วิธีปรับปรุงประสิทธิภาพการระบายความร้อนของฮีทซิงค์ CPU

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของฮีทซิงค์ระบายความร้อนด้วยอากาศของ CPU เช่น การนำความร้อนของวัสดุ พื้นที่ครีบ ระยะห่างของครีบ ความหนาด้านล่าง พื้นที่สัมผัส ทิศทางการไหลของของไหล ฯลฯ การจำแนกประเภทของฮีทซิงค์รวมถึงท่อระบายความร้อนและตัวระบายความร้อน CPU แบบไม่มีท่อความร้อน แบบทาวเวอร์ และแบบแรงดันดาวน์ เนื่องจากประสิทธิภาพที่อ่อนแอของฮีทซิงค์ของ CPU ที่ไม่มีท่อความร้อน จึงมีการใช้น้อยลงในตลาด ในปัจจุบัน ฮีทซิงค์ CPU ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายส่วนใหญ่เป็นท่อระบายความร้อนซีพียูคูลเลอร์

ฮีทซิงค์แรงดันต่ำ:      

โดยทั่วไปมีข้อดีสองประการของโครงสร้างฮีทซิงค์แรงดันต่ำ อย่างแรกคือมีความสูงค่อนข้างต่ำและสามารถปรับให้เข้ากับแชสซีต่างๆ ได้ โดยเฉพาะแชสซี mini itx ที่มีพื้นที่จำกัด ส่วนใหญ่สามารถใช้ได้เฉพาะหม้อน้ำระบายความร้อนด้วยอากาศแรงดันต่ำเท่านั้น ประการที่สอง สามารถใช้กระแสลมเพื่อกระจายความร้อนไปยังส่วนประกอบรอบๆ CPU เช่น วงจรจ่ายไฟและหน่วยความจำ ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงปัญหาความร้อนสะสมของส่วนประกอบเหล่านี้ได้ อย่างไรก็ตาม โครงสร้างนี้ไม่เอื้อต่อท่ออากาศภายในแชสซีซึ่งทำให้เกิดกระแสน้ำเชี่ยวภายในแชสซีได้ง่าย เป็นการยากที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนให้สูงสุด ส่งผลให้สูญเสียประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนเพิ่มเติม ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากสำหรับหม้อน้ำแรงดันต่ำที่จะบรรลุประสิทธิภาพการกระจายความร้อนสูง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงค่อย ๆ ถอนตัวออกจากกระแสหลัก

ฮีทซิงค์ทาวเวอร์:

ประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนของฮีทซิงค์แบบทาวเวอร์สูงกว่าประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบดาวน์เพรสเชอร์ เมื่อกระแสลมไหลผ่านครีบระบายความร้อนแบบขนาน ความเร็วลมทั้ง 4 ด้านของส่วนกระแสลมจะเร็วที่สุด ในเวลาเดียวกัน ฮีทซิงค์แบบทาวเวอร์ยังเอื้อต่อการสร้างท่ออากาศภายในแชสซี ซึ่งสามารถนำทางการไหลของอากาศออกจากพอร์ตระบายความร้อนที่ด้านหลังของแชสซีโดยเร็วที่สุด

ข้อดีของฮีทซิงค์ heatPipe:

ท่อความร้อนแบ่งออกเป็นปลายการทำความร้อนแบบระเหยและปลายควบแน่น เมื่อปลายทำความร้อนเริ่มร้อน ของเหลวที่อยู่รอบผนังท่อจะระเหยและผลิตไอน้ำทันที ในเวลานี้ ความดันของส่วนนี้จะเพิ่มขึ้น และไอน้ำจะไหลไปยังจุดควบแน่นภายใต้แรงฉุดของแรงดัน หลังจากที่ไอน้ำไหลถึงจุดสิ้นสุดของการควบแน่น ไอน้ำจะถูกทำให้เย็นและควบแน่นเป็นของเหลว ขณะเดียวกันก็ปล่อยความร้อนออกมามากเช่นกัน สุดท้ายจะกลับสู่จุดสิ้นสุดการให้ความร้อนด้วยการระเหยด้วยความช่วยเหลือของแรงคาปิลลารีและแรงโน้มถ่วงเพื่อทำให้วงจรเสร็จสมบูรณ์

เนื่องจากท่อความร้อนมีข้อได้เปรียบในเรื่องความเร็วในการถ่ายเทความร้อนที่รวดเร็วเป็นพิเศษ จึงสามารถลดค่าความต้านทานความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนเมื่อติดตั้งในฮีทซิงค์ มีค่าการนำความร้อนสูงมาก มากกว่าค่าการนำความร้อนของทองแดงบริสุทธิ์ถึงหลายร้อยเท่า ดังนั้นจึงเรียกว่า "ตัวนำยิ่งยวดความร้อน" หม้อน้ำ CPU แบบท่อความร้อนที่มีกระบวนการและการออกแบบที่ยอดเยี่ยมจะมีประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยเครื่องทำความเย็นแบบธรรมดาที่ไม่มีท่อความร้อน

การออกแบบครีบฮีทซิงค์:

เมื่อโครงสร้างฐานและท่อความร้อนเท่ากัน การเพิ่มพื้นที่กระจายความร้อนเป็นวิธีที่ตรงที่สุดในการปรับปรุงประสิทธิภาพของฮีตซิงค์อย่างไม่ต้องสงสัย และไม่มีทางเพิ่มพื้นที่กระจายความร้อนเกินสองวิธี อย่างแรกคือการเพิ่มตัวระบายความร้อนมากขึ้นหรือใหญ่ขึ้นโดยการเพิ่มปริมาตร และอีกอย่างคือการลดระยะห่างและความหนาของตัวระบายความร้อน ให้เพิ่มตัวระบายความร้อนด้วยปริมาตรเท่ากัน ไม่แนะนำให้ติดตามพื้นที่กระจายความร้อนที่ใหญ่กว่าโดยสุ่มสี่สุ่มห้า ควรพิจารณาปริมาตรและน้ำหนักของหม้อน้ำ ความหนาและระยะห่างของครีบกระจายความร้อน รวมถึงขนาดและประเภทของพัดลมอย่างรอบคอบ

กระบวนการบัดกรีและการเจาะครีบ:

มีสองวิธีหลักในการประกอบท่อความร้อนและครีบ: การบัดกรีและการเจาะครีบ ความต้านทานความร้อนของอินเทอร์เฟซของกระบวนการเชื่อมต่ำ แต่ต้นทุนค่อนข้างสูง ตัวอย่างเช่น เมื่อเชื่อมครีบอลูมิเนียมด้วยท่อความร้อนทองแดง โดยทั่วไปแล้วท่อความร้อนจะต้องได้รับการชุบด้วยไฟฟ้าก่อนจึงจะสามารถเชื่อมด้วยครีบอลูมิเนียมได้ และข้อกำหนดกระบวนการเชื่อมค่อนข้างสูง การเชื่อมที่ไม่สม่ำเสมอหรือฟองอากาศภายในจะทำลายประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ .

การเจาะครีบคือการปล่อยให้ท่อความร้อนผ่านครีบโดยตรงด้วยวิธีทางกล กระบวนการนี้ง่ายแต่ข้อกำหนดทางเทคนิคไม่ต่ำกว่าการเชื่อมเพราะกำหนดให้ครีบกระจายความร้อนต้องสัมผัสกับท่อความร้อนอย่างใกล้ชิด ค่าใช้จ่ายในการเจาะครีบจะต่ำกว่ากระบวนการเชื่อมเล็กน้อย และตามทฤษฎีแล้ว ความต้านทานความร้อนของพื้นผิวสัมผัสจะสูงกว่าการเชื่อมเล็กน้อย

ท่อความร้อน ฐาน และครีบเป็นองค์ประกอบหลักสามประการของฮีทซิงค์ระบายความร้อนด้วยอากาศ CPU หลักในปัจจุบัน แต่ละส่วนจะมีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของหม้อน้ำ และทั้งสามส่วนก็มีความสัมพันธ์กันเช่นกัน การเพิ่มประสิทธิภาพเพียงส่วนเดียวอาจไม่ทำให้ประสิทธิภาพของหม้อน้ำเพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดด แต่ส่วนใดๆ ยังทำได้ไม่ดีนัก ถือเป็นการกระทบอย่างหนักต่อประสิทธิภาพของฮีทซิงค์ของ CPU