كيفية تخصيص المبرد وحدة المعالجة المركزية؟

مشعاع وحدة المعالجة المركزية، كما يوحي الاسم، هو جهاز يعمل على تبديد الحرارة لوحدة المعالجة المركزية. سيولد معالج وحدة المعالجة المركزية الكثير من الحرارة أثناء عمله. إذا لم يتم تبديد هذه الحرارة في الوقت المناسب، فقد يتسبب ذلك في إبطاء وحدة المعالجة المركزية أو حتى ظهور شاشة الموت الزرقاء. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا واستمرت لفترة طويلة، ,فستعمل وحدة المعالجة المركزية على تسريع عملية الشيخوخة أو حتى تعرضها للتلف. لذلك، عند تجميع جهاز كمبيوتر، من الضروري شراء مشعاع وحدة المعالجة المركزية المناسب.

يمكن تصنيف مشعات وحدة المعالجة المركزية الشائعة ببساطة إلى نوعين، وهما 'تبريد الهواء' و 'تبريد الماء'. مبادئ تبديد الحرارة الخاصة بهم متشابهة جدًا بشكل أساسي. فهي تمتص الحرارة الناتجة عن وحدة المعالجة المركزية من خلال الاتصال بين المبرد وسطح وحدة المعالجة المركزية، ثم تنقل الحرارة إلى الخارج من خلال معدن موصل حرارياً (أنابيب نحاسية) أو سائل تبريد الماء. وأخيرًا، يتم تبديد الحرارة خارج الهيكل من خلال المروحة.

توجد عادةً مشعات تبريد الهواء ذات الضغط المنخفض في الأجهزة ذات العلامات التجارية الكاملة أو الأجهزة المضيفة للمبتدئين. فهي صغيرة الحجم ورخيصة الثمن ولديها قدرات كافية لتبديد الحرارة للمعالجات ذات المستوى المبتدئ أو المتوسط. ومع ذلك، نظرًا لأن المروحة تضغط لأسفل وتتجه نحو وحدة المعالجة المركزية، فإنها ستؤدي إلى تعطيل قنوات الهواء داخل العلبة ويكون لها بعض التأثير على تفريغ الهواء الساخن في العلبة. لذلك، إذا لم يكن معالجًا مبتدئًا مزودًا بشاشة أساسية، فلا يُنصح باختيار مشعاع ذو ضغط تنازلي.

'المشعاع البرجي المبرد بالهواء' هو حاليًا مشعاع وحدة المعالجة المركزية الأكثر استخدامًا من قبل المستخدمين في الداخل والخارج، ويرجع ذلك أساسًا إلى أنه رخيص الثمن وسهل التثبيت ويتمتع بقدرات جيدة على تبديد الحرارة. يمكن لسعة تبديد الحرارة للمبرد الذي يتم تبريده بالهواء والذي يكلف حوالي 100 يوان صيني أن يقمع أكثر من 90% من وحدة المعالجة المركزية الموجودة في السوق (Intel i9 أو Ryzen R9 وما دونه).

تُستخدم ونظرًا لأن رفع تردد التشغيل سيؤدي إلى زيادة استهلاك طاقة وحدة المعالجة المركزية وتوليد الحرارة، يلزم وجود مشعاع أقوى لتبريد الماء لخفض درجة الحرارة. بمعنى آخر، إذا لم تكن وحدة المعالجة المركزية الرئيسية عالية المستوى أو كنت تلعب زيادة سرعة تشغيل وحدة المعالجة المركزية بشكل كبير، فليس من الضروري تركيب مشعاع تبريد بالماء. بشكل عام، المشعاعات المبردة بالماء أغلى من المشعاعات المبردة بالهواء. ومع ذلك، فهي ليست مطلقة. تنقسم المشعات المبردة بالهواء أيضًا إلى عالية ومتوسطة ومنخفضة. سعر العديد من أجهزة تبريد الهواء المتطورة أعلى من سعر تبريد الماء العادي. وفي الوقت نفسه، فإن أداء المبرد ليس أقل شأنا من أداء تبريد الماء العادي. هناك أربعة مواصفات شائعة لتبريد المياه، والتي يشار إليها غالبًا باسم 'تبريد الماء 120'، 'تبريد الماء 240'، 'تبريد الماء 280' و 'تبريد الماء 360'. مشعات التبريد المائي بشكل عام لوحدة المعالجة المركزية الرئيسية أو مشغلات رفع تردد التشغيل القصوى.

1. '120 تبريد مائي' يعني: طول رادياتير التبريد 120 ملم ويوجد مروحة 120 ملم.

2. 'التبريد المائي 240' يعني: طول رادياتير التبريد 240 ملم ويوجد مروحتين 120 ملم.

3. 'التبريد المائي 280' يعني: طول رادياتير التبريد 280 مم ويوجد مروحتان مقاس 140 مم.

4. ' التبريد المائي 360 درجة ' يعني: طول رادياتير التبريد 360 ملم ويوجد ثلاث مراوح 120 ملم.

بشكل عام، بالنسبة للمشعات المبردة بالماء من نفس العلامة التجارية والسلسلة، كلما زاد طول المبرد الذي يحتوي على عدد أكبر من المراوح، كان تأثير تبديد الحرارة أفضل. لذلك، من حيث قدرة تبديد الحرارة: 'تبريد الماء 360 درجة' > 'تبريد الماء 280 درجة' > 'تبريد الماء 240 درجة' > 'تبريد الماء 120 درجة'. بمقارنة تأثيرات تبديد الحرارة لتبريد الهواء وتبريد الماء، فإن تأثير تبديد الحرارة المقاس لأضعف تبريد مائي '120 تبريد مائي' ليس جيدًا مثل مشعاع تبريد الهواء السائد الذي يبلغ حوالي 100 يوان صيني ، في حين أن تبريد الهواء العلوي يمكن أن يتفوق حتى على '240 تبريد مائي' أو حتى '280 تبريد مائي.

بالنسبة لمصنعي الإلكترونيات اليوم، أصبح من الضروري بشكل متزايد العثور على التصميم الحراري المناسب. وذلك لأن استخدام المشتتات الحرارية الجاهزة قد لا يكون كافيًا للوفاء بشكل كامل بالمتطلبات الحرارية المعقدة للعديد من المنتجات والأنظمة التي يتم تصنيعها حاليًا. ولحسن الحظ، هناك العديد من حلول الإدارة الحرارية التي يمكن تحليلها من خلال المحاكاة الحرارية قبل تصميم المشتت الحراري المخصص ليصبح أفضل حل للتصميم الحراري.

إحدى المشاكل الشائعة التي تواجهها الشركات المصنعة هي العثور على التصميم الحراري المناسب بحيث يتم نقل الحرارة على النحو الأمثل من المشتت الحراري أو داخل المشتت الحراري. غالبًا ما يجبر تبديد الحرارة من مصدر الحرارة إلى المشتت الحراري المصممين على استخدام مشتتات حرارية أكثر سمكًا وأكثر توصيلًا للحرارة، مما يقلل من الخصائص الضرورية الأخرى مثل مساحة السطح. لتجنب المشتتات الحرارية وزيادة مساحة السطح إلى الحد الأقصى، يستخدم بعض المصممين الحراريين أنابيب الحرارة لنقل الحرارة مباشرة من مصدر الحرارة إلى المشتت الحراري. تستخدم الأنابيب الحرارية تبخير السائل لامتصاص كميات كبيرة من الحرارة ونقلها إلى مكان آخر. يمكن استخدامها كمكونات خارجية أو داخلية للرادياتير. إنها توفر حلاً مهمًا للتصميم الحراري عندما تكون المساحة محدودة عن طريق نقل الحرارة من مصدر الحرارة (مثل وحدة المعالجة المركزية في الكمبيوتر المحمول) إلى مصدر حرارة آخر. كميزة داخلية للمشتت الحراري، تقوم الأنابيب الحرارية بنقل الحرارة إلى الزعانف الجانبية للتبريد دون الإضرار ببنية الزعنفة بمساحة سطح مثالية. هناك ضرورة أخرى للتصميم لتحقيق الكفاءة الحرارية وهي إيجاد نظام تهوية جيد. لكي يعمل المشتت الحراري بشكل صحيح، يجب أن تقوم المروحة بتبديد الحرارة من المنطقة المحيطة. تستخدم أفضل أنظمة التبريد مراوح أكبر لأنها توفر حجم عادم يتناسب مع تأثير التبريد وتقلل من الضوضاء.

لذلك، عندما يقوم المصنعون بتخصيص المشتتات الحرارية لوحدة المعالجة المركزية، فإنهم عادةً ما يقومون بإجراء تجارب وتحليلات محاكاة حرارية للعثور على حل تصميم تبديد الحرارة الصحيح للتحقق من جدوى التصميم وتلبية احتياجات العملاء. وستستمر هذه العملية لفترة طويلة، ويتطلب الأمر تجارب مستمرة لإثبات جدوى الخطة والوصول في النهاية إلى الحل الأمثل.