Система охлаждения процессора: жидкостное охлаждение или воздушное охлаждение

Далее приведена полезная информация при выборе между жидкостным и воздушным охлаждением, в том числе о том, как работают эти два метода и какой из них вам подходит1

Как и любой другой мощный компонент аппаратного обеспечения ПК, процессор выделяет тепло во время работы и должен надлежащим образом охлаждаться для достижения максимальной производительности.

Марк Галлина (Mark Gallina), архитектор систем охлаждения и механических систем корпорации Intel, объясняет: «При нормальной работе транзисторы внутри процессора преобразуют электрическую энергию в тепловую (тепло). Это тепло повышает температуру процессора. Если для этого тепла не существует эффективного пути, температура процессора превысит безопасную рабочую температуру».

Но как лучше всего поддерживать оптимальную рабочую температуру процессора? Существует множество способов охлаждения процессора, но в большинстве настольных ПК и ноутбуков используется воздушное или жидкостное охлаждение.

Мы поговорим о жидкостном и воздушном охлаждении: принципе их работы, плюсах и минусах каждого из них и о том, что больше всего подходит для вашей сборки.

Как работает система охлаждения процессора

Системы воздушного и жидкостного охлаждения процессора работают по аналогичному принципу и по существу выполняют одну задачу: поглощают тепло от процессора и распределяют его в сторону от аппаратного обеспечения.

Тепло, выделяемое самим процессором, распределяется на металлическую крышку процессора, называемую встроенным теплораспределителем. Затем тепло передается на опорную пластину системы охлаждения процессора. Затем тепло распределяется с помощью жидкости или через тепловую трубку на вентилятор, где оно выдувается из системы охлаждения и в конечном итоге из ПК.

Несмотря на то, что механизмы, лежащие в основе, похожи, эти два метода обеспечивают распределение тепла совершенно разными способами.

Начнем с воздушной системы охлаждения.

Охлаждение воздухом

В системе воздушного охлаждения тепло передается от встроенного теплораспределителя процессора через нанесенную термопасту на проводящую опорную пластину, которая обычно изготавливается из меди или алюминия. От опорной пластины тепловая энергия поступает в прикрепленные тепловые трубки.

Тепловые трубки предназначены для отвода тепла из одного места в другое. В этом случае тепло перемещается к теплоотводу, который приподнят над системной платой, чтобы освободить место для других компонентов, например ОЗУ. Данные трубки передают энергию в виде тепла на тонкие металлические ребра, образующие теплоотвод. Эти ребра предназначены для обеспечения максимального воздействия холодного воздуха, который затем поглощает тепло из металла. Установленный вентилятор отводит теплый воздух от теплоотвода.

Система пассивного охлаждения является менее распространенной, но схожей в теории со стандартной системой охлаждения. В ней используется теплоотвод, специально разработанный для поглощения и перераспределения тепла без использования вентилятора. Это может пригодиться в сборке, где приоритетом является низкий уровень шума, однако в большинстве игровых компьютеров используется система воздушного или жидкостного охлаждения.

Эффективность системы воздушного охлаждения может варьироваться в зависимости от таких факторов, как материалы, используемые в конструкции (медь является более проводящей, чем алюминий, хотя алюминий дешевле), а также размера и количества вентиляторов, подключенных к теплоотводу процессора. Этим объясняется разница в размере и конструкции систем воздушного охлаждения процессора.

Более крупные системы воздушного охлаждения обычно рассеивают тепло лучше, но для громоздкой системы охлаждения не всегда есть место, особенно в ПК малого форм-фактора.

Далее мы более подробно рассмотрим преимущества воздушного охлаждения, но сначала изучим жидкостное охлаждение для сравнения.

Охлаждение жидкостью

Как и в случае с системами воздушного охлаждения, существует широкий выбор доступных вариантов, при этом большинство из них подразделяются на две категории: системы охлаждения «все в одном» или настраиваемые контуры охлаждения. Мы сосредоточимся главным образом на системах охлаждения «все в одном», хотя фундаментальные принципы того, как жидкость охлаждает процессор, одинаковы в обеих системах.

Как и в случае с воздушным охлаждением, процесс начинается с опорной пластины, подключенной к встроенному теплораспределителю процессора со слоем термопасты. Таким образом обеспечивается лучшая теплопередача между двумя поверхностями. Металлическая поверхность опорной пластины является частью блока водяного охлаждения, который предназначен для заполнения охлаждающей жидкостью.

Охлаждающая жидкость поглощает тепло из опорной пластины, проходя через блок водяного охлаждения. Затем оно продолжает перемещаться по системе и вверх по одной из двух трубок к радиатору. Радиатор обеспечивает воздействие воздуха на жидкость, что помогает ей остыть, а вентиляторы, прикрепленные к радиатору, отводят тепло от системы охлаждения. Затем охлаждающая жидкость снова поступает в блок водяного охлаждения, и цикл повторяется.

Что подойдет именно вам?

Оба варианта охлаждения являются высокоэффективными при правильной реализации, но имеют разные характеристики в разных условиях. При выборе необходимо учитывать ряд факторов.

Цена

Цена может существенно отличаться в зависимости от функций, которым вы отдаете предпочтение. Тем не менее в целом системы воздушного охлаждения обходятся дешевле благодаря более простой работе.

Для обеих систем существуют версии начального и премиум-класса. Модель системы воздушного охлаждения премиум-класса может быть оснащена более крупным теплоотводом, вентиляторами более высокого уровня и иметь различные варианты дизайна. Система жидкостного охлаждения «все в одном» высшего класса может быть оснащена более крупным радиатором и сочетать в себе эстетические и функциональные возможности индивидуальной настройки, такие как программное обеспечение для управления скоростью вращения вентиляторов и подсветкой.

Системы воздушного и жидкостного охлаждения процессора имеют больший диапазон цен в зависимости от необходимых характеристик.

Простота установки

Несмотря на то, что система жидкостного охлаждения «все в одном» зачастую сложнее в установке, чем стандартная система воздушного охлаждения, принцип ее работы достаточно прост. Большинство таких систем состоят только из блока водяного охлаждения, двух шлангов, обеспечивающих циркуляцию охлаждающей жидкости, и радиатора. Дополнительные действия включают установку блока водяного охлаждения, который аналогичен установке системы воздушного охлаждения, а затем установку радиатора и вентиляторов таким образом, чтобы излишки тепла могли легко выйти из ПК. Поскольку охлаждающая жидкость, насос и радиатор являются автономными компонентами устройства (отсюда название «все в одном»), после его установки не требуется значительный контроль или техническое обслуживание.

С другой стороны, установка настраиваемого контура требует дополнительных усилий и знаний со стороны сборщика. Процесс первоначальной установки может занять больше времени, однако дополнительная гибкость позволяет значительно расширить возможности настройки и при необходимости включить в контур другие компоненты, такие как графический процессор. При правильном внедрении эти более сложные настраиваемые контуры также могут поддерживать сборки всех форм и размеров.

Размер

Системы воздушного охлаждения могут быть громоздкими, но их габариты сосредоточены в одной области, а не распределены по всей системе. С другой стороны, при использовании системы «все в одном» вам потребуется пространство для установки радиатора. Кроме того, необходимо учесть такие аспекты, как правильное расположение и взаимодействие блока водяного охлаждения и трубок подачи охлаждающей жидкости.

Таким образом, если вы работаете с небольшой сборкой, громоздкая система воздушного охлаждения может оказаться не лучшим вариантом. В этом случае больше подойдет низкопрофильная система воздушного охлаждения или система «все в одном» с небольшим радиатором. При планировании модернизации или выборе корпуса убедитесь в наличии достаточного пространства для выбранного решения по охлаждению и в том, что корпус поддерживает выбранное вами аппаратное обеспечение.

Звук

Жидкостное охлаждение, особенно при использовании системы «все в одном», работает тише, чем вентилятор на теплоотводе процессора. Это также может варьироваться в зависимости от наличия системы воздушного охлаждения с вентиляторами, специально разработанными для снижения уровня шума, а настройки или выбор вентилятора могут влиять на уровень шума. В целом жидкостное охлаждение обычно создает меньше шума, так как небольшой насос, как правило, хорошо изолирован, а вентиляторы радиатора работают с меньшей скоростью (оборотов в минуту), чем на теплоотводе процессора.

Регулировка температуры

Если вы планируете выполнять оверклокинг или ресурсоемкие задачи, такие как рендеринг видео или потоковая трансляция, лучше всего выбрать жидкостное охлаждение.

По словам Марка Галлины, жидкостное охлаждение «более эффективно распределяет тепло по большей площади конвекционной поверхности (радиатора), чем чистая проводимость, что позволяет снизить скорость вращения вентилятора (для лучшей акустики) или увеличить общую мощность».

Другими словами, оно эффективнее и во многих случаях тише. Если вы хотите добиться минимальной температуры или получить более тихое решение и вас не пугает более сложный процесс установки, лучше всего вам подойдет жидкостное охлаждение.

Системы воздушного охлаждения достаточно хорошо перемещают тепло от процессора, но помните, что тепло затем рассеивается в корпусе. Это может привести к повышению общей температуры внутри системы. Системы жидкостного охлаждения лучше справляются с перемещением тепла за пределы системы через вентиляторы радиатора.

Сделайте выбор

Итак, вернемся к первоначальному спору: жидкостное охлаждение или воздушное охлаждение. Что лучше?

Ответ зависит от того, как вы используете компьютер, а также от ожидаемой производительности и рабочих нагрузок.

Если вам нужна практически бесшумная работа, наиболее эффективное охлаждение и вас не смущает более высокая цена, под ваши требования лучше подходит система жидкостного охлаждения.

Если вы ищете решение с более низкой ценой и простой установкой в ущерб производительности или акустике, то рекомендуем воздушное охлаждение.

Прежде чем сделать выбор, подумайте, как вы используете свой ПК и как вы планируете использовать его в будущем. Несмотря на то, что оба решения являются превосходными, они предназначены для несколько различных сценариев использования. Вы сами решаете, какое из них лучше подходит для того, как вы используете свой компьютер.

Информация о продукте и производительности

1 Intel, логотип Intel и Core являются товарными знаками корпорации Intel и ее подразделений в США и других странах.