امیرحسین حیدرزاده
فهرست عنوان‌ها
آیا از رایانه رومیزی یا لپ تاپ برای ورود به دنیای دیجیتال استفاده می‌کنید؟ چند لحظه هیچ کاری نکنید! به اطراف گوش کنید. احتمالا یک صدای فن به گوش شما برسد.
البته که اگر رایانه شما از کارت گرافیک قدرتمند و چند فن استفاده کند، صداهای بیش‌تری را می‌شنوید. در بیش‌تری موارد، یک یا چند فن می‌تواند رایانه شما را خنک کند.
گاهی اوقات به توان بیش‌تری نیاز داریم. برای رایانه‌های قدرتمند، هوا دیگر کافی نیست. باید از مایع کمک بگیریم. در همین لحظه، خنک کننده مایع مثل یک ابر قهرمان وارد می‌شود.
قرار دادن مایعات در کنار قطعات الکتریکی کار خوبی نیست. برق و آب میانه خوبی ندارند. از طرفی، بازدهی خنک کننده مایع بسیار بیش‌تر است. در نتیجه باید یک راه حل پیدا می‌کردیم.
در دنیای فیزیک، یک اصل اساسی به نام ترمودینامیک وجود دارد. به خنک کننده خودرو نگاه کنید. خنک کننده رایانه و خودرو شباهت زیادی به یکدیگر دارند.
به عبارتی، حرارت از جسم گرم به جسم سرد منتقل می‌شود. با انتقال گرما، جسم گرم و جسم سرد، تلاش می‌کنند تا هم دما شوند. جسم گرم را پردازنده رایانه خود و جسم سرد را خنک کننده مایع در نظر بگیرید.
برای درک بهتر، دست خود را روی پنجره اتاق بگذارید. هوای تهران 22 مهر 1400 کمی سرد است. شیشه پنجره گرمای دست شما را گرفته و کمی گرم می‌شود. دست شما گرما را از دست داده و کمی سرد می‌شود.
نه به اندازه قطعات الکترونیکی، اما موتور خودرو نیز به آب حساس است. آبی که شما به رادیاتور خودرو وارد می‌کنید، دور تا دور موتور قرار می‌گیرد. وظیفه آن جذب گرمای احتراق است.
آب در لوله‌های بسته، جا به جا می‌شود. آب گرم در نهایت به رادیاتور جلوی خودرو می‌رسد. فن خودرو، جریان هوا را با فشار زیاد به رادیاتور می‌کوبد.
در این روند، گرما از موتور خارج شده و به هوای اطراف منتقل می‌شود. اگر آب را وارد جریان بازی نمی‌کردیم، باید سطح مقطع موتور را افزایش می‌دادیم. این کار ممکن نبود.
ایجاد گرما، هدف موتور خودرو نیست. گرما تنها نتیجه سوختن بنزین است. گرما در رایانه، نتیجه فکر کردن قطعات حساب می‌شود. اگر یک جواب تخصصی از ما بخواهید، ترانزیستورها در نتیجه استفاده از برق، گرما تولید می‌کنند.
هر کدام از تراشه‌ها را دنیایی از ترانزیستورها تشکیل داده است. ترانزیستورها چه کاری انجام می‌دهند؟ جواب ساده: آن‌ها نوعی کلید روشن و خاموش حساب می‌شوند.
زمانی که ترانزیستور از حالت خاموش به حالت روشن تغییر وضعیت می‌دهد، الکتریسیته شروع به حرکت می‌کند. هرچه ترانزیستورها در یک تراشه بیش‌تر باشد و حالت آن‌ها سریع‌تر تغییر کند، تراشه گرمای بیش‌تری تولید می‌کند.
اگر تراشه بیش از حد گرم شود، خاموش یا خراب می‌شود.
1. هیت سینک در برابر خنک کننده مایع
تصویر بالا یک هیت سینک (Heat sink) را نشان می‌دهد که وظیفه تبادل گرما را بر عهده دارد. با دقت به آن نگاه کنید. هدف آن همه پیچ و خم چیست؟ جسم داغ باید در کنار هوا قرار بگیرد تا گرمای خود را به هوا منتقل کند.
اگر قطعه مورد نظر گرمای زیادی تولید نکند، تنها از فلز مس یا آلومینیوم برای تبادل گرما استفاده می‌شود. در اکثر رایانه‌ها برای خنک کردن پردازنده و کارت گرافیک، از ترکیب هیت سینک و فن کمک می‌گیریم.
تا زمانی که یک رایانه گرمای زیادی تولید نکند، روند گفته شده کار می‌کند. از طرفی تراشه‌های سطح بالا و تراشه‌های اورکلاک شده گرمای بسیار بیش‌تری تولید می‌کنند. به عبارتی هوا دیگر پاسخگو نخواهد بود.
آب وارد می‌شود. آب ظرفیت حرارتی ویژه بالاتری دارد. یعنی می‌تواند مقدار گرمای بیش‌تری را جذب کند.
چرا یک رایانه به خنک کننده مایع نیاز پیدا می‌کند؟
- قطعات رایانه به نسبت هوای اطراف گرمای بیش‌تری تولید می‌کنند
- فن‌ها برای جا به جایی هوای کافی سروصدای زیادی تولید کرده و برق زیادی مصرف می‌کنند
در واقع هدف ما کاهش دمای قطعات و صدای فن است. بسیاری از کاربران از خنک کننده مایع برای اورکلاک کمک می‌گیرند. از طرفی باید با احتیاط حرکت کنید.
اورکلاک بیش از حد قطعات رایانه می‌تواند آن‌ها را با مشکل رو به رو کند. هم‌چنین باید بدانید که ضمانت قطعه باطل می‌شود. نکته آخر در مورد استفاده طولانی مدت است.
اورکلاک قطعات، حتی با بهترین خنک کننده، عمر قطعه را کاهش می‌دهد. اگر روکیدا را هم‌چنان همراهی کنید، به بررسی خنک کننده مایع می‌رسیم.
2. قطعات خنک کننده مایع
شباهت خنک کننده خودرو و خنک کننده رایانه را به یاد دارید؟ مایع خنک کننده در پیچ و خم موتور و سیستم خنک کننده جاری می‌شود. مایع از کدام قسمت‌ها عبور می‌کند؟ گرمای آن قسمت‌ها را به خود جذب می‌کند.
قطعات خنک کننده مایع
- یک پمپ که آب را حرکت می‌دهد
- رادیاتور که گرما را به هوا منتقل می‌کند
- یک فن که هوا را به رادیاتور می‌کوبد
- مخزن مایع خنک کننده
3. لوله‌هایی که بخش‌های مختلف را به یکدیگر متصل می‌کنند
بسیاری از قطعات الکترونیک در برابر آب مقاوم نیستند. در نتیجه باید یک حفاظ یا نوعی کانال میان قطعه و آب وجود داشته باشد. شرکت‌های فناوری یک راه حل با نام بلوک‌های آب پیدا کردند.
در روند آن‌ها از لوله‌های فلزی تو خالی استفاده می‌شود. آب در لوله‌ها جریان پیدا کرده و حرارت را منتقل می‌کند. در انتهای لوله‌ها یک فلز صاف وجود دارد. این فلز روی قطعه الکتریکی قرار می‌گیرد.
میان قطعه فلز و قطعه الکترونیکی یک لایه خمیر سیلیکون اضافه می‌شود. خمیر سیلیکون به خوبی گرما را منتقل می‌کند. خنک کننده مایع برای انواع پردازنده وجود دارد.
پیدا کردن یک خنک کننده مایع برای پردازنده گرافیکی ساده نیست. اگر به دنبال نهایت کارایی باشید، می‌توانید برای قطعات دیگر رایانه خود نیز، یک خنک کننده مایع تهیه کنید.
4. پمپ و رادیاتور خنک کننده مایع
در یک خنک کننده مایع، پمپ اهمیت بالایی دارد. این قطعه سرعت جریان آب را تنظیم می‌کند. پمپ استفاده شده برای رایانه از همان روند خودرویی کمک می‌گیرد.
برخی از انواع پمپ ضد آب است. شما می‌توانید آن را درون مخزن خنک کننده قرار دهید. برخی دیگر از انواع پمپ باید خشک باشد. آیا به استفاده از پمپ ضد آب فکر می‌کنید؟
پمپ شما نباید بیش از حد داغ شود. داغ شدن پمپ درون آب، دمای آن را افزایش داده و از کارایی روند کم می‌کند. این قطعه باید آب را با دقت بالایی به حرکت در بیاورد.
اگر سرعت آب بالا باشد، فرصت کافی برای تبادل گرمایی ایجاد نمی‌شود. اگر سرعت آب کم باشد، آب در یک قسمت داغ شده و قسمت دیگر سرد باقی می‌ماند.
قدرت پمپ نیز اهمیت بالایی دارد. این قطعه باید توانایی انتقال آب از پایین‌ترین قسمت رایانه به بالاترین قسمت آن را داشته باشد. این مساله زمانی مهم‌تر می‌شود که خنک کننده مایع را روی زمین قرار دهید.
پمپ باید آب را تا پردازنده که بالاتر است، برساند. در جنگ جاذبه و حرکت آب، پمپ شما باید برنده شود.
5. مخازن و لوله‌ها
تمام خنک کننده‌های مایع از فن کمک نمی‌گیرند اما در اکثر مدل‌ها، فن را می‌بینیم. یک فن به سیستم خنک کننده مایع کمک می‌کند تا با سرعت بیش‌تری گرما را خارج کند.
تمام مدل‌های خنک کننده مایع از یک مخزن دوم استفاده نمی‌کنند. در اکثر موارد یک سیستم بسته بین رادیاتور و لوله‌ها وجود دارد. یک لوله برای قرار گرفتن در رایانه باید ویژگی‌های مخصوص داشته باشند.
لوله استفاده شده در خنک کننده رایانه شما باید انعطاف کافی برای قرار گرفتن در پیچ و خم رایانه را داشته باشد. از طرفی دچار پیچ خوردگی نشود. پیچ خوردن لوله، سرعت جریان را کاهش می‌دهد.
در یک سیستم ساده، یک لوله پمپ را به ورودی بلوک آب متصل می‌کند. لوله‌های جداگانه از بلوک آب به رادیاتور و از رادیاتور به مخزن می‌رسند. لوله نهایی، مخزن را دوباره به پمپ متصل می‌کند.
اگر سیستم شما چند بلوک آب داشته باشد، لوله‌ها، بلوک‌ها را به یکدیگر متصل خواهند کرد. شاید با کلمات پیچیده به نظر برسد اما در عمل آنقدر پیچیده نیست.
6. مایع خنک کننده
اخرین بخش از یک سیستم خنک کننده مایع، مایع داخل آن است. بسیاری از مردم، آب مقطر را به کار می‌گیرند. چراکه آب شیر نا خالصی زیادی دارد.
نا خالصی‌ها لوله‌ها و مجاری خنک کننده را در گذر زمان مسدود می‌کنند. برخی از شرکت‌ها، مکمل‌های تخصصی این زمینه را عرضه کرده‌اند. برخی از آن‌ها رنگ آب را تغییر داده و برخی دیگر، نقطه انجماد آب را تغییر می‌دهند.
برخی از مکمل‌های تخصص می‌توانند عمر سیستم شما را افزایش دهند. آیا می‌خواهید از یک خنک کننده مایع برای رایانه خود استفاده کنید؟ پیشنهاد می‌کنیم آن را قبل از نصب بررسی کنید.
بگذارید چند ساعت آب را به گردش در بیاورد. امیدواریم که نشتی وجود نداشته باشد. تمام موارد به خوبی کار می‌کند؟ رایانه خود را راه اندازی کنید. برای مشاهده دمای قطعات رایانه می‌توانید از محیط بایوس کمک بگیرید.
برخی از انواع نرم افزار مانند CPU-Z دمای قطعات را در محیط ویندوز به شما نمایش می‌دهند. به خرید یک خنک کننده مایع فکر می‌کنید؟ دو راه پیش پای شما قرار دارد.
اول این که هر بخش را جداگانه تهیه کنید، دوم این که یک مجموعه شرکتی و آماده تهیه کنید. مجموعه‌های آماده به منبع تغذیه رایانه شما متصل شده و کار را در نهایت امنیت انجام می‌دهند.
در زمان خرید دقت کنید که با رایانه شما سازگار باشد. قطعا با کیس‌های آماده آشنایی دارید. در برخی از انواع گران قیمت آن‌ها، خنک کننده مایع دیده می‌شود.
7. زمانی که آب به قدر کافی خنک نیست
آیا سیستم خنک کننده مایع به تنهایی برای رایانه شما کافی نیست؟ شما می‌توانید از یک قطعه با نام پلتیر (Peltier) استفاده کنید. این قطعه به جای بلوک استاندارد آب قرار می‌گیرد.
جداگانه به برق متصل شده و آب را خنک می‌کند. آب در مخزن پلتیر به شدت سرد می‌شود. طرف دیگر که تراشه شما باشد به شدت گرم است. این دستگاه رایانه شما را در شرایط بهتری قرار می‌دهد اما به احتیاط بیش‌تری نیاز دارد.
سوالات متداول خنک کننده مایع
آیا استفاده از خنک کننده مایع واقعاً موثر است؟
خنک کردن قطعات الکترونیکی به کمک آب سریع‌تر بوده و بازدهی بالاتری دارد. خبری از سروصدای فن نیست و رایانه شما در سکوت کار می‌کند. از طرفی می‌تواند خطرناک باشد.
آب در رایانه شما جریان دارد. اگر سیستم نشتی پیدا کند، می‌تواند رایانه با ارزش شما را خراب کند. حتی احتمال آتش سوزی نیز وجود دارد.
هزینه خرید خنک کننده مایع چقدر است؟
برای خرید یک خنک کننده سنتی به 50 تا 100 دلار نیاز دارید. یک خنک کننده مایع بسیار با کیفیت در حدود 400 دلار تمام می‌شود. البته که مدل‌های ارزان‌تر نیز وجود دارد.
چرا باید از مایع استفاده کنیم؟
برای یک رایانه شخصی، یک سیستم خنک کننده معمولی کافی است. رایانه‌های حرفه‌ای با سخت افزار قدرتمند گرمای زیادی تولید می‌کنند. برای خنک کردن آن‌ها به یک خنک کننده مایع نیاز داریم.
خنک کننده مایع چطور کار می‌کند؟
کارکرد آن شباهت زیادی به خنک کننده خودرو دارد. مایع از طریق لوله‌ها به قسمت داغ می‌رسد. گرما را جذب کرده و به سمت رادیاتور جاری می‌شود. گرما از طریق رادیاتور به هوا می‌رسد.
در نتیجه این روند، گرما از رایانه خارج شده و دمای دستگاه کنترل می‌شود. شما کدام راه را برای خنک سازی رایانه استفاده می‌کنید؟
منبع: computer.howstuffworks.com
