سخت افزار سیستم های کامپیوتری – قسمت دوم CPU Cooling

در قسمت قبلی از سری مقاله های "سخت افزار سیستم های کامپیوتری" به معرفی CPU و مشخصات آن پرداختیم. تیم فنی شبکه 24 قصد دارد در این مقاله راهکارهای خنک سازی CPU را بررسی نماید.
همه پردازنده ها در هنگام انجام کار پردازشی گرما تولید می کنند و هر چه قدر میزان بار پردازشی و قدرت پردازنده بیشتر باشد میزان گرمای تولید شده نیز بیشتر خواهد بود.
گرما به عنوان دشمن سخت افزار کامپیوتر شناخته می شود چون علاوه بر کاهش کارایی سیستم ممکن است باعث بروز مشکلاتی نظیر reboot های ناخواسته شود. با توجه به این احساس نیاز برای دفع گرمای تولیدی سخت افزارهای کامپیوتر علی الخصوص پردازنده ها، روش های خنک سازی پردازنده نیز همواره در حال تکامل بوده است.

روش معمول مورد استفاده برای انتقال گرما از اجزای سخت افزاری و خنک سازی، روش ترموالکتریک (Thermoelectric) است و اجزایی که عملیات خنک سازی را انجام می دهند به عنوان اجزای Peltier شناخته می شوند. Heat Sink ، فن ها و باله های خنک کننده از اجزای Peltier هستند. استفاده از گردش مایعات خنک در میان اجزا نیز از روش های متداول Cooling می باشد. در ادامه به بررسی اجزای یک سیستم خنک سازی CPU می پردازیم.

Heat Sink :

روش های Cooling می تواند اکتیو و یا پسیو باشد. Heat Sink پسیو قطعه ای از جنس مواد رسانای گرما است که بر روی CPU نصب می شود و سبب انتقال و دفع گرمای آن به سمت هوای مجاور می گردد. Heat Sink اکتیو شامل یک فن است که این فن هوای داغ را با سرعت بیشتری به سمت هوای مجاور دفع می کند. Heat Sink ها عموماً بر روی CPU نصب می گردند و در اغلب مواقع باعث پنهان شدن CPU از دید مستقیم می شود. در زیر تصویر یک Heat Sink پسیو را می بینید.

Fan :

همانطور که اشاره کردیم در Heat Sink های اکتیو یک فن بر روی آن قرار می گیرد که گرما را به سمت هوای مجاور هدایت نموده و سپس این هوای گرم توسط سایر فن های کیس به بیرون انتقال داده می شود.

Thermal Paste :

خمیر حرارتی یا خمیر سیلیکون، ماده ای است که در محل اتصال Heat Sink به CPU استفاده می شود. استفاده از خمیر سیلیکون باعث می شود فاصله های بسیار ریز بین Heat Sink و CPU نیز پر شده و انتقال گرما از CPU به Heat Sink بسیار بهینه تر و با بازدهی بالاتری انجام شود.

روش خنک سازی با استفاده از مایعات (Liquid-Based) :
در این روش با استفاده از گردش مایعات (آب) در لوله های مسی خنک سازی بهینه تر و مؤثرتری را خواهیم داشت. البته این روش پرهزینه تر از روش های معمول (استفاده از فن و هیت سینک) خواهد بود و نصب این سیستم خنک سازی در داخل کیس برای افراد تازه کار و کم تجربه کمی دشوار است. استفاده از این روش مشکلاتی را نیز به همراه خواهد داشت. به طور مثال در صورت خرابی پمپ گردش آب ممکن است عملیات خنک سازی به درستی انجام نشود و این امر موجب بروز مشکلاتی برای قطعات سخت افزاری گردد.
هنگامی که از سیستم خنک سازی Liquid-Based استفاده می کنیم، لوله ها و اتصالات می بایست هر چند وقت یک بار چک شود تا نشتی و یا خوردگی در آنها به وجود نیامده باشد. همچنین می بایست از پر بودن مخزن مایع اطمینان حاصل کنیم و از عدم وجود هرگونه آلودگی در آن مطمئن شویم.
به طور کلی استفاده از این روش پرهزینه تر خواهد بود و دقت بیشتری را در هنگام نصب و نگهداری می طلبد امّا بازدهی آن بسیار بالاتر و ایجاد نویز و سر و صدای کمتری نسبت به روش معمول فن و هیت سینک خواهد داشت.

 

در برخی روش ها تمام قطعات و تکنولوژی های خنک سازی پردازنده به صورت ترکیبی به کار گرفته می شود یعنی استفاده از هیت سینک، فن و گردش مایعات دست به دست یکدیگر داده و یک متد کامل را در اختیار ما می گذارند.
در قسمت های بعدی به بررسی سایر قطعات سخت افزاری کامپیوتر می پردازیم. 

 در مقالات بعدی همراه شما خواهیم بود.

تهیه و تنظیم مقاله توسط مهندس پوریا یعقوبی

 

مقاله اول: سخت افزار سیستم های کامپیوتری – قسمت اول بررسی CPU

مقاله دوم: سخت افزار سیستم های کامپیوتری – قسمت دوم CPU Cooling