Minkä tyyppisiä jäähdytyselementtejä on kaksi?

Kuumeneeko laitteesi enemmän kuin sen pitäisi? Olipa kyseessä sitten suorittimen, näytönohjaimen tai SSD-levyn jäähdytyselementti, oikeanlainen jäähdytyselementti voi parantaa tai heikentää järjestelmän suorituskykyä.

Lämmönsiirtimiä on kahta päätyyppiä: aktiivisia ja passiivisia. Aktiivisissa jäähdytyslevyissä käytetään liikkuvia osia, kuten tuulettimia, kun taas passiiviset jäähdytyslevyt perustuvat luonnolliseen ilmavirtaan.

Kun tiedät, minkä tyyppistä jäähdytyselementtiä kannattaa käyttää, voit hallita lämpöä tehokkaammin, pidentää laitteesi käyttöikää ja välttää lämpökuristukset. Tutustutaanpa tyyppeihin, niiden toimintaperiaatteisiin ja käytännön skenaarioihin.

Mitä erilaisia jäähdytyslevyjä on olemassa?

Kun tarkastelet jäähdytyskomponentteja ensimmäistä kertaa, saattaa tuntua siltä, että jäähdytyselementtejä on vain yhdenlaisia. Itse asiassa niitä on kuitenkin useita erilaisia, ja jokainen niistä palvelee eri tarpeita.

Kolme tärkeintä jäähdytyselementtityyppiä ovat passiiviset, aktiiviset ja hybridilämmönsiirtimet. Ne eroavat toisistaan siinä, miten ne poistavat lämpöä joko luonnollisen konvektion, pakotetun ilmavirran tai molempien avulla.

Yleiset jäähdytyselementtiluokat:

1. Passiiviset jäähdytyselementit

   • Ei liikkuvia osia
   • Valmistettu alumiinista tai kuparista
   • luottaa luonnolliseen konvektioon
   • Käytetään pienitehoisissa järjestelmissä

2. Aktiiviset jäähdytyselementit

   • Sisältää tuulettimen tai puhaltimen
   • Vaatii virtaa toimiakseen
   • Tarjoaa nopeamman jäähdytyksen
   • Yleinen suorittimissa, näytönohjaimissa ja palvelimissa.

3. Hybridilämmönsiirtimet (tai puoliaktiiviset jäähdytyselementit)

   • Yhdistä passiivinen pohja ja valinnainen tuuletin
   • Voi vaihtaa tilaa lämpötilan mukaan
   • Hyödyllinen älykkäissä tai virransäästölaitteissa

Materiaalin mukaan:

Valmistusprosessin mukaan:

• Puristetut: Yleisin, yksinkertaisin, kustannustehokkain
• Leimattu: Kevyt, halvempi, vähemmän tehokas
• Liimattu evä: Suorituskykyisille, pienikokoisille laitteille
• Skived: Korkean tiheyden evät, tarkka suorituskyky
• Taotut: Kestävä, erinomainen lämpökyky

Kukin muototekijä on valittu ilmavirran, kokorajoitusten, virrankulutuksen ja budjetin perusteella. Esimerkiksi huippuluokan pelilaitteet tarvitsevat skived- tai bonded-fin-tyyppejä. Vähävirtaiset reitittimet käyttävät usein leimattua alumiinia.

Mitkä ovat lämmön kaksi päätyyppiä?

Saatat ihmetellä - miksi kaikki tämä keskittyminen jäähdytyslevyihin? Syy on siinä, millaista lämpöä meidän on hallittava.

Elektroniikan kaksi pääasiallista lämmöntyyppiä ovat johtava ja konvektiivinen lämpö. Lämpönielut hallitsevat molempia siirtämällä sitä pois komponenteista ja ympäröivään ilmaan.

1. Johtava lämpö

Tämä on lämpöä, joka kulkee kiinteiden materiaalien läpi. Kun esimerkiksi suorittimesi lämpenee, se johtaa lämpöä siihen liitettyyn jäähdytyselementtiin.

• Lämpö virtaa kuumasta pinnasta viileämpään metalliin
• Metallin tyyppi ja kosketuspinta vaikuttavat suorituskykyyn
• Paksummat pohjat tai kiillotetut pinnat parantavat johtumista.

2. Konvektiivinen lämpö

Kun lämpö saavuttaa lamellit, sen on siirryttävä ilmaan. Se on konvektiota.

• Passiivinen: käyttää luonnollista ilman liikettä
• Aktiivinen: käyttää tuulettimia työntämään tai vetämään ilmaa lamellien läpi.
• Enemmän ilmavirtaa = nopeampi lämmönsiirto

Joissakin laitteissa käsitellään myös säteilylämpö, mutta se on minimaalinen elektroniikan pienessä mittakaavassa.

Yleiskatsaustaulukko

Ilman tehokasta johtumista ja konvektiota jäähdytyselementistäsi tulee pala lämmintä metallia. Siksi suunnittelulla, materiaaleilla ja ilmavirtauksella on merkitystä.

Mitä eroa on aktiivisen ja passiivisen jäähdytyselementin välillä?

Ihmiset sekoittavat usein nämä kaksi tai luulevat, että aktiivinen tarkoittaa "parempaa". Tämä ei aina pidä paikkaansa. Oikean valitseminen riippuu järjestelmän lämmöntuotosta ja suunnittelutavoitteista.

Aktiivinen jäähdytyselementti sisältää tuulettimen tai puhaltimen, joka työntää ilmaa pinnan yli, kun taas passiivinen jäähdytyselementti käyttää vain luonnollista ilmavirtaa lämmön poistamiseen.

Aktiivinen jäähdytyselementti

• Lisää tuulettimen ilmavirran lisäämiseksi
• Siirtää lämpöä nopeammin kuin passiivinen
• Sopii erinomaisesti suuritehoisille siruille
• Vaatii virtaa, voi aiheuttaa melua
• Enemmän liikkuvia osia = suurempi vikaantumisriski

Passiivinen jäähdytyselementti

• Täysin äänetön
• Ei tarvita energiaa
• Paras pienitehoisille laitteille
• Tarvitsee hyvän ilmanvaihdon
• Saattaa ylikuumentua, jos ilma on pysähtynyt.

Vertailutaulukko

Kyse ei siis ole siitä, että toinen olisi parempi, vaan siitä, että ratkaisu sopii järjestelmän lämpösuunnitteluun.

Voiko SSD-levyä käyttää ilman jäähdytyslevyä?

Jos olet ostanut nopean NVMe SSD-levyn, saatat miettiä, tarvitsenko todella jäähdytyslevyä? Vastaus ei ole aina kyllä, mutta se voi riippua käytöstä.

SSD-levyn käyttö ilman jäähdytyselementtiä on teknisesti ok, mutta raskaassa työtaakassa se voi heikentää suorituskykyä tai pitkäaikaista luotettavuutta.

Kun jäähdytyslevyillä on väliä

• Gen 4 & Gen 5 NVMe-asemat: Nämä kuumenevat erittäin kuumiksi. Ilman jäähdytyselementtiä ne ovat usein 70-80 °C:n lämpötiloja kuormitettuna.
• Pelaaminen tai sisällön luominen: Jatkuva kirjoitus tai lukeminen aiheuttaa korkeita lämpötiloja.
• Suljetut järjestelmät: Kannettavat tietokoneet tai minitietokoneet, joissa on rajoitettu ilmavirta.

Ilman asianmukaista jäähdytystä SSD-ohjain saattaa rajoittaa nopeuksia suojellakseen itseään. Latausaika tai tiedonsiirto saattaa hidastua.

Milloin on hyvä olla ilman

• Perusverkkoselailu tai toimistotyö
• Vähävirtaiset SATA SSD -levyt
• NVMe SSD-levyt, joissa on sisäänrakennetut lämmönlevittimet
• Avoimet testipenkit, joissa on hyvä ilmavirtaus

Silti useimmissa nykyaikaisissa emolevyissä on nykyään SSD-jäähdytyslevyjä. Jos omassasi ei ole, jälkiasennettavat ovat halpoja ja helppoja asentaa.

SSD-lämpötilataulukko

Vaikka SSD-asemasi "toimisi hyvin" ilman sitä, lämpö vaikuttaa aina sen käyttöikään. Aivan kuten suorittimien kohdalla, viileämpi on parempi.

Päätelmä

Lämmönsiirtimiä on monenlaisia, mutta kahden päätyypin - aktiivisen ja passiivisen - ymmärtäminen auttaa sinua tekemään parempia laitteistovalintoja. Kummallakin on oma roolinsa passiivisten mallien peruskonvektiosta tuulettimella tuettuihin aktiivisiin malleihin. Jäähdytitpä sitten suorittimen, SSD-aseman tai teollisuussirun, oikean jäähdytyselementin sovittaminen lämpöteknisiin tarpeisiisi takaa paremman suorituskyvyn ja pidemmän käyttöiän.