chłodzenie

Chłodzenie procesora – powietrzne, a może cieczą?

Wybór chłodzenia z pozoru może wydawać się łatwy, jednak w praktyce trzeba wziąć pod uwagę takie aspekty jak mocowanie podstawki (np. AM4, LGA1200), pobór mocy procesora (TDP) czy rodzaj. Dlatego zastanówmy się, czy wybrać chłodzenie procesora powietrzne, a może cieczą. Temu ostatniemu czynnikowi przyjrzymy się nieco bliżej.

Obecnie wyróżniamy trzy typy:

  • chłodzenie procesora powietrzne
  • gotowe chłodzenie procesora cieczą (AIO)
  • Niestandardowe systemy chłodzenia cieczą (Custom LC)

Chłodzenie procesora powietrzne

Chłodzenie powietrzne jest zazwyczaj o wiele tańsze (choć są i droższe modele), a jego sposób działania jest bardzo prosty. Polega na przenoszeniu ciepła pochłoniętego przez podstawkę na ciepłowody i żebra radiatora. Następnie ciepłe powietrze jest „wydmuchiwane” przez wentylator.

Skuteczność takiego chłodzenia opiera się przede wszystkim o jakość podstawki – jest ona zazwyczaj wykonana z czystej miedzy, aby mogła zaabsorbować jak najwięcej ciepła. Niektórzy producenci stawiają na technologię Heat Pipe Direct Touch (HPDT) – bezpośredni styk ciepłowodów. Rozwiązanie to szczyt popularności zaliczyło w latach 2007-2012. Mimo, że z początku wydawało się być to rewelacyjnym rozwiązaniem, tak z czasem odkryto jego wady.

chłodzenie
Chłodzenie procesora – powietrzne, a może cieczą?

Ciepłowód zaprojektowany tak, aby działał jak próżnia musiał być jednocześnie odpowiednio spłaszczony, aby przylegał do powierzchni procesora. Zabieg ten obniża sztywność rurki cieplnej i po dłuższym czasie może prowadzić do deformacji, czego efektem będzie słabszy kontakt między procesorem, a radiatorem – niższa wydajność i wyższe temperatury.

Drugim problemem jest fakt, że procesory różnią się powierzchnią, a lokalizacja źródeł ciepła w układach nie jest dokładnie taka sama. Powodowało to, że niektóre procesory o dużej powierzchni mogą być całkowicie zakryte przez podstawkę, zaś w przypadku mniejszych układów, ciepłowód może nie stykać się ze źródłem ciepła. Problem został zażegnany w przypadku chłodzeń z płytką (podstawką) wykonaną z litej miedzi.

chłodzenie
Chłodzenie procesora – powietrzne, a może cieczą?

Na wydajność chłodzenia wpływa także np. jakość żeberek radiatora i klamry, sposób realizacji kontaktu między radiatorem a ciepłowodem, a także zastosowanie lutowania rozpływowego (powszechnie uznawanego za najlepsze). Radiator dawniej wykonany był z miedzi, jednak zastąpiono ją aluminium, które jest lżejsze i nie powoduje problemów konstrukcyjnych. Istotną rolę odgrywa grubość rurek i ich ilość – w klasie średniej jest ich 6, natomiast w bardziej zaawansowanych układach od 7 do 8.

chłodzenie
Chłodzenie procesora – powietrzne, a może cieczą?

Ciepłowody z biegiem lat zostały znacząco udoskonalone. Ich zasada polega na przechodzeniu ciekłego czynnika grzewczego w parę (wzrost temperatury coolera), a następnie powrotu do stanu ciekłego (ochładzanie coolera) i przepływu do części grzewczej, gdzie proces się powtarza. Można powiedzieć, że im więcej ciepłowodów tym lepsze przewodnictwo cieplne. Wykorzystana metoda gięcia i rozmieszczenia ciepłowodów również ma znaczenie. Jakość przepływu powietrza w obudowie jest następnym elementem odciskającym swoje piętno.

Chłodzenie procesora - powietrzne, a może cieczą?
Chłodzenie procesora – powietrzne, a może cieczą?

Ostatnim etapem procesu chłodzenia jest odprowadzanie ciepła na zewnątrz. Za wydostanie się ciepła z radiatora odpowiada wentylator/y. Na skuteczność wpływa konstrukcja łopatek czy prędkość obrotowa. Przeważnie dzieje się tak, że im większa prędkość obrotu łopatek tym wyższe ciśnienie tłoczonego powietrza i hałas. Niektóre modele posiadają drugi wentylator. Sprawa wygląda wówczas następująco: jeden pomaga wtłaczać zimne powietrze do radiatora, tym samym go chłodząc, zaś drugi odprowadza ciepło. Rozmiar wentylatorów wynosi zazwyczaj 120 lub 140 mm średnicy.

Wydawać się może, że chłodzenia osiągnęły już swój szczyt możliwości – ogranicza je dostępna powierzchnia. Zwiększenie wydajności wiązałoby się ze zwiększeniem rozmiarów radiatora etc. Obecnie ogrom miejsca zajmowany jest przez pozostałe komponenty i taki rozwój nie jest zbyt optymalny.

Chłodzenie procesora cieczą

Ten rodzaj możemy rozdzielić jeszcze na dwie podkategorie:

  • All-in-One (AIO)
  • Custom LC

Modele AIO

W czasach, gdy procesory najczęściej posiadały cztery rdzenie, częstotliwość nie wykraczała ponad 3 GHz i podkręcanie nie było równe ekstremalnemu overclockingu, wydzielane ciepło i pobór mocy były na znacznie niższym poziomie. Wówczas chłodzenie powietrzne doskonale radziło sobie z ich schładzaniem. Co więcej, chłodzenia cieczą stanowiły niewielki ułamek rynku. Później wymagania rosły, centralne jednostki zaczęły wydzielać coraz wyższą temperaturę, zaczęto doceniać produkt jakim jest chłodzenie cieczą – obecnie najpopularniejsze rozwiązanie wśród chłodzeń CPU (procesora).

Ma zupełnie inną budowę w stosunku do wariantu bazującego na przepływie powietrza, jednak sposób działania jest bardzo zbliżony. Ciepło wydzielane przez procesor jest przenoszone dalej do bloku wodnego przez miedzianą płytkę i rurki wodne.

chłodzenie
MAG CORELIQUID 240R V2 WHITE

Blok wodny zbudowany jest z chłodnicy i wentylatorów, które wydmuchują powietrze na zewnątrz. Zaletą tego rodzaju jest większa pojemność cieplna cieczy (4-ktotnie większa w stosunku do powietrza). Prowadzi to do osiągania lepszych rezultatów odprowadzania ciepła, co wiąże się z niższymi temperaturami jednostki.

Chłodzenie procesora AIO przez lata ewoluowało i koniec końców zostało wyposażone w inne technologie. Mam na myśli między innymi zintegrowanie pompy wodnej z głowicą bloku wodnego. Taką konstrukcję mają produkty firmy Asetek. Można w ten sposób zmaksymalizować przestrzeń odprowadzania ciepła, a w konsekwencji – zapewnić lepszy efekt chłodzenia. Inny rozwiązaniem jest zamontowanie pompy na kanale wodny, radiatora i umieszczenie w jego wnętrzu – takie rozwiązanie można spotkać chociażby w modelu MSI MAG CORELIQUID C360/P360. Wpływa to negatywnie na przestrzeń i wydajność odprowadzania ciepła, ale eliminuje wibracje z głowicy bloku wodnego, tym samym ryzyko wycieku cieczy chłodzącej. Jest to podstawowa struktura dzisiejszych produktów.

Kto powiedział, że chłodzenie AIO musi być ponure i nudne? A gdyby tak… wyposażyć je w podświetlenie ARGB, które oferuje przecudowne i unikalne efekty świetlne, tudzież ekran, na którym mogą być wyświetlane parametry lub co ciekawsze – wybrane przez użytkownika animacje i filmy. Takie rozwiązanie spotykane jest np. w MSI MEG CORELIQUID S360 z 2,4 calowym ekranem IPS. Wymieniony model posiada również 6-centymetrowy wentylator w pompie, który ma pomagać odprowadzać ciepło.

chłodzenie
MEG CORELIQUID S360

Przy zastosowaniu chłodnic 240, 280, 360, a nawet 420 mm uzyskujemy znacznie większą powierzchnie odprowadzania ciepła. Co więcej, radiatory nie są ograniczone przez przestrzeń, w której można je zamontować (choć trzeba uważać, niektóre chłodnice są na tyle grube, że nie zmieszczą się do wszystkich obudów). Efekt rozpraszania ciepła jest znacznie lepszy. Istnieją wersje ze 120mm chłodnicą, jednak nie są one warte zakupu.

Niestandardowe systemy chłodzenia cieczą

Zasadza działania autorskich rozwiązań nie różni się za bardzo w porównaniu z układami AIO, główną różnicą jest architektura i dodatkowe wyposażenie. Otwarte systemy chłodzenia cieczą posiadają rozdzielone i niezależne części pętli obwodu chłodzenia i elementy odprowadzające ciepło (otwarty obieg cieczy). Użytkownicy muszą jednak złożyć całość samodzielnie. Nie raz wiąże się to z dłuższym majsterkowaniem przy komputerze. Montaż tego typu chłodzenia często nie należy do najprostszych i wymaga od nas nieco większej wprawy.

Chłodzenie procesora - powietrzne, a może cieczą?
Chłodzenie procesora - powietrzne, a może cieczą?

Zestaw taki składa się przede wszystkim z bloku wodnego, pompy, radiatora, zbiornika wyrównawczego, chłodnicy (stanowi radiator) z wentylatorami, rurek, złączek oraz oczywiście płynu chłodzącego. Sporo tego, prawda? Spokojnie, nie trzeba wszystkiego znać na pamięć. Producenci przeważnie sprzedają takie układy jako gotowy zestaw do złożenia. Nie oznacza to, że nie jesteśmy w stanie dobrać osobno części i montować całości wraz z własną weną. W takiej sytuacji trzeba przygotować odpowiedni schemat na którym będziemy bazować. Pozwoli nam to maksymalnie dostosować chłodzenie procesora i innych podzespołów pod nasze upodobania.

Chłodzenie
Chłodzenie procesora – powietrzne, a może cieczą?

Oprócz podstawowych elementów takich jak zbiornik, pompa, blok wodny i chłodnica należy zaopatrzyć się w zawór wodny, głowicę przyłączeniową, przepływomierz wody, głowicę przedłużającą, zawór wylotowy, zawór spustowy oraz termometr. Dla estetyki i bezpieczeństwa powinno się zakupić uchwyty na rurki wodne i inne akcesoria, aby uniemożliwić nieporządne ruchy i zapobiec wypadaniu rurek.

A skoro o rurkach mowa, możemy zdecydować się na następujące rodzaje:

  • elastyczne
  • sztywne

Rurki elastyczne zwykle wykonane są z polichlorku winylu, poliuretanu lub innego miękkiego plastiku. Ich zaletą jest dużo większa podatność na zginanie. Tak naprawdę wybierając ten typ, jesteśmy w stanie wyeliminować sporo złączek. Poza tym sam montaż jest łatwiejszy i możliwy do wykonania bezproblemowo w domowych warunkach. Sztywne rurki to z reguły takie tworzywa jak PETG, akryl lub inny twardy materiał. Takowe rurki wymagają wcześniejszego zaplanowania, a także trzeba im poświęcić więcej czasu – odpowiednio dociąć, zagiąć i zaopatrzyć się w złączki. Moim zdaniem wyglądają o niebo lepiej na tle giętkich braci. Niestety, ich montaż bez specjalnych przyrządów jest bardzo utrudniony i zazwyczaj takie zadanie zleca się osobie lub firmie zajmującej się tym profesjonalnie.

Chłodzenie
Chłodzenie procesora – powietrzne, a może cieczą?

Złożone chłodzenie to jeszcze nie koniec. Do ważnych procesów należy odpowietrzenie i kontrola. Nie chcemy przecież, aby źle dobrana długość rurki prowadziła do wycieku płynu i w najgorszym wypadku, uszkodzenia komponentów pokroju płyty głównej, procesora czy karty graficznej.

Które chłodzenie wybrać? Powietrzne, AIO, a może autorski system?

Jak widać, nie ma jednoznacznej odpowiedzi, które chłodzenie jest lepsze. Wszystko zależy od potrzeb użytkownika. Poszukując taniego rozwiązania do swojego komputera najlepiej wyposażyć się w chłodzenie powietrze. Takie rozwiązanie potrafi być wystarczająco wydajne, a kupno super taniego chłodzenia cieczą bądź, co gorsza, budowanie niestandardowego systemu na elementach lichej jakości mija się z celem.

W momencie, gdy dysponujemy większa ilością smoczych monet, możemy pozwolić sobie na chłodzenie oparte o ciecz. Pozwoli nam to na osiągnięcie większej wydajności jak i wyższej wygody. Najwyższą efektywność zapewni nam autorski system chłodzenia cieczą. Będziemy potrzebować więcej czasu, chęci i umiejętności, jednak efekt będzie tego wart. Przede wszystkim trzeba tutaj zadać sobie pytanie – wydajność czy wygoda?

chłodzenie
Chłodzenie procesora – powietrzne, a może cieczą?

Przedstawiona na zdjęciu powyżej pływa główna MSI Z690 CARBON EK X ma ponadwymiarową płytę rozprowadzającą, której zadaniem jest rozprowadzanie ciepła za pomocą chłodziwa. Jest to idealne rozwiązanie dla użytkowników budujących topowe zestawy oparte o niestandardowe chłodzenie.

Sprawdź również inne nasze artykuły z kategorii nowe technologie.