خنک کننده های کامپیوتر از جمله قطعات مهم و ضروری برای حفظ عملکرد و سلامت قطعات داخلی کیس کامپیوتر یا همان اجزای سخت افزاری هستند. خنک کننده ها با کاهش دمای قطعات، از افزایش حرارت و خرابی آنها جلوگیری می‌کنند.

انتخاب یک خنک کننده خوب، باعث می شود تا قطعات رایانه ما به خوبی کار کند و از افزایش دمای آن ها بکاهد و از آنجایی که به صورت مداوم، رایانه ها و قطعات آن در حال پیشرفت هستند و پردزازنده ها و کارت های گرافیک سریعتر و کارآمدتر می شوند، در نتیجه داشتن یک خنک کننده مناسب بسیار اهمیت دارد.

خنک کننده های کامپیوتر به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شوند: خنک کننده های هوایی، خنک کننده های آبی، خنک کننده های نیتروژن مایع و خنک کننده های پردازنده. در ادامه به توضیح هر یک از این دسته ها می‌پردازیم.

آنچه در این مقاله خواهیم آموخت

• منشا تولید گرما در سیستم
• تاثیر گرما بر عملکرد سیستم
• اهمیت جریان هوا بر خنک کننده ها
• انواع خنک کننده ها
  • خنک کننده های هوایی
  • خنک کننده های آبی
  • خنک کننده های نیتروژن مایع
  • خنک کننده های پسیو
• عوامل موثر دیگر بر خنک کننده ها و دمای سیستم
• خنک کننده آبی بهتر است یا هوایی؟

منشا تولید گرما در سسیتم

قبل از اینکه بخواهیم سراغ خنک کننده ها برویم، ابتدا باید بدانیم که گرما چگونه در قطعات سخت افزاری سیستم ما تولید می شود و چه تاثیری بر عملکر سیستم دارد.

هرچند هر نوع دستگاه الکترونیک به نسبت خود گرمایی را تولید می کند و به نوعی می توان گفت هرچه میزان مصرف برق یک قطعه بیشتر باشد، گرمای بیشتری تولید میکند، اما به صورت قطعی نمی توان این قانون را برای هر نوع قطعه یا وسیله ای به کار برد به عنوان مثال ممکن است یک کارت گرافیک 300 واتی نسبت به یک پاور 1200 واتی گرمای بیشتری تولید کند.

برای بیان میزان گرما در دستگاه های الکترونیکی از شاخص TDP یا همان Thermal Design Power که به معنای  میزان قدرت طراحی حرارتی است، استفاده می کنند. شاخص تی دی پی بیشتر در سیستم های خنک کننده مورد استفاده قرار میگیرد. در سیستم های کامپیوتر یا لپ تاپ، از جمله سخت افزار هایی که بیشترین گرما را ایجاد میکنند عبارت اند از:

پردازنده ها (CPU)

کارت های گرافیک و هسته پردازنده گرافیک (GPU)

چیپست ها (Chipset)

ماژول های تنظیم ولتاژ (VRM)

رم های خاص با عملکرد های بالا

تاثیر گرما بر عملکرد سیستم

حال که با نحوه تولید گرما آشنا شدیم، باید به این بپردازیم که گرما چه تاثیراتی بر قطعات و عملکرد سیستم دارد. با گذشت زمان، گرما باعث فرسودگی قطعات می شود. کاهش میزان قابلیت و عملکر  قطعه، موجب میشود که کیفیت عملکرد آن قطعه پایین آمده و نتواند به خوبی کار خود را در درجه دما های بالاتر انجام دهد و به همین دلیل بهره وری سیستم کاهش می یابد.

همچنین از دیگر تاثیرات گرما بر سیستم این است که، قطعات فلیزی سیستم وقتی در معرض حرارت قرار می گیرند، انبساط پیدا می کنند و موقع سرد شدن، منقبض می شوند، که این انبساط و انقباظ های مکرر و زیاد، بافت قطعات را به صورت تدریج مورد فشار قرار می دهد و عملکر آن ها را کاهش می دهد و پس از مدت زمانی موادی که آن قطعه را ساخته اند کم کم از بین می روند. به این پدیده، اصطلاحا، استرس حرارتی گفته می شود.

اهمیت جریان هوا بر خنک کننده ها

یکی از عواملی که بر خنک نگه داشتن قطعات موثر است، نوع و میزان جریان هوا می باشد. برای اینکه یک جریان هوا خوب داشته باشیم، باید ابتدا یک کیس مناسب و خوب تهیه کنیم و همچنین فن های خنک کننده ما هرچه بیشتر و قوی تر باشند جریان هوای ورودی و خروجی به کیس هم بیشتر بوده.

همچین دمای جریان هوا گرم یا سرد باشد هم تاثیر زیادی دارد، به فرض مثال اگر دمای هوا گرم باشد، فن ها جریان هوای گرم را وارد کیس می کنند که این عمل نه تنها باعث خنک شدن قطعات می شود بلکه باعث افزایش دمای آن ها می تواند، بشود.

انواع خنک کننده ها

خنک کننده های کامپیوتر بر اساس نوع عملکرد به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شوند: خنک کننده های هوایی، خنک کننده های آبی، خنک کننده های نیتروژن مایع و خنک کننده های پردازنده. که در زیر به توضیح هر کدام پرداخته ایم.

خنک کننده های هوایی (Air coolers)

خنک کننده های هوایی با استفاده از فن های کیس کامپیوتر، هوای داخل کیس را جابجا می‌کنند و باعث خنک شدن قطعات داخلی کیس می‌شوند. این نوع خنک کننده ها برای کیس های کوچک و متوسط مناسب هستند.

مزایای خنک کننده های هوایی

– این خنک کننده ها ارزان، ساده، و آسان برای نصب هستند.

– همچنین نیاز به تعویض یا تعمیر ندارند.

معایب خنک کننده های هوایی

• این خنک کننده ها صدای زیادی ایجاد می‌کنند و نمی‌توانند دمای قطعات را به حد کافی پایین بیاورند.
• اگر هوای داخل کیس گرم باشد، این خنک کننده ها کارایی کمتری خواهند داشت.
• تغییر شکل پیدا کردن هیت سینک (heat sink) به مرور زمان
• بهره وری نسبتا پایین نسبت به سایر خنک کننده ها

نحوه کار خنک کننده های هوایی

این خنک کننده ها با ایجاد جریان هوا در داخل کیس، حرارت را از قطعات دور می‌کنند. فن های کیس می‌توانند هوا را از بیرون به داخل کیس وارد کنند (intake) یا از داخل به بیرون خارج کنند (exhaust).

اجزای خنک کننده های هوایی

گرماگیر (Heat sink)

لوله های انتقال گرما

فن

بهترین خنک کننده های هوایی بازار ایران

DeepCool GAMMAXX 300B

DeepCool GAMMAX 400XT

Coolermaster Hyper 212

DeepCool AG400 PLUS

DeepCool Gammax 400Pro

DeepCool GAMMAXX AG620

خنک کننده های آبی (Water coolers)

خنک کننده های آبی با استفاده از آب به عنوان ماده خنک کننده، دمای قطعات داخلی کیس را کاهش می‌دهند. این نوع خنک کننده ها برای کیس های بزرگ و سنگین مناسب هستند.

خنک کننده های آبی خود به چندین دسته تقسیم بندی می شوند که عبارت اند از

• خنک کننده مدار بسته (close loop) یا AIO (All in one)
  نوع ساده خنک کننده های آبی می باشد که و جایی برای شخصی سازی و ابتکار ندارد و تمام کیت های آن از پیش ساخته شده است.
• خنک کننده های مدار باز (open loop)
  در این نوع خنک کننده ها، تمام قطعات باز و به صورت جداگانه هست و ما باید خودمان آن ها را به هم متصل کنیم. در این خنک کننده ما آزادی عمل بسیاری داریم و می توانیم نوع طراحی و اتصال و همچنین رنگ مایع آن را شخصی سازی کنیم.

  

• کل سیستم زیر آب
  در این مدل تمام قطعات سیستم در داخل یک مخزن مایع قرار می گیرد و مایع برای اینکه خنک شود به سمت رادیاتور می رود و دوباره به درون مخزن برمیگردد.

مزایای خنک کننده های آبی

– این خنک کننده ها صدای کمتری ایجاد می‌کنند و می‌توانند دمای قطعات را به شدت پایین بیاورند.

– همچنین ظاهر زیبا و جذابی دارند.

معایب خنک کننده های آبی

– این خنک کننده ها گران، پیچیده، و دشوار برای نصب هستند.

– همچنین نیاز به تعویض یا تعمیر دارند.

– اگر آب درون لوله ها نشت کند، ممکن است به قطعات آسیب برساند.

نحوه کار خنک کننده های آبی

این خنک کننده ها با انتقال حرارت از قطعات به آب و سپس خنک کردن آب با استفاده از رادیاتور و فن، دمای قطعات را کاهش می‌دهند. این خنک کننده ها می‌توانند به صورت سفارشی (custom) یا آماده (pre-built) باشند.

اجزای خنک کننده های آبی

• هیت بلاک
• پمپ
• رادیاتور
• مخزن آب

چند نمونه از بهترین خنک کننده های آبی بازار ایران

Corsair Hydro Series H100i

NZXT Kraken X63

Thermaltake Floe RC Ultra 360

Floe Riing RGB 360TT Premium Edition

Deep Cool LE520

Cooler master MASTER LIQUID ML240L V2

Cooler master MASTER LIQUID PL240 Flux

Deep Cool LS720 360 ARGB

خنک کننده های نیتروژن مایع (Liquid Nitrogen coolers)

این نوع خنک کننده ها با استفاده از نیتروژن مایع به عنوان ماده خنک کننده، دمای قطعات داخلی کیس را به حداقل می‌رسانند. این نوع خنک کننده ها برای کیس هایی که نیاز به خنک کننده های با توان بالا دارند،  مناسب هستند.

مزایای خنک کننده های نیتروژن مایع

• این خنک کننده ها می‌توانند دمای قطعات را به زیر صفر درجه سانتی گراد برسانند و باعث افزایش عملکرد و سرعت قطعات شوند.
• همچنین ظاهر جالب و متفاوتی دارند و برای اهداف آزمایشی یا رکورد گیری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

معایب خنک کننده های نیتروژن مایع

• این خنک کننده ها بسیار گران، خطرناک، و نامناسب برای استفاده روزمره هستند.
• برای انجام این روش نیاز به تامین مداوم نیتروژن مایع، تجهیزات مناسب، و دانش فنی دارد.
• اگر دمای قطعات بیش از حد پایین برود، ممکن است به آنها آسیب برساند یا باعث ایجاد رطوبت و خوردگی شود.

نحوه کار خنک کننده های نیتروژن مایع

این خنک کننده ها با انتقال حرارت از قطعات به نیتروژن مایع و سپس تبخیر نیتروژن مایع، دمای قطعات را کاهش می‌دهند. این روش به این صورت کار می‌کند که یک بلوک خنک‌کننده از جنس مس یا آلومینیوم روی پردازنده یا کارت گرافیک قرار می‌گیرد و سپس نیتروژن مایع با دمای حدود منفی ۱۹۶ درجه سانتی گراد روی آن ریخته می‌شود.

نیتروژن مایع با تماس با بلوک خنک‌کننده، حرارت را از قطعه جذب کرده و به سرعت تبخیر می‌شود. این تبخیر باعث ایجاد یک جریان هوای سرد می‌شود که گرما را از قطعه دور می‌کند. این روند به صورت مداوم ادامه می‌یابد تا دمای قطعه به حد مطلوب برسد. برای مشاهده یک نمونه از این روش می‌توانید به این ویدیو مراجعه کنید.

چند نمونه از خنک کننده های نیتروژن مایع

 Kingpin Cooling F1 Dark

Der8auer Beast LN2

OC Lab Dragon F1 Extreme Dark

خنک کننده های پسیو (Passive coolers)

خنک کننده های پسیو با استفاده از هیت سینک (heat sink) هایی که روی چیپ ست های (chipset) کامپیوتر نصب می‌شوند، دمای چیپ ست را کاهش می‌دهند. این نوع خنک کننده ها برای کیس هایی که نیاز به خنک کننده های ساده و کارآمد دارند، مناسب هستند.

مزایای خنک کننده های پسیو

• این خنک کننده ها ارزان، ساده، و آسان برای نصب هستند.
• همچنین می‌توانند دمای چیپ ست را به میزان قابل قبولی کاهش دهند.

معایب خنک کننده های پسیو

• این خنک کننده ها صدایی ندارند و در مدل فن دار صدای کمی دارند  و نمی‌توانند دمای پردازنده یا چیپ ست را به حد کافی پایین بیاورند.
• اگر پردازنده بیش از حد گرم شود، ممکن است عملکرد آن کاهش یابد یا خراب شود.

نحوه کار خنک کننده های پسیو

این خنک کننده ها با جریان همرفتی هوا روی پردازنده یا چیپ ست ، حرارت را از آن دور می‌کنند. اگر هم شامل فن باشند فن های پردازنده می‌توانند به صورت خودکار یا دستی تنظیم شوند.

عوامل موثر دیگر بر خنک کننده ها و دمای سیستم

از جمله عوامل دیگری که تاثیر زیادی بر روی خنک کننده ها و دمای رایانه ما دارند عبارت اند از:

محل نصب سخت افزار ها

در هنگام اسمبل کردن یک سیستم باید دقت کنیم که هر کدام از قطعات در مکان درستی قرار بگیرند، مثلا نباید هارد های SSD را در زیر کارت گرافیک قرار داد، به دلیل این که در مسیر مستقیم هوای گرم خارج شده از GPU می باشد و ممکن است که به هارد های ما آسیب برساند.

مدیریت کابل ها

مدیرت کابل یا Cable management یکی دیگر از عواملی هست که می تواند بر جریان هوا و خنک کننده ها داشته باشد، به این صورت که، اگر ما یک سازماندهی خوبی از کابل ها را در کیس داشته باشیم علاوه بر مرتب بودن کار و جلوه سیستم، می تواند به گردش خوب جریان هوا در کیس گردد، همچنین امکان اینکه، کابل های خنک کننده بر اثر نامرتب بودن قطع شود، کاهش می یابد.

پاکیزیگی

پاکیزگی و دور بودن سیستم از گرد و غبار یکی دیگر از عواملی است که تاثیر زیادی بر خنک شدن و درست کار کردن خنک کننده ها دارد، زیرا با تجمع گرد و غبار در سیستم و فن های خنک کننده علاوه بر این که زیبایی سیستم را از بین می برد باعث کاهش عملکرد و سرعت فن ها شده، و فن ها نمی توانند به خوبی کار خود را انجام دهند.

دمای اتاق

اگر دمای اتاق بالا و گرم باشد، باعث می شود فن ها باد گرم را وارد سیستم کنند که این امر باعث گرم شدن بیش از اندازه کامپیوتر شده و سبب فرسودگی سریعتر قطعات می گردد.

به همین دلیل اگر در مکان های گرم زندگی می کنید و یا اتاق شما بیش از اندازه گرم می باشد باید به فکر خنک کننده های هوای بیرونی مانند کولر آبی، کولر گازی و … باشید.

سایز و ابعاد کیس

با توجه به نیاز و نوع قطعات، ما باید کیس های مناسب در سایز و ابعاد مناسب را انتخاب کنید و به صورت کلی بهتر است از کیس هایی استفاده کنیم که پس از اسمبل کردن قطعات، فضای خالی بیشتری را داشته باشند، زیرا باعث می شود که جریان هوای بیشتری وارد و از سیستم خارج شود.

نوع نصب خنک کننده

خنک کننده ها بر اساس نصب، یا روی کیس نصب می شوند و یا روی قطعات، با توجه به این، خنک کننده هایی که روی کیس نصب می شوند بسته به تعداد خنک کننده ای که کیس ها ساپورت می کنند، ممکن است دو خنک کننده مثلا یکی در بالای کیس و یکی در جلو کیس به عنوان ورودی هوا به داخل کیس نصب شوند و یک خنک کننده در پشت کیس به عنوان خروجی هوا.

در نتیجه ما می توانیم خنک کننده های خود را به نحوه های مختلف بر روی کیس نصب کنیم، اگر کیس ما قابلیت نصب تعداد خنک کننده های بیشتری را دارد، بهتر است که حدا اقل دو تا از آن خنک کننده ها به عنوان ورودی هوا، عمل کنند.

سایز و تعداد فن های خنک کننده

در خنک کننده ها، فن ها در سایز و تعداد مختلفی وجود دارد، مثلا بعضی از خنک کننده ها دارای سه فن هستن و بعضی ها داری دو فن، علاوه بر این سایز فن ها هم متفاوت بوده و رایج ترین نوع از فن های موجود در بازار، فن های 80 میلی متر، 92 میلی متر و 120 میلی متر با عرض 25 میلی متر است.

تعداد کانکتور های فن

فن ها را بر اساس ویژگی های مختلفی می توان بسته بندی کرد، که یکی از ویژگی های آن، تعداد کانکتور های فن است که به سه دسته فن های 4 سیمی، 3 سیمی و 2 سیمی دسته بندی می شوند.

فن های 4 سیمی جدیدتر بوده و سرعت فن ها نسبت به دو دسته دیگر بیشتر است و می توان سرعت فن ها را به صورت دستی بر اساس نیاز خود تنظیم کنیم. همچنین قیمت بیشتری را دارد.

فن های 3 سیمی، از جمله رایج ترین نوع فن ها هستند و مثل فن های 4 سیمی قابلیت تنظیم دستی سرعت آن ها را داریم، و اگر نتوانند هوای داخل کیس را به خوبی تهویه کنند با چراغ یا صدا خود به ما هشدار می دهند.

فن های 2 سیمی از قدیمی ترین نوع فن ها می باشد که امروزه دیگر از آن ها استفاده نمی شود و نسبت به سایرین قیمت خیلی پایینتری را دارد.

خنک کننده آبی بهتر است یا هوایی؟

در جدول زیر با توجه مقایسه هایی که انجام شده است، شما می توانید برحسب نیاز خود اقدام به تهیه هرکدام که خواستید بکنید.

نتیجه گیری

خنک کننده های کامپیوتر از جمله قطعات مهم و ضروری برای حفظ عملکرد و سلامت قطعات داخلی کیس کامپیوتر هستند. خنک کننده ها با کاهش دمای قطعات، از افزایش حرارت و خرابی آنها جلوگیری می‌کنند.

خنک کننده های کامپیوتر به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شوند: خنک کننده های هوایی، خنک کننده های آبی، خنک کننده های نیتروژن مایع، و خنک کننده های پسیو . هر یک از این دسته ها مزایا و معایب، نحوه کار، و مثال هایی از محصولات خود را دارند. برای انتخاب خنک کننده مناسب برای کیس خود، باید به نیازها، بودجه، و سلیقه خود توجه کنید. امیدوارم که این مطلب برای شما مفید بوده باشد.

اگر شما جز افرادی هستید که به مباحث اکتیو و پسیو شبکه علاقه دارید و مشتاق هستید که در حوزه ی سخت افزار و شبکه های کامپیوتری، اطلاعات کسب کنید، محتوای تیم مستر خطیب را دنبال کنید و با ارائه نظر، ما را در بهبود و ارتقای کیفیت مطالب یاری کنید. هم چنین، در دوره ۰ تا ۱۰۰ اسمبل و سخت افزار، علاوه بر آشنایی کامل با قطعات سخت افزاری، به موارد بیشتری درمورد سخت افزار، مانند انتخاب درست قطعات برای سیستم، محاسبه پهنای باند و گلوگاه آنها، نصب (اسمبل) و راه اندازی و عیب یابی و..پرداخته می شود.