajmują tyle pamięci RAM, że musimy wiedzieć, jaki profil obsługują.

Trzecim ważnym elementem jest wiedza, czy radiator jest dostarczany ze strzykawką z pastą termiczną, czy jest już wstępnie zainstalowany w bloku. Większość przyniesie go, ale nie trzeba się upewnić, że będziemy musieli go kupić osobno.

Zalety i wady radiatorów

Podobnie jak w artykule na temat chłodzenia cieczą, tutaj również zobaczymy zalety i wady korzystania z radiatorów.

Zalety

• Wysoka kompatybilność z komputerem Rozmiary dla prawie każdego gustu Tani i skuteczny nawet dla wydajnych procesorów Niewiele kabli i łatwa instalacja Bardziej niezawodne niż chłodzenie cieczą, brak płynu lub pomp, które mogłyby zawieść Prosta konserwacja, wystarczy oczyścić

Wady

• W przypadku procesorów z więcej niż 8 rdzeniami mogą one być odpowiednie Zajmują dużo miejsca i są ciężkie Ograniczenia dotyczące wysokości obudowy i wysokości pamięci RAM Estetyczne niezbyt wyrafinowane

Podsumowanie i przewodnik po najlepszych radiatorach na PC

Kończymy ten artykuł, w którym szczegółowo omawiamy problem radiatorów. Przede wszystkim skupiliśmy się na jego działaniu oraz podstawach konstrukcji i komponentów, ponieważ jest to jeden z mniej ogólnie omawianych tematów.

Dobry radiator może doskonale zaspokoić potrzebę chłodzenia cieczą, ponieważ na rynku istnieją tak brutalne konfiguracje, jak Noctua NH-D15s, Gamer Storm Assassin lub ogromna Scythe Ninja 5 i Cooler Master Wraith Ripper. Teraz zostawiamy cię z naszym przewodnikiem.

Przewodnik po najlepszych radiatorach, wentylatorach i chłodzeniu cieczą na PC

Jaki radiator masz na komputerze? Wolisz chłodnice powietrzne czy chłodzenie cieczą?