Kylflänsar - allt du behöver veta 【komplett guide】

På marknaden hittar vi allt kraftigare processorer och grafikkort, som kräver proportionella kylflänsar i prestanda. Om det inte var för användning av dem, kan datorer som sådan inte fungera, åtminstone stationära eller bärbara datorer eftersom deras huvudkomponenter skulle brinna utan botemedel.

I den här artikeln kommer vi att försöka lära känna datorns kylflänsar, deras element, de grundläggande driften och de typer som finns. Om du funderar på att köpa en av dessa, missa inte den här artikeln, så låt oss komma igång!

Innehållsindex

Vad är en kylfläns

Kylflänsen är det element som ansvarar för att sprida eller ta bort värmen som genereras av en elektronisk komponent på grund av användning. Det finns många typer av kylflänsar, såsom luft, vätskekylning eller till och med direkt konvektion i komponenter nedsänkta i en icke-ledande vätska. Men de som vi täcker här är luftkylare, de vanligaste att ansluta och de som används av flest användare.

Faktum är att vi i en dator inte bara hittar en kylfläns, vi kanske tror att kylflänsen bara är det block som finns ovanpå CPU: n eller på grafikkortet, men inget är längre från verkligheten. Andra komponenter som moderkortets chipset eller VRM av samma behöver också kylflänsar.

Just det sista elementet har fått betydande framträdande på senare tid. VRM är processorns strömförsörjningssystem, och som sådan måste den skicka en stor mängd ström för att den ska fungera, vi talar om 90-200 ampere (A) vid cirka 1, 2-15V. MOSFETS är transistorer som reglerar strömmen som skickas till CPU och minne, så de blir väldigt heta. Vi hittar också kylflänsar i strömförsörjningen av samma anledning, och i allmänhet i alla chip som arbetar med hög frekvens.

Hur det verkligen fungerar: fysisk grund av kylflänsen

Allt börjar med hur en elektronisk komponent genererar värme, som kallas Joule-effekten. Det är ett fenomen som inträffar när elektroner rör sig i en ledare. Följaktligen kommer en ökning av temperaturen att uppstå på grund av den kinetiska energin och kollisionerna mellan dem. Ju mer energiintensitet, desto större elektronflöde kommer att vara i ledaren, och följaktligen kommer mer värme att släppas. Detta är töjbart för kiselchips, inuti vilket ett stort antal elektroner kondenserar i form av elektriska impulser.

Vi kan se detta fenomen perfekt i denna termiska fångst. När en dator förbrukar en stor mängd ström ökar även ledare i temperatur.

Som sagt är kylflänsen inget annat än ett metallblock som består av hundratals fenor som är i direkt kontakt med chipet genom en termisk pasta. På detta sätt passerar värmen som genereras av chipet till kylflänsen och från det till miljön. I allmänhet placeras en eller två fläktar ovanför kylflänsen för att hjälpa till att ta bort värme från metallen. I huvudsak ingriper två mekanismer för värmeväxling:

• Ledning: det är fenomenet genom vilket en varmare fast kropp överför sin värme till en kallare som är i kontakt med den. Det sker exakt mellan CPU: s IHS och kylflänsen. Då kommer vi att se att det finns viss termisk motstånd mellan dem. Konvektion: konvektion är ett annat fenomen av värmeöverföring som endast förekommer i vätskor, vatten, luft eller ånga. I detta fall når luften kylflänsarna, företrädesvis med hög hastighet så att den kan ta mer värme från kylflänsen.

Storheter att veta om en kylfläns är bra

Sett operationen ur teknisk synvinkel måste vi fortfarande känna till de viktigaste storleken i en bra kylfläns. Även om det är sant att många av dem inte återspeglas i specifikationerna, för de mest nyfikna kommer de att vara intressanta.

• TDP: TDP är utan tvekan den viktigaste parametern för en kylfläns, eftersom den är mycket representativ. Vi kallar TDP (Thermal Design Power) den mängd värme som en elektronisk komponent förväntas generera när den är på sin maximala belastning. Denna parameter visas på processorer och kylflänsar och har inget att göra med energiförbrukningen för själva den elektroniska komponenten. Så processorn är inställd för att stödja maximal TDP, så en kylare måste ha samma eller mer för att CPU ska fungera säkert. TDP CPU <TDP Kylfläns, alltid. Konduktivitet och resistivitet: konduktivitet är förmågan att transportera värme som en kropp eller ett ämne har. Och resistivitet, för just motsatsen, motståndet den ger för att leda värme. Konduktivitet mäts i W / mK (Watt per meter Kelvin) och desto mer desto bättre. Termisk motstånd: termisk motstånd är det fenomen som motsätter sig värmeöverföring från ett element till ett annat. Det är precis som ett elektriskt motstånd, ju större det är, desto svårare blir det att värmen passerar. I ett kylsystem ingriper många termiska motstånd, till exempel kontakten mellan CPU och kylflänsen, kontakten mellan kapslingen och kärnorna etc. Därför handlar det om att sätta element med hög konduktivitet för att undvika dessa motstånd. Kontaktyta: Kontaktytan är inte något som anges i specifikationerna, eftersom det är en del av kylflänsen. Om vi ​​skulle möta en platta med en Noctua D15, vilken skulle du säga ha mer kontaktyta? Tja tvättstället utan tvekan. Denna parameter mäter det totala området som ska badas med luft. Ju fler fenor, desto större utbytesyta, eftersom de alla har två ansikten, den ena efter den andra multiplicerade med hundratals av dem. Luftflöde och tryck: dessa parametrar är relativt fläktarna. Luftflöde är den mängd luft som en fläkt sätter i rörelse och mäts i CFM, medan statisk tryck är den kraft som luft slår i fenorna och mäts i mmH2O. I en kylfläns vill vi ha maximalt tryck med högt flöde.

Komponenter och delar av kylflänsar

Efter att ha sett parametrarna som är involverade i driften av en PC-kylare är det ingen aning att veta vilka element som ingår i den. Eller snarare, hur en värdefull kylfläns byggs. Dessutom kommer vi att se elementen som ingriper strax efter DIE eller processorkärnorna.

IHS

IHS, eller Integrated Heat Spreader, är kapslingen av CPU: n. Här börjar allt eftersom det är det första elementet som är i kontakt med processorkärnorna, som verkligen genererar värmen från den elektroniska komponenten. Detta paket är tillverkat av koppar, och de kraftfullaste processorerna är direkt lödda till DIE för att eliminera värmebeständigheten till ett minimum.

Detta säkerställer att all möjlig värme överförs under de bästa förhållandena till de andra spridningselementen. Det finns chips som inte har denna kapsling, som GPU: er, i kylflänsen tar direkt kontakt med DIE av kärnorna med hjälp av termisk pasta, så överföringen är mer effektiv. Processen att ta bort IHS och sätta kylflänsen i direkt kontakt med DIE kallas Delidding. Med flytande metallbaserad termisk pasta kan du förbättra temperaturen med upp till 20 ° C eller mer.

Termisk pasta

Elementet med det högsta termiska motståndet i kylflänsenheten. Det är mycket viktigt att ha ett mycket bra termisk pass i kraftfulla chips, eftersom dess konduktivitet blir högre. Den termiska pastans funktion är att förbättra så mycket som möjligt förbindelsen mellan IHS eller DIE och kylblocket på kylflänsen.

Även om det verkar för oss som om ett block är mycket väl polerat, är mikroskopiskt inte kontakten perfekt eftersom de är solida, så ett element som fysiskt länkar dem behövs för att värmeledningen ska få effekt.

På marknaden har vi tre typer av termisk pasta, de av keramisk typ, vanligtvis vit, de av metallisk typ, nästan alltid grå eller silver eller de av flytande metall som verkar, ja, flytande metall. De metalliska är de vanligaste med ett mycket bra prestanda / prisförhållande och når konduktiviteter upp till 13 W / mK. Flytande metaller används vanligtvis för avdelning och har konduktiviteter upp till 80 W / mK.

Kallt block

Kylblocket är basen på kylflänsen, som kommer i kontakt med processorn eller det elektroniska chipet. Det är vanligtvis större än IHS själv, för att säkerställa maximal värmemottagning och överföring.

En bra kylfläns har alltid en bas av koppar. Denna metall har en konduktivitet på mellan 372 och 385 W / mK och överträffas endast av silver och andra dyrare metaller. Notera skillnaden mellan detta värde och det som erbjuds av en termisk pasta.

Värmeledningar

Vi antar att vi utvärderar en kylfläns med bra prestanda, och dessa har alltid värmerör eller värmerör. Liksom det kalla blocket är de tillverkade av koppar eller nickelpläterad koppar.

Deras funktion är mycket enkel men mycket viktig, att ta all värme från det kalla blocket och transportera det till finntornen ovanför. Ibland görs det på ett mycket visuellt sätt med värmeledningarna som separerar blocket från tornen, och andra är integrerade i uppsättningen, som är fallet med Wrait Prisms of AMD.

Finned torn eller block

Efter de två tidigare elementen har vi själva kylflänsen. Det är ett rektangulärt eller fyrkantigt tornformat element försett med ett otroligt antal fenor som är förenade av värmerör eller andra fenor. De är alltid tillverkade av aluminium, en metall lättare än koppar och med en konduktivitet på 237 W / mK. Värmen expanderar i dem alla för att överföra den genom konvektion till luften som är i kontakt med dess yta.

fläkt

Vi tror att det också är en del av kylflänsen för att göra det viktiga jobbet med att skapa höghastighetsluftflöde så att konvektion, istället för att vara naturlig, tvingas och tar bort mer värme från metallen.

De nuvarande kylflänsarna har vanligtvis nästan alla en eller två fläktar, även om de inte nödvändigtvis har en standardstorlek, som det händer i de som säljs separat för chassit.

Typer av kylflänsar

Vi har också olika typer av kylflänsar på marknaden. Var och en av dem är inriktad på en annan funktionalitet om vi också kan klassificera dem på olika sätt.

Passiva kylflänsar

En passiv kylfläns är en som inte har ett elektriskt element som arbetar på den för att hjälpa den att ta bort värme, till exempel en fläkt. Dessa kylflänsar används vanligtvis inte för processorer, även om de är avsedda för chipset eller VRM. De är helt enkelt finblockade aluminium- eller kopparblock som driver bort värme genom naturlig konvektion.

Aktiva kylflänsar

Till skillnad från de andra har dessa kylflänsar ett element som ansvarar för att maximera värmeväxlingen med miljön. Fläktarna monterade på dem har PWM eller analog strömstyrning för olika varv per minut beroende på processorens temperatur. Just av detta skäl är de aktiva kylflänsar.

Torns kylfläns

Om vi ​​tittar på dess design har vi också flera typer, och en av dem är tornets kylfläns. Denna konfiguration är baserad på ett kallt block försett med ett stort finntorn som inte nödvändigtvis är fäst direkt på det, utan av värmerör. Vi kan hitta kylflänsar på ett, två och till och med fyra torn med extravagant design. Mätningarna är vanligtvis cirka 120 mm breda och upp till 170 mm höga, utformade mer än 1500 gram.

En egenskap hos dessa är att fläktarna placeras vertikalt med avseende på moderkortets plan. Detta avbryter inte faktumet att ha modeller med sig horisontellt.

Kylflänkar med låg profil

Till skillnad från de tidigare som har en betydande höjd, satsar dessa med mycket låga konfigurationer för smala chassier eller reducerade utrymmen. Det kan anses att de har ett torn, även om det är horisontellt. De har till och med fläktar inklämda mellan detta torn och det kalla blocket.

Till skillnad från de föregående är fläktarna alltid placerade horisontellt och parallellt med basplattans plan, och flyter ut vertikalt eller axiellt.

Fläktens kylflänsar

Blåskylare används för grafikkort och andra komponenter i form av expansionskort. För närvarande hittar vi också liknande konfigurationer för högdrivna chipset som AMD X570. Vi hittar dem också i HTPC eller NAS, som på grund av deras lilla utrymme är de mest effektiva.

De kännetecknas av att ha en centrifugalfläkt som absorberar luft och utvisar den på det finnade blocket parallellt med fenorna. De är i allmänhet sämre dryck än tidigare kylflänsar.

Lager kylar

Det är inte en design som sådan, men de är de kylflänsar som tillverkaren av processorn inkluderar i sitt inköpspaket. Det finns några av mycket god kvalitet som hos AMD, och andra mycket dåliga som hos Intel.

Vätskekylning

Dessa system består av en sluten krets av destillerat vatten eller annan vätska som kan användas. Denna vätska förblir i kontinuerlig rörelse tack vare en pump eller en tank försedd med en pump så att den passerar genom de olika blocken som är installerade på hårdvaran som ska kylas. I sin tur passerar den heta vätskan genom det som väsentligen är en kylare som är mer eller mindre stor, försedd med fläktar. På detta sätt kyls vätskan igen och upprepar cykeln på obestämd tid medan vår utrustning är igång.

Laptop kylfläns

I en speciell kategori kan vi sätta kylflänsar för bärbara datorer, system som är värda att se i aktion eftersom vissa verkligen fungerar.

Dessa kylflänsar är ganska speciella, eftersom de utnyttjar ledningsfenomenet mest. Tack vare kalla block installerade på GPU: er och CPU: er som långa tjocka kopparvärmeledningar kommer ut, vilket ger värme till spridningszonen. Denna zon består av en, två eller upp till fyra centrifugalfläktar som blåser ut värme mellan små finnblock.

Vad man ska ta hänsyn till för montering

Att montera en PC-kylfläns är inte för komplicerat, och det finns inte många faktorer att ta hänsyn till vid montering av en, för det enda syftet med dess kompatibilitet och mätningar.

Vi hänvisar till kompatibiliteten med plattformen som vi har på vår PC. Varje tillverkare har sina egna uttag där man kan installera processorer, så grepp och storlek är inte desamma. Till exempel har Intel för närvarande två: LGA 2066 för X- och XE Workstation-intervall, och LGA 1151 för skrivbordet Intel Core ix. Å andra sidan har AMD också två, AM4 för Ryzen, och TR4 för Threadripper, även om dessa nästan alltid går med vätskekylning. I alla fall finns tillgängliga kylflänsar utan lager alltid med monteringssystem kompatibla med alla uttag.

När det gäller åtgärderna är det två som vi måste ta hänsyn till. Å ena sidan höjden på kylflänsen, som vi måste jämföra med den tillåtna höjden med vårt chassi, enligt dess specifikationer. Å andra sidan bredden och utrymmet som är tillgängligt för RAM-minne. Stora kylflänsar tar upp så mycket att de kommer på toppen av RAM, så vi måste veta vilken profil de stöder.

Ett tredje viktigt element är att veta om kylflänsen kommer med en termisk pasta spruta eller redan förinstallerad i blocket. De flesta tar med det, men det är inte nödvändigt att se till om vi måste köpa det separat.

Fördelar och nackdelar med kylflänsar

Som vi gjorde i artikeln om vätskekylning, kommer vi också att se fördelar och nackdelar med att använda kylflänsar.

fördel

• Hög PC-kompatibilitet Storlekar för nästan varje smak Billig och effektiv även för kraftfulla processorer Få kablar och enkel installation Mer pålitlig än vätskekylning, ingen vätska eller pumpar som kan misslyckas Enkelt underhåll, bara städa upp damm

nackdelar

• För processorer med mer än 8 kärnor kan de komma rätt De tar mycket plats och är tunga Begränsningar för höjden på chassit och höjden på RAM-estetiken inte särskilt förfinad

Slutsats och guide till de bästa kylflänsarna för PC

Vi avslutar den här artikeln där vi diskuterar djupgående frågan om kylflänsar. Framför allt har vi fokuserat på dess drift och dess grundläggande konstruktioner och komponenter, eftersom det är ett av de ämnen som är mindre generellt behandlade.

En bra kylfläns kan perfekt tillhandahålla behovet av vätskekylning, eftersom det finns så brutala konfigurationer på marknaden som Noctua NH-D15, Gamer Storm Assassin eller den enorma Scythe Ninja 5 och Cooler Master Wraith Ripper. Nu lämnar vi dig med vår guide.

Guide till bästa kylflänsar, fläktar och vätskekylning för PC

Vilken kylfläns har du på din dator? Föredrar du luftkylare eller vätskekylning?