خنک‌کننده‌های مایع در خط مقدم مبارزه با دما

چگالی و تراکم ترانزیستورهای به‌کار رفته در تراشه‌ها، یکی از فاکتورهایی است که باعث می‌شود تا گرمای تولید شده در دو تراشه هم‌خانواده، متفاوت باشد. شاید برخی بحث لیتوگرافی یکسان و تعداد نودهای استفاده شده در ترکیب تراشه‌های سیلیکونی را به‌عنوان دلیل اصلی برای برابر بودن گرمای تولیدشده در تراشه‌ها ذکر کنند، اما نباید فراموش کرد که در تراشه‌‌های یک خانواده با لیتوگرافی برابر، به‌صورت متناوب بهینه‌سازی‌‌هایی صورت می‌گیرد و این ارتقا، بیشتر بر روی کاهش مصرف ترانزیستورهای با ولتاژ کاری یکسان، ماده جاذب و واسط میان سطح تماس سیلیکون با IHS‌ و تولید گرمای کمتر اعمال می‌شود. از همین رو، کمی دشوار است که میان گرمای تولیدشده اعضای ارشد و کوچک‌تر یک خانواده از تراشه‌های با لیتوگرافی مشابه، رابطه مساوی برقرار کرد؛ اما در هر شرایطی، خنک‌کننده‌های ترکیبی از اجزای جدانشدنی تراشه‌های سیلیکونی محسوب می‌شوند و نمی‌توان کارکرد صحیح و پایداری را برای سیلیکون‌های بدون خنک‌کننده‌ متصور بود.

از دوره‌‌های گذشته تاکنون کولرهای بادی به عنوان کارآمدترین، آسان‌ترین و ارزان‌ترین نوع خنک‌کننده برای تراشه‌های سیلیکونی استفاده شده است. خنک‌کننده‌های بادی با ساختار ترکیبی عناصر آلومینیوم / مس و فن به‌خوبی توان دفع گرمای تولید‌شده توسط تراشه‌ها را دارند و به‌همین دلیل است که به‌عنوان خنک‌‌کننده پیش‌فرض در بسته‌بندی بیشتر تراشه‌‌های محاسباتی و گرافیکی عرضه می‌شود. در کولرهای بادی، گرمای تراشه توسط سطح آلومینیومی یا مسی جذب شده و به هیتسینک منتقل و توسط فن بادی، دفع می‌شود. در کولینگ بادی، نوع طراحی هیتسینک به عنوان جاذب و برج‌خنک‌کننده از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. خوشبختانه ایرکولرهای امروزی با هیت‌پایپ‌های مسی عرضه می‌شوند که ساختاری متخلخل و ناهمسان دارند و تخلخل موجود در گوشته داخلی لوله‌های مسی، باعث می‌شود سطح گرما‌گیری افزایش یابد. اما خنک‌کننده‌‌های مایع در گروه بالاتر قرار می‌گیرند و به‌دلیل ساختار و نوع طراحی، قیمت‌ بیشتری دارند. پمپ، بلاک مسی، رادیاتور و فن بادی از اجزای تشکیل‌دهنده یک واترکولینگ هستند. خنک‌کننده‌‌های دووجهی، نوعی از کولینگ‌‌ها هستند که از ترکیب واترکولینگ و هیتسینک‌های آلومینیومی تشکیل شده و بیشتر در بخش تأمین ولتاژ پردازنده در مادربردهای حرفه‌ای به‌‌کار گرفته می‌شوند.

در این طراحی، عملیات گرماگیری از المان‌‌های الکترونیکی توسط مایع کولانت و باله‌‌های فلزی صورت می‌گیرد. جدای از نوع کولینگ، در میان کاربران این باور وجود دارد که واترکولینگ‌ها از راندمان بالاتری نسبت به ایرکولینگ‌ها برخوردارند؛ ولی این همه واقعیت نیست. با کمی کنکاش در ساختمان و نحوه کارکرد خنک‌کننده‌های مایع می‌توان دریافت که راندمان نهایی کولینگ مایع، اندکی از ایرکولرها بیشتر است. نتیجه آزمایش‌هایی که میان ایرکولرها و واترکولرها در لابراتوارهای معتبر انجام شده، نشان می‌دهد که در شرایط یکسان دمایی، کارایی خنک‌سازی واترکولینگ به‌میزان 15 درصد بیشتر از ایرکولینگ‌ها است و دلیل این تفاوت هم به ظرفیت گرمایی مایع کولانت به‌کار رفته در واترکولینگ باز می‌گردد. اما در مجموع، واترکولرها قابلیت‌های بیشتری را به کاربران دسکتاپ ارائه می‌کنند. در سیستم‌هایی که به واترکولینگ مجهز هستند، فضای بیشتری برای نصب انواع حافظه‌‌ها وجود دارد؛ اما در اکثر ایرکولرها و برای افزایش میزان گرماگیری، از برج‌های خنک‌کننده بزرگ استفاده می‌شود که پس از نصب بر روی پردازنده، امکان استفاده از حافظه‌‌های حرفه‌ای و شانه‌دار منتفی خواهد شد. همچنین سازنده کیس برای نصب رادیاتور، فضای مناسبی را در نظر می‌گیرد تا گرمای رادیاتور به‌صورت مستقیم به فضای بیرون منتقل شود؛ این در حالی‌است که هوای گرم برج خنک‌کننده ایرکولرها، پس از برخورد با المان‌‌های الکترونیکی مادربرد و توسط فن خروجی کیس به بیرون هدایت می‌شود که این موضوع، به افزایش دمای داخلی کیس می‌انجامد. به هر تقدیر استفاده از خنک‌‌کننده بادی یا مایع به نوعی با سلیقه کاربران نیز مرتبط است و کاهش قیمت خنک‌‌کننده‌‌های مایع، کاربران بیشتری را به سمت استفاده از واترکولینگ سوق داده است.

زیبایی بیشتر، بهره‌وری مناسب‌تر و قیمتی برابر با ایرکولرهای حرفه‌ای، مؤلفه‌هایی هستند که استفاده از واترکولینگ‌‌ها را به گزینه‌ای قابل قبول تبدیل کرده است. اگر قصد دارید کامپیوترتان را ارتقا دهید یا ایرکولر پردازنده را با نمونه کارآمدتر تعویض کنید؛ پیشنهاد می‌کنم قبل از خرید نیم‌نگاهی هم به واترکولرهای موجود در بازار بیندازید