ตัวทำความเย็น CPU: การระบายความร้อนด้วยของเหลว VS การระบายความร้อนด้วยอากาศ

  เช่นเดียวกับฮาร์ดแวร์พีซีที่ทรงพลัง CPU จะสร้างความร้อนระหว่างการทำงานและต้องการการระบายความร้อนที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด

ดังที่ Mark Gallina สถาปนิกด้านความร้อนและกลไกของ Intel อธิบายว่าทรานซิสเตอร์ภายใน CPU แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนในระหว่างการทำงานปกติ ความร้อนนี้จะเพิ่มอุณหภูมิของ CPU และหากไม่มีการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ CPU อาจเกินอุณหภูมิการทำงานที่ปลอดภัย

 

ดังนั้นวิธีที่ดีที่สุดในการทำให้ CPU ทำงานที่อุณหภูมิที่เหมาะสมคืออะไร? มีวิธีการต่างๆ ในการระบายความร้อนให้กับโปรเซสเซอร์ แต่เดสก์ท็อปและแล็ปท็อปส่วนใหญ่ใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศหรือการระบายความร้อนด้วยของเหลว เรามาสำรวจหลักการทำงานและข้อดีข้อเสียของแต่ละวิธีกันดีกว่า

1. หลักการทำงานของซีพียูคูลเลอร์

1.1 อากาศเย็น

ในระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ ไม่ว่าจะสำหรับเดสก์ท็อปหรือแล็ปท็อป หลักการพื้นฐานคือการดูดซับความร้อนจากตัวกระจายความร้อน (IHS) ของ CPU แล้วกระจายความร้อนผ่านส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ ความร้อนที่เกิดจากโปรเซสเซอร์จะถูกถ่ายโอนไปยัง IHS ที่ด้านบนของ CPU จากนั้นถ่ายโอนไปยังแผ่นฐานของระบบทำความเย็น จากนั้นความร้อนจะกระจายผ่านท่อความร้อนหรือโดยตรงไปยังครีบ โดยสัมผัสกับพัดลมที่เชื่อมต่ออยู่ ซึ่งจะพัดอากาศร้อนออกจากเครื่องทำความเย็น และออกจากพีซีไปในที่สุด

 

การระบายความร้อนแบบพาสซีฟเป็นรูปแบบที่พบได้ไม่บ่อยนักซึ่งไม่ใช้พัดลมและอาศัยฮีทซิงค์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อดูดซับและกระจายความร้อน แม้จะมีประโยชน์สำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการเสียงรบกวนต่ำ แต่คอมพิวเตอร์สำหรับเล่นเกมส่วนใหญ่เลือกใช้ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศหรือของเหลว

 

ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศมีประสิทธิภาพแตกต่างกันไปเนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น วัสดุ (ทองแดงนำไฟฟ้าได้ดีกว่าอะลูมิเนียม แต่มีราคาแพงกว่า) และขนาดและจำนวนพัดลมที่เชื่อมต่อกับระบบระบายความร้อน CPU สิ่งนี้นำไปสู่ความแตกต่างในขนาดและการออกแบบของพัดลมระบายความร้อน CPU

 

 

1.2 การระบายความร้อนด้วยของเหลว

ตัวเลือกการระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถแบ่งได้เป็นเครื่องทำความเย็น All-in-One (AIO) หรือลูปการระบายความร้อนแบบกำหนดเอง เพื่อความเรียบง่าย เราจะมุ่งเน้นไปที่ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว AIO เนื่องจากหลักการพื้นฐานของการระบายความร้อนด้วยของเหลวของ CPU ยังคงเหมือนเดิมในทั้งสองประเภท

เช่นเดียวกับการระบายความร้อนด้วยอากาศ กระบวนการทำความเย็นเริ่มต้นด้วยการถ่ายเทความร้อนจาก IHS ของ CPU ไปยังแผ่นฐาน ชั้นของแผ่นระบายความร้อนช่วยในการถ่ายเทความร้อนระหว่างพื้นผิวได้ดีขึ้น พื้นผิวโลหะของแผ่นฐานเป็นส่วนหนึ่งของบล็อกน้ำ ซึ่งออกแบบมาเพื่อกักเก็บของเหลวหล่อเย็น

 

เมื่อน้ำยาทำความเย็นไหลผ่านบล็อคน้ำ จะดูดซับความร้อนจากแผ่นฐาน จากนั้นของเหลวจะเดินทางผ่านท่อไปยังหม้อน้ำ ซึ่งจะสัมผัสกับอากาศ ซึ่งช่วยในการระบายความร้อน พัดลมที่เชื่อมต่อจะพัดความร้อนออกจากหม้อน้ำ ของเหลวหล่อเย็นจะกลับสู่บล็อคน้ำ และวงจรจะเกิดซ้ำ

 

2. ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกวิธีการทำความเย็น

2.1 ราคา

 

ราคาแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการ โดยทั่วไปแล้ว พัดลมระบายความร้อนจะคุ้มค่ากว่าเนื่องจากการทำงานตรงไปตรงมา ทั้งระบบระบายความร้อนด้วยอากาศและของเหลวมีทั้งรุ่นเริ่มต้นและระดับไฮเอนด์ พร้อมคุณสมบัติขั้นสูง เช่น หม้อน้ำขนาดใหญ่ขึ้น พัดลมที่ดีขึ้น และความสวยงามที่ปรับแต่งได้สำหรับระบบระบายความร้อนด้วยลมระดับไฮเอนด์หรือระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว AIO

 

2.2 ความง่ายในการติดตั้ง

 

เครื่องทำความเย็นเหลว AIO แม้จะซับซ้อนกว่าเครื่องทำความเย็นแบบใช้ลมมาตรฐาน แต่ก็ยังติดตั้งได้ง่าย โดยทั่วไปจะประกอบด้วยบล็อคน้ำ ท่อทำความเย็น และหม้อน้ำ ในทางกลับกัน ลูปแบบกำหนดเองนั้นต้องใช้ความพยายามและความรู้มากกว่า แต่มีตัวเลือกการปรับแต่งที่มากกว่า

 

2.3 ขนาด

 

แอร์คูลเลอร์อาจมีขนาดใหญ่แต่ถูกจำกัดไว้เฉพาะพื้นที่ การระบายความร้อนด้วยของเหลว AIO ต้องใช้พื้นที่สำหรับหม้อน้ำ การพิจารณาบล็อกน้ำ และการวางแนวท่อของเหลวทำความเย็น ในคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก เครื่องระบายความร้อนด้วยอากาศขนาดกะทัดรัดหรือเครื่องทำความเย็นของเหลว AIO ที่มีหม้อน้ำขนาดเล็กอาจเหมาะสมกว่า

 

2.4 เสียงรบกวน

 

การระบายความร้อนด้วยของเหลว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้การตั้งค่า AIO มีแนวโน้มที่จะเงียบกว่าการระบายความร้อน CPU แบบมีพัดลม อย่างไรก็ตาม ระดับเสียงอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการตั้งค่าพัดลมระบายความร้อนหรือพัดลมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ

 

2.5 การควบคุมอุณหภูมิ

 

สำหรับงานที่ใช้ CPU มาก เช่น การเรนเดอร์วิดีโอหรือการสตรีม การระบายความร้อนด้วยของเหลวมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการกระจายความร้อนไปยังพื้นที่พื้นผิวขนาดใหญ่ ซึ่งช่วยให้ความเร็วพัดลมลดลงหรือเพิ่มพลังงานโดยรวม การระบายความร้อนด้วยของเหลวมีประสิทธิภาพมากกว่าและโดยทั่วไปแล้วเงียบกว่า หากยอมรับอุณหภูมิต่ำ เสียงรบกวนน้อยที่สุด และค่าใช้จ่ายล่วงหน้าที่สูงขึ้น การระบายความร้อนด้วยของเหลวอาจเป็นทางเลือกที่ต้องการ สำหรับผู้ที่มองหาโซลูชันที่มีราคาต่ำกว่า ติดตั้งง่าย โดยมีประสิทธิภาพลดลงและระดับเสียงที่ยอมรับได้ แนะนำให้ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ

 

 

โดยสรุป ทางเลือกระหว่างการระบายความร้อนด้วยของเหลวและอากาศขึ้นอยู่กับวิธีการใช้งานคอมพิวเตอร์ ประสิทธิภาพที่คาดหวัง และปริมาณงาน การระบายความร้อนด้วยของเหลวเหมาะสำหรับผู้ที่ให้ความสำคัญกับเสียงรบกวนต่ำ การระบายความร้อนที่เหมาะสม และยินดีลงทุนเพิ่ม ในทางกลับกัน การระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นโซลูชันที่ประหยัดกว่า ติดตั้งง่ายกว่า ส่งผลให้ประสิทธิภาพและการลดเสียงรบกวนลดลง