Kølevand - alt hvad du har brug for at vide 【komplet guide】

På markedet finder vi stadig stærkere processorer og grafikkort, der kræver proportional heatsinks i ydelsen. Hvis det ikke var til brug af dem, kunne computere som sådan ikke fungere, i det mindste stationære eller bærbare computere, da deres hovedkomponenter ville brænde uden afhjælpning.

I denne artikel vil vi forsøge at blive dybt kendt med computerens heatsinks, deres elementer, de grundlæggende funktioner i driften og de typer, der findes. Hvis du overvejer at købe en af ​​disse, gå ikke glip af denne vare, så lad os komme i gang!

Indholdsindeks

Hvad er en køleplade

Kølelegemet er det element, der er ansvarlig for at sprede eller fjerne den varme, der genereres af en elektronisk komponent på grund af brug. Der er mange typer køleplader, såsom luft, væskekøling eller endda direkte konvektion i komponenter nedsænket i en ikke-ledende væske. Men dem, vi vil dække her, er luftkølerne, de mest almindelige at forbinde og dem, der bruges af flest brugere.

Faktisk finder vi på en computer ikke kun en kølelegemet, vi tror måske, at kølelegemet kun er den blok, der er oven på CPU'en eller på grafikkortet, men intet er længere væk fra virkeligheden. Andre komponenter, såsom bundkortets chipset eller VRM til det samme, har også brug for kølelegemer.

Netop dette sidste element har vundet betydelig fremtrædelse i nyere tid. VRM er processorens strømforsyningssystem, og som sådan skal den sende en stor mængde strøm for at den skal fungere, vi taler mellem 90 og 200 ampere (A) ved ca. 1, 2-15V. MOSFETS er transistorer, der regulerer den strøm, der sendes til CPU'en og hukommelsen, så de bliver meget varme. Vi finder også kølelegemer i strømforsyningen af samme grund og generelt i enhver chip, der fungerer med en høj frekvens.

Sådan fungerer det virkelig: fysisk fundament af kølelegemer

Det hele starter med den måde, en elektronisk komponent genererer varme på, som kaldes Joule-effekten. Det er et fænomen, der opstår, når elektroner bevæger sig i en leder. Som følge heraf vil en stigning i temperaturen forekomme på grund af den kinetiske energi og sammenstødene imellem dem. Jo mere energiintensitet, desto større strømning af elektroner vil være i lederen, og derfor vil mere varme frigives. Dette kan udvides til siliciumchips, hvori et stort antal elektroner kondenseres i form af elektriske impulser.

Vi kan se dette fænomen perfekt i denne termiske indfangning. Når en pc bruger en stor mængde strøm, øges selv ledere i temperaturen.

Når det er sagt, er køleren intet andet end en metalblok, der består af hundreder af finner, der er i direkte kontakt med chippen gennem en termisk pasta. På denne måde overføres varmen, der genereres af chippen, til kølepladsen og fra den til miljøet. Generelt placeres en eller to ventilatorer over kølepladerne for at hjælpe med at fjerne varme fra metallet. I det væsentlige griber to mekanismer til varmeveksling ind i:

• Ledning: det er fænomenet, ved hjælp af hvilket et varmere fast legeme overfører sin varme til et koldere, der er i kontakt med det. Det sker nøjagtigt mellem CPU's IHS og kølepladen. Så vil vi se, at der er en vis termisk modstand mellem dem. Konvektion: Konvektion er et andet fænomen med varmeoverførsel, der kun forekommer i væsker, vand, luft eller damp. I dette tilfælde når luften ned i kølepladen, fortrinsvis ved høj hastighed, så den er i stand til at tage mere varme fra kølepladen.

Størrelser til at vide, om en køleplade er god

Set fra teknisk synspunkt skal vi stadig kende de vigtigste størrelser, der er involveret i en god køleplade. Selvom det er sandt, at mange af dem ikke afspejles i specifikationerne, for de mest nysgerrige vil de være interessante.

• TDP: TDP er uden tvivl den vigtigste parameter i en køleplade, da den er meget repræsentativ. Vi kalder TDP (Thermal Design Power) den mængde varme, som en elektronisk komponent forventes at generere, når den er på sin maksimale belastning. Denne parameter vises på processorer og heatsinks og har intet at gøre med strømforbruget på selve den elektroniske komponent. Så processoren er indstillet til at understøtte maksimal TDP, så en kølelegeme skal have den samme eller mere for, at CPU'en kan arbejde sikkert. TDP CPU <TDP Køler, altid. Konduktivitet og resistivitet: konduktivitet er evnen til at transportere varme, som et legeme eller et stof har. Og resistivitet, fordi netop det modsatte, den modstand, den giver til at lede varme. Konduktivitet måles i W / mK (Watt per meter Kelvin), og jo mere desto bedre. Termisk modstand: termisk modstand er det fænomen, der modsætter sig passage af varme fra et element til et andet. Det er ligesom en elektrisk modstand, jo større den er, jo sværere vil det være for varme at passere. I et kølesystem griber mange termiske modstande ind i hinanden, for eksempel kontakten mellem CPU'en og køleren, kontakten mellem indkapslingen og kernerne osv. Derfor handler det om at sætte elementer med høj ledningsevne for at undgå disse modstande. Kontaktoverflade: Kontaktoverfladen er ikke noget, der er angivet i specifikationerne, da det er en del af designet til kølelegemet. Hvis vi skulle møde en plade med en Noctua D15, hvilken ville du sige, at der er mere kontaktoverflade? Nå vasken uden tvivl. Denne parameter måler det samlede areal, der skal bades med luft. Jo flere finner, jo større udvekslingsoverflade, da de alle har to ansigter, den ene efter den anden ganget med hundreder af dem. Luftstrøm og tryk: disse parametre er i forhold til ventilatorerne. Luftstrøm er den mængde luft, som en ventilator sætter i bevægelse, og måles i CFM, mens statisk tryk er den kraft, hvormed luft rammer finnerne, og måles i mmH2O. I en køleplads ønsker vi det maksimale mulige tryk med en høj strømning.

Komponenter og dele af kølelegemer

Efter at have set parametrene, der er involveret i driften af ​​en pc-køleplade, er det ingen idé at vide, hvilke elementer der er en del af det. Eller rettere, hvordan en værdifuld køleplade er bygget. Derudover vil vi se de elementer, der griber ind lige efter DIE eller processor-kernerne.

IHS

IHS, eller integreret varmespreder, er indkapslingen af ​​CPU'en. Her begynder det hele, da det er det første element, der er i kontakt med processorens kerner, der virkelig genererer varmen fra den elektroniske komponent. Denne pakke er lavet af kobber, og de mest kraftfulde processorer loddes direkte til DIE for at eliminere termisk modstand til et minimum.

Dette sikrer, at al mulig varme overføres under de bedste betingelser til de andre dissipationselementer. Der er chips, som ikke har denne indkapsling, såsom GPU'er, i dem køler kølelegemet direkte kontakt med DIE af kernerne ved hjælp af termisk pasta, så overførslen er mere effektiv. Processen med at fjerne IHS og sætte kølepladsen i direkte kontakt med DIE kaldes Delidding. Med flydende metalbaseret termisk pasta kan du forbedre temperaturerne med op til 20 ° C eller mere.

Termisk pasta

Elementet med den højeste termiske modstand i kølelegemet. Det er meget vigtigt at have et meget godt termisk pas i kraftige chips, da dens ledningsevne vil være højere. Funktionen af ​​den termiske pasta er at forbedre forbindelsen mellem IHS eller DIE så meget som muligt og køleblokken på kølelegemet.

Selvom det ser ud til, at en blok er meget godt poleret, er mikroskopisk ikke kontakten perfekt, da de er solide, så et element, der fysisk forbinder dem, er nødvendigt for, at varmeledningen kan få effekt.

På markedet har vi tre typer termisk pasta, dem af keramisk type, generelt hvide, dem af metallisk type, næsten altid grå eller sølv eller dem af flydende metal, der synes, flydende metal. De metalliske er de mest almindelige med et meget godt ydelses / pris-forhold og når konduktiviteter på op til 13 W / mK. Flydende metaller anvendes normalt til uddelning og har konduktiviteter på op til 80 W / mK.

Kold blok

Den kolde blok er bunden af ​​kølelegemet, der kommer i kontakt med processoren eller den elektroniske chip. Det er typisk større end IHS selv, for at sikre maksimal varmemodtagelse og overførsel.

En god køleplade har altid en base lavet af kobber. Dette metal har en ledningsevne på mellem 372 og 385 W / mK og overgås kun af sølv og andre dyrere metaller. Bemærk forskellen mellem denne værdi og den, der tilbydes af en termisk pasta.

Varmerør

Vi antager, at vi vurderer en køleplade med god ydeevne, og disse har altid varmeledninger eller varmeledninger. Ligesom den kolde blok er de lavet af kobber eller forniklet kobber.

Deres funktion er meget enkel, men meget vigtig: at tage al varmen fra den kolde blok og føre den til finnetårnene derover. Nogle gange gøres det på en meget visuel måde med varmeledningerne, der adskiller blokken fra tårnene, og andre er integreret i sættet, som det er tilfældet med Wrait Prisms fra AMD.

Finnet tårn eller blok

Efter de to foregående elementer har vi selve kølelegemet. Det er et rektangulært eller firkantet tårnformet element forsynet med et utroligt antal finner, der er forbundet med varmeledninger eller andre finner. De er altid lavet af aluminium, et metal lettere end kobber og med en ledningsevne på 237 W / mK. Varmen udvides i dem alle for at overføre den ved konvektion til luften, der er i kontakt med dens overflade.

ventilator

Vi mener, at det også er en del af kølelegemet til at udføre det vigtige job med at skabe højhastighedsluftstrøm, så konvektion, i stedet for at være naturlig, tvinges og fjerner mere varme fra metallet.

De aktuelle kølelegemer har normalt næsten alle en eller to ventilatorer, selvom de ikke nødvendigvis har en standardstørrelse, som det sker i dem, der sælges separat til chassiset.

Typer af heatsinks

Vi har også forskellige typer heatsinks på markedet. Hver af dem er orienteret om en anden funktionalitet, hvis vi også kan klassificere dem på forskellige måder.

Passiv heatsinks

En passiv køleplade er en, der ikke har et elektrisk element, der arbejder på det for at hjælpe det med at fjerne varme, f.eks. En ventilator. Disse heatsinks bruges normalt ikke til processorer, selvom de er til chipsæt eller VRM. Det er simpelthen finnet aluminium eller kobberblokke, der udviser varme ved naturlig konvektion.

Aktiv heatsinks

I modsætning til de andre har disse kølelegemer et element, der er ansvarlig for at maksimere varmevekslingen med miljøet. Ventilatorerne monteret på dem har PWM eller analog strømstyring i forskellige omdrejninger pr. Minut afhængigt af processorens temperatur. Netop af denne grund er de aktive kølelegemer.

Tårn heatsink

Hvis vi ser på dets design, har vi også flere typer, og en af ​​dem er tårnvarmen. Denne konfiguration er baseret på en kold blok forsynet med et stort finnetårn, ikke nødvendigvis fastgjort direkte til det, men af ​​varmeledninger. Vi kan finde heatsinks på et, to og endda fire tårne ​​med ekstravagant design. Målingerne er normalt omkring 120 mm brede og op til 170 mm høje, designet over 1500 gram.

Et kendetegn ved disse er, at ventilatorerne er placeret lodret i forhold til bundkortets plan. Dette annullerer ikke det faktum, at man har modeller med sig vandret.

Kølelegemer med lav profil

I modsætning til de foregående, der har en betydelig højde, satser disse med meget lave konfigurationer til smalt chassis eller reducerede rum. Det kan overvejes, at de har et tårn, selvom det er vandret. De har endda fans klemt mellem dette tårn og den kolde blok.

I modsætning til de foregående placeres ventilatorerne altid vandret og parallelt med basispladenes plan, hvorved luft udvises lodret eller aksialt.

Blæser køler

Blæserkøler bruges til grafikkort og andre komponenter i form af udvidelseskort. I øjeblikket finder vi også lignende konfigurationer til højdrevne chipsæt som AMD X570. Vi finder dem også i HTPC eller NAS, som på grund af deres lille plads er de mest effektive.

De er kendetegnet ved at have en centrifugalventilator, der absorberer luft og uddriver den på den finnede blok parallelt med finnerne. De er generelt dårligere drikkevarer end tidligere heatsinks.

Lager heatsinks

Det er ikke et design som sådan, men det er de kølelegemer, som producenten af ​​processoren inkluderer i sin indkøbspakke. Der er nogle af meget god kvalitet som AMD, og ​​andre meget dårlige som Intel.

Væskekøling

Disse systemer består af et lukket kredsløb med destilleret vand eller enhver anden væske, der kan bruges. Denne væske forbliver i kontinuerlig bevægelse takket være en pumpe eller en tank forsynet med en pumpe, så den passerer gennem de forskellige blokke, der er installeret på hardware, der skal køles. Til gengæld passerer den varme væske gennem det, der i det væsentlige er en radiatorformet kølelegeme, mere eller mindre stor, forsynet med ventilatorer. På denne måde afkøles væsken igen og gentager cyklussen på ubestemt tid, mens vores udstyr kører.

Laptop køleplade

I en speciel kategori kan vi placere kølepladsen for bærbare computere, systemer, der er værd at se i aktion, fordi nogle virkelig arbejdes.

Disse heatsinks er ganske specielle, fordi de får mest ud af ledningsfenomenet. Takket være kolde blokke, der er installeret på GPU'er og CPU'er, hvorfra lange tykke nakne kobbervarmerør kommer ud, hvilket bringer varme til spredningszonen. Denne zone består af en, to eller op til fire centrifugalventilatorer, der blæser varme ud mellem små finnede blokke.

Hvad skal man tage højde for ved dens samling

Montering af en PC-kølelegeme er ikke for kompliceret, og der er ikke mange faktorer, der skal tages i betragtning, når man monterer en, med det eneste formål med dens kompatibilitet og målinger.

Vi henviser til kompatibiliteten med den platform, vi har på vores pc. Hver producent har sine egne stik, hvor man skal installere processorer, så grebene og størrelsen ikke er ens. For eksempel har Intel i øjeblikket to: LGA 2066 til X- og XE-arbejdsstationsintervaller, og LGA 1151 til skrivebordet Intel Core ix. På den anden side har AMD også to, AM4 for Ryzen og TR4 for Threadripper, selvom disse næsten altid går med væskekøling. Under alle omstændigheder leveres tilgængelige heatsinks, der ikke er på lager, altid med monteringssystemer, der er kompatible med alle stikkontakter.

Med hensyn til foranstaltningerne er der to, som vi skal tage højde for. På den ene side er højden på kølelegemet, som vi skal sammenligne med den tilladelige højde med vores chassis, efter dens specifikationer. På den anden side bredden og pladsen til RAM-hukommelse. Store heatsinks tager så meget, at de kommer på toppen af ​​RAM, så vi skal vide, hvilken profil de understøtter.

Et tredje vigtigt element er at vide, om køleren leveres med en termisk pasta-sprøjte eller allerede er forudinstalleret i blokken. De fleste medbringer den, men det er ikke nødvendigt at sikre sig, hvis vi bliver nødt til at købe det separat.

Fordele og ulemper ved heatsinks

Som vi gjorde i artiklen om væskekøling, vil vi her også se fordele og ulemper ved at bruge heatsinks.

fordel

• Høj pc-kompatibilitet Størrelser til næsten enhver smag Billig og effektiv selv for kraftfulde processorer Få kabler og let installation Mere pålidelig end væskekøling, ingen væske eller pumper, der kan svigte Enkel vedligeholdelse, bare ryd op i støv

ulemper

• For processorer med mere end 8 kerner kan de komme rigtigt De tager meget plads og er tunge Begrænsninger for højden på chassiset og højden på RAM Æstetik ikke særlig raffineret

Konklusion og guide til de bedste heatsinks til pc

Vi afslutter denne artikel, hvor vi drøfter grundigt spørgsmålet om kølelegemer. Frem for alt har vi fokuseret på dets drift og dets grundlæggende elementer i konstruktion og komponenter, da det er et af de emner, der er mindre behandlet.

En god køleplade kan perfekt levere behovet for væskekøling, da der er så brutale konfigurationer på markedet som Noctua NH-D15s, Gamer Storm Assassin eller den enorme Scythe Ninja 5 og Cooler Master Wraith Ripper. Nu overlader vi dig med vores guide.

Vejledning til de bedste heatsinks, ventilatorer og væskekøling til pc

Hvilken kølelegeme har du på din pc? Foretrækker du luftkøler eller væskekøling?