ตัวระบายความร้อน CPU: ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวเทียบกับระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ

เช่นเดียวกับชิ้นส่วนของฮาร์ดแวร์พีซีที่ทรงพลังอื่นๆ CPU จะสร้างความร้อนในขณะทำงาน และจำเป็นต้องระบายความร้อนอย่างเหมาะสมเพื่อให้สามารถทำงานด้วยประสิทธิภาพสูงสุด

อย่างที่ Mark Gallina สถาปนิกด้านความร้อนและกลไกระบบของ Intel อธิบายไว้ว่า “ระหว่างการทำงานตามปกติ ทรานซิสเตอร์ภายใน CPU จะแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน ความร้อนนี้จะเพิ่มอุณหภูมิของ CPU หากไม่มีเส้นทางสำหรับความร้อนดังกล่าว CPU จะมีอุณหภูมิการทำงานเกินขีดจำกัด”

แต่อะไรคือวิธีการที่ดีที่สุดในการรักษา CPU ของคุณให้ทำงานในอุณหภูมิที่เหมาะสมอยู่เสมอ การระบายความร้อนโปรเซสเซอร์นั้นมีหลายวิธี แต่เดสก์ท็อปและแล็ปท็อปส่วนใหญ่ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยลมหรือของเหลว

เรากำลังจะเปรียบเทียบระหว่างการระบายความร้อนด้วยของเหลวและการระบายความร้อนด้วยลม: วิธีการทำงานของทั้งสองวิธี ข้อดีและข้อเสียของแต่ละวิธี และวิธีใดที่จะเหมาะสมสำหรับระบบของคุณ

วิธีการทำงานของระบบระบายความร้อน CPU

ทั้งระบบระบายความร้อน CPU ด้วยลมและของเหลวทำงานตามหลักการเดียวกัน และที่จริงแล้วทั้งสองระบบทำสิ่งเดียวกันคือ ซึมซับความร้อนจาก CPU และลำเลียงออกไปจากฮาร์ดแวร์

ความร้อนที่สร้างขึ้นจากตัวโปรเซสเซอร์เองจะถูกกระจายไปยังฝาโลหะของ CPU ซึ่งเรียกว่า ตัวกระจายความร้อนในตัว (IHS) จากนั้น ความร้อนจะถูกลำเลียงไปที่แผ่นรองของระบบระบายความร้อน CPU จากนั้นจะมีการกระจายความร้อน ไม่ว่าจะโดยของเหลวหรือผ่านท่อความร้อน ไปยังพัดลม ซึ่งจะเป่าความร้อนออกไปจากระบบระบายความร้อนและออกจากพีซีในท้ายที่สุด

แม้ว่ากลไกภายในจะคล้ายคลึงกัน ทั้งสองระบบจะกระจายความร้อนด้วยวิธีการที่แตกต่างกันอย่างมาก

เรามาเริ่มต้นที่ระบบระบายความร้อนด้วยลม

การระบายความร้อนด้วยลม

ในระบบระบายความร้อนด้วยลม ความร้อนจะถูกลำเลียงจาก IHS ของ CPU ผ่านซิลิโคนความร้อนที่ติดอยู่ และเข้าสู่แผ่นรองนำความร้อนที่มักทำจากทองแดงหรืออลูมิเนียม จากแผ่นรอง พลังงานความร้อนนั้นจะเคลื่อนเข้าสู่ท่อระบายความร้อนที่ติดอยู่

ท่อระบายความร้อนออกแบบมาเพื่อนำความร้อนจากตำแหน่งหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง ในกรณีนี้ ความร้อนจะเคลื่อนที่ไปยังฮีทซิงค์ซึ่งถูกยกขึ้นจากเมนบอร์ด เพื่อเพิ่มพื้นที่ว่างสำหรับส่วนประกอบอื่นๆ เช่น RAM ท่อเหล่านี้จะส่งพลังงานในรูปแบบของความร้อนไปยังครีบโลหะบาง ซึ่งประกอบกันเป็นฮีทซิงค์ ครีบเหล่านี้ออกแบบมาเพื่อเพิ่มการสัมผัสกับลมของระบบระบายความร้อน ซึ่งต่อมาจะดูดซับความร้อนออกจากโลหะ พัดลมที่ติดตั้งไว้จะดันลมอุ่นออกจากฮีทซิงค์

ประสิทธิภาพของระบบระบายความร้อนด้วยลมอาจแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น วัสดุที่ใช้ในการสร้าง (ตัวอย่างเช่น ทองแดงมีความนำไฟฟ้ามากกว่าอลูมิเนียม แม้ว่าอลูมิเนียมจะมีราคาถูกกว่า) และขนาดและปริมาณของพัดลมที่ติดตั้งกับฮีทซิงค์ของ CPU คุณสมบัตินี้ช่วยให้เข้าใจถึงความหลากหลายด้านขนาดและจากออกแบบของระบบระบายความร้อน CPU ที่ใช้ลมเป็นหลัก

ระบบระบายความร้อนที่มีขนาดใหญ่กว่ามักจะกระจายความร้อนได้ดีกว่า แต่คุณไม่ได้มีพื้นที่สำหรับโซลูชันขนาดเทอะทะเสมอไป โดยเฉพาะในพีซีฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็ก

เราจะสำรวจข้อได้เปรียบของการระบายความร้อนด้วยอากาศต่อไป แต่ก่อนอื่น มาทำความรู้จักกับการระบายความร้อนด้วยของเหลวเพื่อเป็นข้อมูลเปรียบเทียบ

การระบายความร้อนด้วยของเหลว

เช่นเดียวกับระบบระบายความร้อนด้วยลม ระบบนี้มีตัวเลือกมากมาย แต่ส่วนใหญ่จะอยู่ในสองหมวดหมู่: ระบบระบายความร้อนแบบ All-in-One (AIO) หรือลูประบายความร้อนแบบกำหนดเอง เราจะเน้นที่ระบบระบายความร้อนแบบ All-in-One (AIO) เป็นหลักในที่นี้ แม้ว่าหลักการพื้นฐานของการที่ของเหลวระบายความร้อนให้กับ CPU จะเหมือนกันในทั้งสองวิธี

เช่นเดียวกับการระบายความร้อนด้วยลม กระบวนการนี้จะเริ่มต้นด้วยแผ่นรองที่เชื่อมต่อกับ IHS ของ CPU โดยมีชั้นของซิลิโคนอยู่ชั้นหนึ่ง วิธีนี้เอื้อต่อการลำเลียงความร้อนระหว่างพื้นผิวทั้งสองที่ดีขึ้น พื้นผิวโลหะของแผ่นรองเป็นส่วนหนึ่งของบล็อคน้ำ ซึ่งออกแบบมาเพื่อเติมสารหล่อเย็น

สารหล่อเย็นจะดูดซับความร้อนจากแผ่นรองในขณะที่เคลื่อนที่ผ่านบล็อคน้ำ จากนั้นจึงเดินทางต่อไปผ่านระบบและขึ้นด้านบนผ่านหนึ่งในสองท่อเพื่อเข้าสู่เครื่องนำความร้อน เครื่องนำความร้อนจะทำให้ของเหลวสัมผัสกับอากาศซึ่งจะช่วยในการระบายความร้อน และพัดลมที่ติดอยู่กับเครื่องนำความร้อนจะไล่ความร้อนออกจากระบบระบายความร้อน จากนั้นสารหล่อเย็นจะกลับเข้าสู่บล็อคน้ำ และรอบการทำงานจะเริ่มขึ้นอีกครั้ง

แบบไหนที่เหมาะกับคุณ

การระบายความร้อนทั้งสองตัวเลือกจะมีประสิทธิภาพสูงเมื่อนำมาใช้งานอย่างเหมาะสม แต่จะมีประสิทธิภาพเหนือกว่าอีกตัวเลือกหนึ่งในสถานการณ์ที่ต่างกัน ต่อไปนี้คือปัจจัยบางส่วนที่ควรพิจารณาเมื่อตัดสินใจเลือกระบบระบายความร้อน

ราคา

ราคาอาจแตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่คุณให้ความสำคัญ อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วระบบระบายความร้อนด้วยลมจะมีราคาต่ำกว่า เนื่องจากการทำงานที่ไม่ซับซ้อน

ทั้งสองระบบมีตั้งแต่ระดับเริ่มต้นและไปจนถึงพรีเมียม ระบบระบายความร้อนด้วยลมระดับพรีเมียมอาจมีฮีทซิงค์ขนาดใหญ่กว่า พัดลมที่ดีกว่า และมีตัวเลือกด้านความสวยงามที่แตกต่างกัน ระบบระบายความร้อนแบบ All-in-One (AIO) ระดับไฮเอนด์อาจมีเครื่องนำความร้อนที่ใหญ่กว่า และนำเสนอการปรับแต่งด้านความสวยงามและฟังก์ชันมากมาย เช่น ซอฟต์แวร์สำหรับควบคุมความเร็วของพัดลมและไฟส่องสว่าง

ระบบระบายความร้อน CPU ทั้งแบบที่ใช้ลมและของเหลวมีราคาหลากหลายระดับ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่คุณกำลังมองหา

การติดตั้งที่ง่ายดาย

แม้ว่าระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบ All-in-One (AIO) มักมีความซับซ้อนในการติดตั้งมากกว่าระบบระบายความร้อนด้วยลมแบบมาตรฐาน แต่การทำงานนั้นค่อนข้างจะตรงไปตรงมา ส่วนใหญ่ประกอบด้วยบล็อคน้ำ ท่อสองท่อสำหรับหมุนเวียนสารหล่อเย็น และเครื่องนำความร้อน ขั้นตอนเพิ่มเติมเกี่ยวข้องกับการติดตั้งบล็อคน้ำ ซึ่งเป็นกระบวนการที่คล้ายกับการติดตั้งระบบระบายความร้อนด้วยลม จากนั้นจึงติดตั้งเครื่องนำความร้อนและพัดลมในลักษณะที่เอื้อให้ความร้อนส่วนเกินสามารถออกจากเครื่องพีซีได้อย่างง่ายดาย เนื่องจากสารหล่อเย็น ปั๊ม และเครื่องนำความร้อนจะมีอิสระในตนเองภายในระบบ (จึงได้ชื่อว่า “All-in-One (AIO)”) แต่ต้องการในการควบคุมดูแลหรือบำรุงรักษาหลังจากการติดตั้งน้อยมาก

ในทางกลับกัน การติดตั้งลูปแบบกำหนดเองต้องใช้ความพยายามและความรู้ที่มากขึ้นของผู้ประกอบ ขั้นตอนการติดตั้งแรกเริ่มอาจจะใช้เวลามากกว่า แต่ความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นช่วยให้สามารถปรับแต่งได้มากกว่าอย่างเห็นได้ชัด รวมถึงตัวเลือกในการรวมส่วนประกอบอื่นๆ เช่น GPU เข้าไปในลูปได้ตามต้องการ เมื่อนำไปใช้อย่างเหมาะสม ลูปแบบกำหนดเองที่ซับซ้อนมากขึ้นเหล่านี้ยังสามารถสนับสนุนระบบได้ทุกขนาดและรูปทรงอีกด้วย

ขนาด

ระบบระบายความร้อนด้วยลมอาจมีขนาดเทอะทะ แต่ขนาดดังกล่าวจะถูกจำกัดไว้ที่บริเวณใดบริเวณหนึ่ง ซึ่งต่างจากการต้องกระจายไปทั่วทั้งระบบ ในทางกลับกัน ด้วยระบบ All-in-One (AIO) คุณจะต้องมีพื้นที่ว่างสำหรับเครื่องนำความร้อน และยังจะต้องคำนึงถึงปัญหาต่างๆ เช่น การจัดวางแนวที่เหมาะสม และการจัดวางบล็อคน้ำและท่อสารหล่อเย็น

ด้วยเหตุนี้ หากคุณกำลังทำงานกับคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก ระบบระบายความร้อนด้วยลมที่เทอะทะอาจไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุด ระบบระบายความร้อนด้วยลมขนาดเล็กหรือแบบ All-in-One (AIO) ที่มีเครื่องนำความร้อนขนาดเล็กอาจจะเหมาะสมมากกว่า เมื่อวางแผนการอัพเกรดหรือกำลังเลือกเคส ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีพื้นที่ว่างเพียงพอสำหรับโซลูชันระบายความร้อนที่ต้องการและเคสของคุณสนับสนุนฮาร์ดแวร์ที่คุณได้เลือก

เสียง

การระบายความร้อนด้วยของของเหลว โดยเฉพาะเมื่อใช้ระบบ All-in-One (AIO) มีแนวโน้มที่จะส่งเสียงรบกวนน้อยกว่าพัดลมบนฮีทซิงค์ของซีพียู เช่นเคย คุณสมบัตินี้อาจแตกต่างกันไป เนื่องจากระบบระบายความร้อนด้วยลมที่มีพัดลมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อลดเสียงรบกวน และการติดตั้งพัดลมหรือการเลือกพัดลมอาจส่งผลกระทบต่อปริมาณเสียงที่เกิดขึ้นได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อกล่าวโดยรวมแล้ว การระบายความร้อนด้วยของเหลวมีแนวโน้มส่งเสียงรบกวนน้อยกว่า เนื่องจากปั๊มขนาดเล็กมักห่อหุ้มด้วยฉนวนเป็นอย่างดี และพัดลมเครื่องนำความร้อนมีแนวโน้มทำงานที่ RPM (วงรอบต่อนาที) ต่ำกว่าพัดลมบนฮีทซิงค์ของ CPU

การควบคุมอุณหภูมิ

หากคุณจริงจังกับการโอเวอร์คล็อก หรือวางแผนที่จะใช้งาน CPU อย่างหนัก เช่น การเรนเดอร์หรือสตรีมวิดีโอ การระบายความร้อนด้วยของเหลวอาจเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด

จากคำกล่าวของ Mark Gallina การระบายความร้อนด้วยของเหลว “สามารถกระจายความร้อนผ่านพื้นผิวที่นำความร้อน (เครื่องนำความร้อน) ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการนำความร้อนเพียงอย่างเดียว เป็นการลดความเร็วของพัดลม (เสียงที่ดีขึ้น) หรือพลังงานรวมที่สูงขึ้น”

หรืออีกนัยหนึ่ง ตัวเลือกนี้ทั้งมีประสิทธิภาพมากกว่าและมีเสียงรบกวนน้อยกว่า หากคุณต้องการอุณหภูมิที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ หรือหากคุณสนใจในโซลูชันที่มีเสียงรบกวนน้อยกว่าและไม่มีปัญหากับการติดตั้งที่มีความซับซ้อนมากกว่าสักเล็กน้อย ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวอาจจะเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด

ระบบระบายความร้อนด้วยลมมีประสิทธิภาพค่อนข้างดีในการลำเลียงความร้อนออกจาก CPU แต่โปรดจำไว้ว่า ความร้อนจะถูกกระจายเข้าสู่เคสต่อไป วิธีนี้อาจทำให้อุณหภูมิแวดล้อมของระบบโดยรวมสูงขึ้นได้ ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวจะมีประสิทธิภาพมากกว่าในการลำเลียงความร้อนออกจากระบบผ่านพัดลมของเครื่องนำความร้อน

เลือกด้วยตัวคุณเอง

กลับมาที่ประเด็นเริ่มต้น: การระบายความร้อนด้วยของเหลวเทียบกับการระบายความร้อนด้วยลม อะไรดีกว่ากัน

คำตอบขึ้นอยู่กับวิธีที่คุณใช้คอมพิวเตอร์ และประสิทธิภาพและเวิร์คโหลดที่คุณคาดว่าจะพบ

หากคุณต้องการการทำงานที่เงียบสนิท การระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงสุด และไม่กังวลกับราคาที่อาจสูงขึ้น การระบายความร้อนด้วยของเหลวนั้นเหมาะสมกับการลงทุน

หากคุณกำลังมองหาโซลูชันที่มีราคาระดับเริ่มต้นและการติดตั้งที่ง่ายดาย โดยแลกกับการขาดประสิทธิภาพหรือเสียงสูงสุด เราขอแนะนำการระบายความร้อนด้วยลม

ลองพิจารณาถึงวิธีการที่คุณใช้งานพีซีและวิธีที่คุณวางแผนจะใช้งานในอนาคตในขณะเลือกซื้อ แม้ว่าทั้งสองตัวเลือกจะเป็นโซลูชันที่ดีเยี่ยม แต่มันก็ถูกออกแบบมาเพื่อกรณีการใช้งานที่แตกต่างกันเล็กน้อย มันขึ้นอยู่กับคุณในการตัดสินใจว่าตัวเลือกใดเหมาะสมกับวิธีการใช้คอมพิวเตอร์ของคุณมากกว่า