ในโลกแห่งการประมวลผล การควบคุมอุณหภูมิของคอมพิวเตอร์เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพการทำงานสูงสุดและยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบต่างๆ หนึ่งในข้อกังวลที่พบบ่อยที่สุดคือ ระบบระบายความร้อนพีซีเนื่องจากความร้อนที่มากเกินไปอาจนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น วงจรเสื่อมสภาพ ประสิทธิภาพลดลง และอาจถึงขั้นเสี่ยงต่อความล้มเหลวร้ายแรง ในบทความนี้ เราจะสำรวจระบบระบายความร้อนประเภทต่างๆ ที่มีสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ตั้งแต่ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบดั้งเดิมไปจนถึงระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวขั้นสูง เราจะเปิดเผยคุณสมบัติ ประโยชน์ และข้อควรพิจารณาสำคัญ เพื่อช่วยคุณเลือกตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการของคุณ และทำให้พีซีของคุณเย็นสบายแม้ในสถานการณ์ที่ต้องใช้กำลังมากที่สุด
ประเภทของการแลกเปลี่ยนอุณหภูมิ
มีหลายแบบด้วยกัน ประเภทของการแลกเปลี่ยนอุณหภูมิ ที่เกิดขึ้นในบริบทที่แตกต่างกัน ต่อไปนี้คือตัวอย่างหลักๆ บางส่วน:
- ขับรถการถ่ายเทความร้อน คือกระบวนการถ่ายเทความร้อนผ่านการชนกันของอนุภาคในของแข็ง หรือระหว่างของแข็งที่สัมผัสกันโดยตรง พลังงานความร้อนแพร่กระจายจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า
- การพาความร้อนการถ่ายเทความร้อน: หมายถึงการถ่ายเทความร้อนที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของของไหล ไม่ว่าจะเป็นของเหลวหรือก๊าซ ของไหลร้อนจะเคลื่อนที่และนำพาพลังงานความร้อนไปด้วย ขณะที่ของไหลที่เย็นกว่าจะเข้ามาแทนที่ ซึ่งทำให้การถ่ายเทความร้อนมีประสิทธิภาพ
- การฉายรังสี: ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวกลางในการแพร่กระจาย พลังงานความร้อนถูกส่งผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น รังสีอินฟราเรด ตัวอย่างที่พบบ่อยคือความร้อนจากดวงอาทิตย์ ซึ่งส่งผ่านความร้อนมายังโลกผ่านการแผ่รังสี
- การระเหย: เกิดขึ้นเมื่อของเหลวดูดซับความร้อนจากสภาพแวดล้อมและเปลี่ยนเป็นไอ เมื่อระเหย ของเหลวจะดึงพลังงานความร้อนจากสภาพแวดล้อม ทำให้อุณหภูมิลดลง
นี่เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนของประเภทการแลกเปลี่ยนความร้อนที่พบบ่อยที่สุด สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือในหลายกรณี กลไกเหล่านี้มักเกิดขึ้นร่วมกันในสถานการณ์การถ่ายเทความร้อนที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับระบบทำความเย็นประเภทต่อไปนี้
ประเภทของเครื่องทำความเย็น
เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับประเภทต่างๆ ของระบบระบายความร้อนสำหรับคอมพิวเตอร์และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ในปัจจุบัน เราจะทำการสรุปดังนี้ จำแนกตามกลุ่ม:
ตู้เย็น por aire
เมื่อจัดการกับ การระบายความร้อนด้วยอากาศ เรากำลังพูดถึงสิ่งที่ไม่ใช้ของเหลวในการแลกเปลี่ยนอุณหภูมิ ภายในประเภทนี้ เรามี:
โดยไม่ต้องมีอุปกรณ์ระบายความร้อนใดๆ
ในกรณีนี้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือชิปไม่มี ไม่มีระบบระบายความร้อนประเภทใด พวกเขาจะใช้พื้นผิวของอุปกรณ์เองเพื่อแผ่ความร้อนที่เกิดขึ้นและทำให้เย็นลงด้วยการพาความร้อนของอากาศโดยรอบ ระบบระบายความร้อนประเภทนี้มักถูกเลือกใช้กับอุปกรณ์หลายชนิดที่ไม่ร้อนเกินไปหรือได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อยกว่าอุปกรณ์อื่นๆ
ก็เป็นไปได้ว่าจะใช้แบบเดียวกัน ขั้วต่อหรือการเชื่อมต่อกับ PCB ความร้อนสามารถผ่านเข้าไปและระบายออกได้ นอกจากนี้ บรรจุภัณฑ์ 2.5 มิติ หรือ 3 มิติบางรุ่นที่กำลังผลิตอยู่ในปัจจุบันยังใช้ระบบระบายความร้อนอื่นๆ ที่อาจรวมอยู่ในส่วนนี้ด้วย แม้ว่าจะมีความก้าวหน้ากว่า เช่น ไมโครบัมพ์ปิ้ง หรือสารแทรกอินทรีย์ที่บรรจุด้วยแก้ว เพื่อปรับปรุงการกระจายความร้อนภายในบรรจุภัณฑ์
อยู่เฉยๆ
เพื่อปรับปรุงข้างต้น แม้ว่าจะยึดตามหลักการถ่ายเทความร้อนแบบเดียวกัน แต่ก็มีการเพิ่มองค์ประกอบแบบพาสซีฟ เช่น ฮีทซิงค์หรือที่รู้จักกันในชื่อระบบระบายความร้อนแบบไม่มีพัดลมหรือแบบไม่มีพัดลม สิ่งเหล่านี้พบได้ทั่วไปในชิปคอนโทรลเลอร์ ชิปเซ็ต ทรานซิสเตอร์ MOSFET VRM และอื่นๆ
โดยทั่วไปมักทำจากอลูมิเนียม (เบากว่าและราคาถูกกว่า แต่มีค่าการนำความร้อนต่ำกว่า) ทองแดง (มีความหนาแน่นมากกว่า ราคาแพงกว่า และมีคุณสมบัตินำความร้อนที่ดีกว่า) หรือโลหะผสม (ซึ่งได้รับความนิยมอย่างมากในโซลูชันเชิงพาณิชย์) แม้ว่าจะมีโซลูชันบางอย่างที่ใช้โลหะมีค่าอื่นๆ เช่น ทองคำ (โดยปกติใช้เฉพาะในอ่างอาบน้ำ โดยมีแกนเป็นอลูมิเนียมหรือทองแดง) กราไฟต์ คาร์บัล (อลูมิเนียม 20% + คาร์บอน 80%) เป็นต้น
ในหมู่บางส่วนของ วัสดุที่มีการนำไฟฟ้าที่ดีที่สุด สำหรับแผงระบายความร้อนเรามี:
- โลหะ:ตัวนำความร้อนที่ดีคือโครงสร้างผลึกแบบตาข่ายและอิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ตัวนำความร้อนที่ดีที่สุดได้แก่ ทองแดง เงิน และอะลูมิเนียม
- ทองแดง (Cu):เป็นหนึ่งในตัวนำความร้อนที่ดีที่สุดในบรรดาโลหะที่นิยมใช้กันทั่วไป นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในงานที่ต้องการการถ่ายเทความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น สายไฟฟ้า ท่อน้ำ และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
- เงิน (Ag):โลหะชนิดนี้มีค่าการนำความร้อนสูงที่สุดในบรรดาโลหะทั้งหมด ทำให้เป็นตัวนำความร้อนที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีราคาสูง จึงทำให้การใช้งานจำกัดเฉพาะในงานเฉพาะที่ต้องการประสิทธิภาพความร้อนสูงเป็นพิเศษ เช่น งานทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีขั้นสูง
- อะลูมิเนียม (อัล)ทองแดงเป็นโลหะอีกชนิดหนึ่งที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายและมีค่าการนำความร้อนค่อนข้างสูง แม้ว่าค่าการนำความร้อนของทองแดงจะต่ำกว่าทองแดงและเงิน แต่ความหนาแน่นและต้นทุนที่ต่ำทำให้ทองแดงเป็นที่นิยมใช้ในงานถ่ายเทความร้อน เช่น ฮีตซิงก์และหม้อน้ำ
- ทอง (ออสเตรเลีย):เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการนำไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม แต่ก็มีคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดีเช่นกัน ถึงแม้ว่าการใช้งานในงานถ่ายเทความร้อนจะไม่ค่อยเป็นที่นิยมนักเนื่องจากต้นทุนที่สูง แต่ก็นิยมใช้ในงานที่ต้องการความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพทางความร้อนสูง
- กราไฟท์คาร์บอนชนิดนี้มีโครงสร้างแบบหลายชั้นซึ่งช่วยให้สามารถนำความร้อนได้ดีในระนาบของชั้นต่างๆ ซึ่งทำให้เป็นตัวนำความร้อนที่ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทิศทางตั้งฉากกับชั้นต่างๆ
- เพชร: ถือเป็นตัวนำความร้อนที่ดีเยี่ยมอีกชนิดหนึ่ง เนื่องจากมีพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งระหว่างอะตอมคาร์บอน โครงสร้างนี้ช่วยให้ถ่ายเทความร้อนได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ
- เซรามิกเทคนิคเซรามิกวิศวกรรมบางชนิด เช่น อะลูมิเนียมไนไตรด์และโบรอนไนไตรด์ มีคุณสมบัติการนำความร้อนสูง วัสดุเหล่านี้ใช้ในงานที่อุณหภูมิสูงซึ่งต้องการการระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ
จริงอยู่ที่วัสดุอย่างกราไฟต์ เพชร หรือเซรามิกมักไม่ค่อยถูกนำมาใช้ทำแผ่นระบายความร้อน เนื่องจากมีต้นทุนสูงหรือมีปัญหาทางเทคนิคอื่นๆ อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้มักถูกนำมาใช้เป็นฐานสำหรับสารประกอบระบายความร้อน
กระตือรือร้น
ในกรณีของ การทำความเย็นแบบแอคทีฟในกรณีนี้ จะใช้ฮีตซิงก์แบบเดียวกับวิธีก่อนหน้านี้ แต่ประสิทธิภาพการระบายความร้อนจะดีขึ้นโดยการเพิ่มพัดลมที่สร้างกระแสลมเพื่อระบายความร้อนได้เร็วขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง อากาศจะเร่งกระบวนการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนโดยการเอาอากาศร้อนรอบครีบฮีตซิงก์ออกและปล่อยให้อากาศเย็นผ่านเข้าไประหว่างครีบได้ นอกจากนี้ เมื่อพิจารณาการระบายความร้อนประเภทนี้ ควรสังเกตว่าพัดลมประเภทต่อไปนี้สามารถติดตั้งอยู่บนฮีตซิงก์ได้:
- เกี่ยวกับแกน:โดยทั่วไปแล้ว ใบพัดแบบนี้จะใช้กับซีพียูและวัตถุประสงค์อื่นๆ และทำหน้าที่ส่งลมผ่านฮีตซิงก์ โดยทั่วไปใบพัดแบบนี้จะมีจำนวนน้อยกว่า แม้ว่าจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าก็ตาม แต่แรงดันลมของใบพัดแบบนี้ไม่ได้สูงเกินไป
- เรเดียล (โบลเวอร์):คุณสามารถเห็นมันได้บน GPU หลายรุ่น ยกตัวอย่างเช่น ต่างจากรุ่นเปิดโล่ง พวกมันใช้ตัวเรือนเพื่อนำอากาศที่ผ่านหม้อน้ำ พวกมันมีจำนวนใบพัดมากขึ้นและอาศัยแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ซึ่งทำให้พวกมันซับซ้อนและมีเสียงดังมากขึ้น แต่พวกมันก็เพิ่มแรงดันอากาศ
เครื่องทำความเย็นเหลว
นอกจากระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแล้ว เรายังมี ตู้เย็นlíquidaซึ่งเราสามารถแยกความแตกต่างระหว่าง passive และ active ได้ด้วย:
อยู่เฉยๆ
La การระบายความร้อนแบบพาสซีฟ ฮีตไปป์ใช้ฮีตซิงก์ที่มีฮีตไปป์ ซึ่งเป็นท่อทองแดงหรืออลูมิเนียมอยู่ภายใน ฮีตไปป์เหล่านี้บรรจุของเหลวในสถานะของเหลวความดันต่ำ ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นไอเมื่อดูดซับความร้อน ลอยขึ้นไปยังบริเวณที่เย็นที่สุดเพื่อควบแน่นอีกครั้งและเริ่มวงจรใหม่ โดยทั่วไปฮีตไปป์จะเป็นแบบท่อคู่ โดยท่อด้านนอกจะลำเลียงของเหลวเย็น และท่อด้านในจะยอมให้ไอระเหยผ่านเข้าไปได้ ของเหลวเช่น น้ำ แอลกอฮอล์ หรือฟรีออน จะถูกใช้ ซึ่งเมื่ออยู่ที่ความดันต่ำจะระเหยที่อุณหภูมิต่ำกว่า การระบายความร้อนประเภทนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในอุปกรณ์พกพา หรือในสถานการณ์ที่ต้องการการระบายความร้อนด้วยอากาศที่ดีขึ้น โดยไม่ต้องติดตั้งระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแอคทีฟ
ท่อระบายความร้อนเหล่านี้ พวกเขาประกอบด้วยพื้นฐาน:
- ท่อปิดผนึก: ท่อระบายความร้อนประกอบด้วยท่อที่ปิดผนึกอย่างแน่นหนา มักทำจากทองแดงหรืออะลูมิเนียม มีลักษณะเป็นทรงกระบอกหรือแบน ท่อนี้มีโครงสร้างภายในที่นำความร้อนได้ดี
- ของเหลวทำงานภายในท่อฮีทไปป์ที่ปิดผนึกไว้จะมีสารทำงาน ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นน้ำหรือของเหลวอื่นๆ ที่มีคุณสมบัตินำความร้อนสูง สารทำงานนี้ได้รับการคัดสรรมาอย่างดีเพื่อใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการระเหยและการควบแน่น
- ไส้ตะเกียงหรือเส้นเลือดฝอยภายในท่อที่ปิดสนิทจะมีไส้ตะเกียงหรือโครงสร้างแคปิลลารีที่กินพื้นที่ว่างบางส่วน ไส้ตะเกียงช่วยลำเลียงของเหลวทำงานจากบริเวณควบแน่นไปยังบริเวณระเหยผ่านกระบวนการแคปิลลารี นอกจากนี้ ไส้ตะเกียงยังช่วยให้ของเหลวที่ควบแน่นกลับสู่บริเวณระเหยได้ง่ายขึ้น
ท่อเหล่านี้โดยทั่วไปทำจากทองแดง และมักจะมีแผ่นระบายความร้อนมาด้วย
กระตือรือร้น
La ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแอคทีฟ สำหรับพีซี ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นระบบระบายความร้อนที่ใช้ของเหลว ซึ่งโดยทั่วไปคือน้ำ เพื่อระบายความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบภายในของคอมพิวเตอร์ เช่น โปรเซสเซอร์และการ์ดแสดงผล ซึ่งแตกต่างจากระบบระบายความร้อนด้วยอากาศที่ใช้พัดลมเพื่อระบายความร้อน ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแอคทีฟใช้วงจรปิดที่ประกอบด้วยท่อและบล็อกเพื่อลำเลียงสารหล่อเย็น
ลา ส่วนหลัก ของระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแอคทีฟสำหรับพีซีมีดังต่อไปนี้:
- กลุ่ม:นี่คือชิ้นส่วนที่วางอยู่บนโปรเซสเซอร์โดยตรงเพื่อถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้น โดยปกติจะมีฐานทองแดงหรืออะลูมิเนียมที่สัมผัสกับพื้นผิวของโปรเซสเซอร์โดยตรง
- Bomba:นี่คือหัวใจของระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว และทำหน้าที่ลำเลียงสารหล่อเย็นผ่านท่อและบล็อก ปั๊มสามารถรวมเข้ากับบล็อกน้ำหรือแยกเป็นหน่วยเดี่ยวได้
- หม้อน้ำ:นี่คือส่วนประกอบที่ทำหน้าที่ระบายความร้อนออกจากสารหล่อเย็น ประกอบด้วยครีบโลหะหลายชุด (โดยปกติจะเป็นอะลูมิเนียม) ที่สัมผัสกับอากาศภายนอก หม้อน้ำถูกจัดวางอย่างมีกลยุทธ์ภายในเคสพีซีเพื่อระบายความร้อน
- แฟนๆ:หม้อน้ำติดตั้งพัดลมหนึ่งตัวหรือมากกว่า ซึ่งระบายความร้อนออกจากหม้อน้ำโดยการบังคับให้อากาศไหลผ่านครีบ พัดลมเหล่านี้สามารถควบคุมโดยอัตโนมัติตามอุณหภูมิ หรือปรับโดยผู้ใช้เองได้
- หลอด:ท่อเหล่านี้เป็นท่ออ่อนที่ส่งน้ำหล่อเย็นจากบล็อกน้ำไปยังหม้อน้ำและในทางกลับกัน โดยทั่วไปท่อเหล่านี้ทำจากวัสดุที่ทนทานและยืดหยุ่น เช่น ยางหรือไนลอน เพื่อให้ติดตั้งง่าย
- เงินฝากหรืออ่างเก็บน้ำระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบแอคทีฟบางระบบจะมีถังพักน้ำสำรองเพิ่มเติมเพื่อกักเก็บน้ำหล่อเย็นและเพื่อให้มั่นใจว่ามีน้ำหล่อเย็นเพียงพอ ถังพักน้ำสำรองนี้อาจมีระดับน้ำหล่อเย็นที่มองเห็นได้เพื่อยืนยันระดับน้ำหล่อเย็น
สิ่งเหล่านี้เป็นส่วนพื้นฐานของระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวสำหรับพีซี แม้ว่าอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการออกแบบและความต้องการเฉพาะของระบบระบายความร้อนก็ตาม
ในทางกลับกันก็ควรสังเกตด้วยว่าพวกเขาอาจมี น้ำยาหล่อเย็นชนิดต่างๆ, อย่างไร:
- น้ำกลั่น + สีย้อมน้ำกลั่น: สารหล่อเย็นพื้นฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว มีราคาไม่แพงและมีความสามารถในการถ่ายเทความร้อนได้ดี อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือน้ำกลั่นสามารถนำไฟฟ้าได้และอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนได้หากใช้ร่วมกับส่วนประกอบที่ถูกต้อง
- ไกลคอลไกลคอล เช่น เอทิลีนไกลคอลและโพรพิลีนไกลคอล มักถูกใช้เป็นสารเติมแต่งในน้ำกลั่นเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของสารหล่อเย็น สารเติมแต่งเหล่านี้ช่วยป้องกันการเจริญเติบโตของสาหร่าย ป้องกันการกัดกร่อน และลดจุดเยือกแข็งของของเหลว ไกลคอลมีประโยชน์อย่างยิ่งในระบบที่ต้องการการปกป้องจากอุณหภูมิที่สูงหรือต่ำมาก
- สารหล่อเย็นแบบอนุภาคสารหล่อเย็นบางชนิดใช้อนุภาคของแข็ง เช่น เซรามิกหรือนาโนฟลูอิด เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน อนุภาคเหล่านี้ที่แขวนลอยอยู่ในสารหล่อเย็นสามารถเพิ่มความสามารถในการระบายความร้อนและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ สารหล่อเย็นแบบอนุภาคถูกนำมาใช้ในงานที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งต้องการการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
- สารหล่อเย็นที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ:ได้รับการออกแบบมาให้เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ของเหลวเหล่านี้ประกอบด้วยส่วนประกอบอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยสำคัญ เป็นตัวเลือกที่นิยมใช้ในระบบที่คำนึงถึงความยั่งยืนและการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเป็นสำคัญ
สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้คือ การเลือกน้ำยาหล่อเย็นจะขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ได้แก่ การใช้งานเฉพาะ ส่วนประกอบของระบบหล่อเย็น ประสิทธิภาพที่ต้องการ และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ขอแนะนำให้ศึกษาคำแนะนำของผู้ผลิตและปฏิบัติตามแนวทางที่เหมาะสมในการใช้น้ำยาหล่อเย็นในระบบหล่อเย็นด้วยของเหลว
โซลูชั่นไฮบริด
แน่นอนว่าอาจมีได้เช่นกัน โซลูชั่นไฮบริด ที่ผสมผสานบางอย่างที่กล่าวมาข้างต้น ตัวอย่างเช่น:
- ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบแอคทีฟ + ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบพาสซีฟระบบเหล่านี้พบได้บ่อยมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับซีพียู พวกมันคือฮีตซิงก์ที่มีฮีตไปป์และพัดลม พวกมันมีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับรูปร่างของฮีตไปป์ เช่น รูปตัว C รูปตัว U หรือโปรไฟล์ต่ำ
- ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศแบบพาสซีฟ + ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบพาสซีฟ:โดยพื้นฐานแล้วเป็นแผ่นระบายความร้อนที่ได้รับการปรับแต่งเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานโดยการเพิ่มท่อระบายความร้อน
ระบบทำความเย็นประเภทอื่น ๆ
นอกจากนี้เรายังสามารถค้นหา รูปแบบอื่น ๆ ของการทำความเย็น ค่อนข้างเป็นที่นิยมน้อยกว่า แปลกใหม่กว่า แต่ก็น่าสนใจเช่นกัน ตัวอย่างเช่น:
ครีโอเจนิซาซิออน
La การแช่แข็ง วิธีนี้มักไม่ค่อยนิยมใช้เป็นวิธีการระบายความร้อนสำหรับคอมพิวเตอร์ เนื่องจากเหตุผลทั้งทางปฏิบัติและทางเทคนิคหลายประการ ไครโอเจนิกส์ (Cryogenics) คือการทำความเย็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ให้มีอุณหภูมิต่ำมาก ซึ่งโดยปกติจะต่ำกว่าจุดเดือดของไนโตรเจนเหลว (-196 °C) หรือต่ำกว่านั้น
แม้ว่าการแช่แข็งจะสามารถทำให้เย็นลงได้อย่างมีนัยสำคัญและทำให้เกิดศักยภาพ การโอเวอร์คล็อกแบบสุดขั้วสำหรับการประมวลผลควอนตัม ฯลฯ แต่ก็นำมาซึ่งความท้าทายและความเสี่ยงที่สำคัญ:
- การจัดการและความปลอดภัย: การใช้ไครโอเจน เช่น ไนโตรเจนเหลวหรือฮีเลียมเหลว จำเป็นต้องมีการจัดการและจัดเก็บเป็นพิเศษเนื่องจากอุณหภูมิต่ำและความเสี่ยงที่เกี่ยวข้อง จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์และเทคนิคที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บและความเสียหายต่อส่วนประกอบ
- ราคาการใช้คริโอเจนอย่างต่อเนื่องเพื่อระบายความร้อนคอมพิวเตอร์จะมีค่าใช้จ่ายสูงมาก เนื่องจากต้องใช้คริโอเจนจำนวนมากเพื่อรักษาส่วนประกอบต่างๆ ให้มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งเป็นเวลานาน
- การควบแน่นและความชื้น: เมื่อทำการทำความเย็นส่วนประกอบต่างๆ ให้มีอุณหภูมิต่ำเช่นนี้ อาจมีความเสี่ยงที่ความชื้นจะควบแน่นบนวงจรและส่วนประกอบต่างๆ ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายที่ไม่สามารถแก้ไขได้หรือระบบล้มเหลวได้
- ความเปราะบางของส่วนประกอบในอุณหภูมิที่ต่ำมาก วัสดุหลายชนิดจะเปราะและแตกหักง่าย ส่งผลให้มีความเสี่ยงต่อความเสียหายของส่วนประกอบในระหว่างกระบวนการทำความเย็นหรือการจัดการเพิ่มมากขึ้น
โดยสรุป แม้ว่าการทำความเย็นแบบไครโอเจนิกส์จะสามารถใช้ได้ในกรณีทดลองบางกรณีของการโอเวอร์คล็อกอย่างหนักหรือการวิจัยเฉพาะทาง แต่ก็ไม่ใช่ทางเลือกที่ใช้งานได้จริงและไม่ปลอดภัยสำหรับการระบายความร้อนในชีวิตประจำวัน
TEC หรือ RTE (Peltier Effect)
La การระบายความร้อนด้วยเทอร์โมอิเล็กทริก (TEC) หรือปรากฏการณ์เพลเทียร์เป็นวิธีระบายความร้อนโดยใช้หลักการของปรากฏการณ์เพลเทียร์ ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านจุดเชื่อมต่อของวัสดุตัวนำสองชนิดที่แตกต่างกัน ซึ่งโดยทั่วไปคือสารกึ่งตัวนำ ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อน
Se basa en la คุณสมบัติเทอร์โมอิเล็กทริกของวัสดุบางชนิดดังนั้นการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับวัสดุสองชนิดของแผ่นเพลเทียร์ ทำให้ด้านหนึ่งเย็นลง ในขณะที่อีกด้านหนึ่งร้อนขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นจากด้านที่เย็น (ซึ่งต้องการความเย็น) ไปยังด้านที่ร้อน (ซึ่งความร้อนจะถูกระบายออก) วิธีนี้ช่วยให้วัตถุเย็นลง หรือทำให้ระบบรักษาอุณหภูมิให้คงที่
กระบวนการทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกมี ข้อดีบางประการเช่น การไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ทำให้เงียบและปราศจากการสั่นสะเทือน นอกจากนี้ยังเป็นวิธีที่กะทัดรัดและใช้งานได้หลากหลาย สามารถนำไปใช้ในพื้นที่ขนาดเล็กได้ อย่างไรก็ตาม การทำความเย็นด้วยเทอร์โมอิเล็กทริกมีประสิทธิภาพด้านพลังงานที่จำกัดเมื่อเทียบกับวิธีการทำความเย็นแบบอื่นๆ ทำให้ประสิทธิภาพในการระบายความร้อนปริมาณมากลดลง
การทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริกใช้ในแอปพลิเคชันที่จำเป็นต้องมีการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ระบบทำความเย็นขนาดเล็ก ตู้แช่เครื่องดื่มแบบพกพา และอุปกรณ์ทำความเย็นขนาดเล็กอื่นๆ
เปลี่ยนเฟส
ระบบทำความเย็นโดย การเปลี่ยนเฟส ระบบทำความเย็นแบบนี้เป็นตัวเลือกที่ไม่ธรรมดา ระบบเหล่านี้ใช้คอมเพรสเซอร์แบบเดียวกับที่ใช้ในเครื่องปรับอากาศแบบติดหน้าต่าง เพื่อเปลี่ยนส่วนผสมของก๊าซให้เป็นของเหลว ของเหลวจะถูกส่งไปยังเครื่องระเหย ซึ่งโดยปกติจะติดตั้งอยู่บนส่วนประกอบที่สร้างความร้อนโดยตรง ในเครื่องระเหย ของเหลวจะเปลี่ยนกลับเป็นก๊าซอีกครั้ง ซึ่งดูดซับความร้อนในกระบวนการนี้
เครื่องทำความเย็นแบบเปลี่ยนเฟสสามารถเข้าถึงอุณหภูมิที่ต่ำมากได้ บางครั้งถึง -150°Cและส่วนใหญ่นิยมใช้โดยผู้ที่ชื่นชอบการโอเวอร์คล็อก อย่างไรก็ตาม ระบบเหล่านี้มีข้อจำกัดบางประการที่ทำให้ไม่เหมาะกับผู้ใช้ทั่วไป จำเป็นต้องมีการติดตั้งที่ซับซ้อน จำเป็นต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติมและฉนวนที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการควบแน่นในท่อ นอกจากนี้ หากระบบไม่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสม ก็มีความเสี่ยงที่ส่วนประกอบต่างๆ จะแข็งตัวเนื่องจากการระบายความร้อนที่มากเกินไป ดังที่แสดงในภาพ นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดเสียงรบกวน เนื่องจากโดยพื้นฐานแล้วระบบเหล่านี้เป็นเพียงชุดระบายความร้อนขนาดเล็กที่ทำงานอยู่ภายในคอมพิวเตอร์
อัลตร้าซาวด์
(ดูเพิ่มเติมได้ในบทความนี้ซึ่งเราจะพูดถึงเรื่องนี้)
โดยการแช่
La การแช่เย็น การระบายความร้อนแบบจุ่มสำหรับคอมพิวเตอร์เป็นเทคนิคใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการจุ่มส่วนประกอบของพีซี เช่น เมนบอร์ด การ์ดจอ และโปรเซสเซอร์ ลงในของเหลวไดอิเล็กทริกชนิดพิเศษอย่างสมบูรณ์ แตกต่างจากระบบระบายความร้อนแบบเดิมที่ใช้ฮีตซิงก์และพัดลม การระบายความร้อนแบบจุ่มช่วยให้การถ่ายเทความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยไม่จำเป็นต้องใช้อากาศเป็นตัวกลางในการระบายความร้อน
ในวิธีนี้ส่วนประกอบ พวกมันถูกจุ่มอยู่ในของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้าซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นน้ำมันแร่หรือของเหลวไดอิเล็กทริก ซึ่งมีความสามารถในการดูดซับและระบายความร้อนที่เกิดจากส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ได้สูง ของเหลวนี้ทำหน้าที่เป็นชั้นป้องกันรอบ ๆ ส่วนประกอบและดึงความร้อนออกจากส่วนประกอบโดยตรง จึงไม่จำเป็นต้องใช้พัดลมที่มีเสียงดังและแผงระบายความร้อนขนาดใหญ่
แน่นอนว่าของเหลวนี้มี ความสามารถในการเก็บความร้อนสูง เพื่อให้มั่นใจถึงการระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ ตัวเลือกทั่วไป ได้แก่ น้ำมันแร่ดัดแปลง น้ำมันฟลูออรีน หรือไฮโดรคาร์บอนฟลูออรีน น้ำมันเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาให้ปลอดภัยและมีเสถียรภาพในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูง ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เชื่อถือได้และการระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อให้ส่วนประกอบของพีซีอยู่ในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม
การทำความเย็นด้วยการแช่ เสนอผลประโยชน์ เช่น การระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เสียงรบกวนของระบบที่ลดลง และความเป็นไปได้ในการโอเวอร์คล็อกที่เข้มข้นยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม ก็ยังนำมาซึ่งความท้าทายในด้านการบำรุงรักษา ต้นทุน และความต้องการพื้นที่