خنک‌کننده مایع در مقابل خنک‌کننده هوا: بهترین گزینه کدام است؟

I. مقدمه: معضل خنک‌کننده پردازنده

آیا می‌دانستید که خنک‌کننده‌های مایع می‌توانند ۵۰ تا ۱۰۰ وات گرمای بیشتری نسبت به یک خنک‌کننده بادی معمولی تولید کنند؟ یک خنک‌کننده بادی عملاً نیازی به تعمیر و نگهداری ندارد، در حالی که خنک‌کننده‌های مایع مستعد خرابی پمپ هستند. پس کدام یک را باید انتخاب کنید؟ بیایید این معضل خنک‌کننده CPU را حل کنیم.

روش خنک‌کننده با هوا از یک فن و یک هیت‌سینک استفاده می‌کند که گرما را از پردازنده به محیط منتقل می‌کند. این یک راه حل آسان و ارزان است، اما وقتی صحبت از خنک‌کننده مایع در یک پردازنده می‌شود، گران‌تر اما مؤثرتر است. مایع گرما را از پردازنده‌ها می‌گیرد و از طریق رادیاتور جریان می‌یابد، جایی که یک فن آن را خنک می‌کند. نوع خنک‌کننده مورد استفاده در پردازنده‌های مدرن، چه مایع و چه هوا، به عوامل مختلفی بستگی دارد.

با افزایش تقاضا برای نیازهای محاسباتی بالا، پردازنده‌های مدرن مانند Intel Core Ultra 9 و AMD Ryzen 9 با توان طراحی حرارتی بالا طراحی شده‌اند که برای عملکرد بهینه و جلوگیری از گلوگاه حرارتی به راه‌حل‌های خنک‌کننده قوی نیاز دارند. برخی از رایانه‌ها با فضای محدود برای تنظیم فن‌ها و هیت‌سینک‌ها طراحی شده‌اند. این رایانه‌ها دارای فرم‌فکتورهای پایین‌تری مانند Mini-ITX هستند که جریان هوا را کاهش داده و باعث ایجاد گلوگاه حرارتی می‌شوند. بنابراین، خنک‌کننده مایع در چنین شرایطی گزینه بهتری است.

سیستم‌های خنک‌کننده مایع همچنین با نورپردازی RGB روی پمپ‌ها و فن‌ها، زیبایی‌شناسی بهتری ارائه می‌دهند، قابلیت‌های خنک‌سازی بالاتری را برای پردازنده‌های با کارایی بالا با اورکلاک فراهم می‌کنند و در مقایسه با خنک‌کننده‌های هوایی، اندازه کوچک‌تری دارند. علاوه بر این، آن‌ها با اندازه‌های بزرگتر، زیبایی‌شناسی ساده‌تری دارند و عملکرد خنک‌سازی پایین‌تری دارند، اگرچه به همان قابلیت خنک‌کنندگی سیستم خنک‌کننده مایع دست می‌یابند.

II. خنک‌کننده هوا: پیش‌فرض قابل اعتماد

در دورانی که ریزپردازنده‌ها دائماً در حال تغییر هستند، سرعت محاسبات آنها نیز در حال تغییر است. روش‌های خنک‌کننده هوا همچنان یک راه‌حل قابل اعتماد و کارآمد برای خنک کردن پردازنده‌های پایه تا متوسط ​​ارائه می‌دهند و آنها را در دمای عملیاتی ایمن نگه می‌دارند.

مکانیک

سیستم خنک‌کننده هوا شامل یک هیت سینک، لوله‌های حرارتی، یک فن و یک فن خروجی است. هیت سینک معمولاً از مس یا آلومینیوم ساخته می‌شود. مستقیماً روی پردازنده قرار می‌گیرد، گرمای آن را جذب می‌کند و آن را به لوله‌های توخالی پر از مایعی که تبخیر و میعان می‌شود منتقل می‌کند و در نتیجه گرما را از CPU خارج می‌کند. این لوله‌ها به پره‌هایی متصل هستند تا سطح تماسی که یک فن برای انتقال گرما از سطح فلز به آن متصل است را افزایش دهند و یک فن خروجی هوای گرم را از محفظه CPU خارج می‌کند. هیچ قطعه پیچیده‌ای در خنک‌کننده هوای CPU وجود ندارد. هیچ پمپ یا رادیاتوری با مایع خنک‌کننده وجود ندارد. حتی اگر خمیر حرارتی از قبل اعمال شده باشد، همیشه برای یک سیستم خنک‌کننده هوا، اتصال و اجرا آسان است.

مزایا

• قابلیت اطمینان: قابلیت اطمینان سیستم خنک‌کننده هوا برای یک پردازنده، بزرگترین نقطه قوت آن است. این سیستم هیچ قطعه متحرکی به جز فن ندارد که برای برندهای خوبی مانند Noctua، ESGAMING، Cooler Master یا DeepCool طول عمری معادل ۱۵۰۰۰۰ ساعت دارد. به عنوان مثال، خنک‌کننده ARGB دو برجی با ۶ لوله حرارتی و نصب آسان ESGAMING (T2-2F) و خنک‌کننده هوای گیمینگ Colorful Gaming با ۴ لوله حرارتی ۱۲۰ میلی‌متری (EZ-4A) که به صورت مستقیم از کارخانه عرضه می‌شوند، خنک‌کنندگی فوری و عملکرد بی‌صدا را ارائه می‌دهند و برای سیستم‌های با کارایی بالا طراحی شده‌اند. این بدان معناست که یک فن می‌تواند ۱۵ سال بدون خرابی به طور مداوم کار کند.
• هزینه: از آنجایی که قطعات چرخان بسیار کمی وجود دارد، هزینه آن نیز در مقایسه با سیستم خنک‌کننده مایع بسیار پایین است. قیمت آن بسته به قابلیت خنک‌کننده و قابلیت اطمینان، از 30 تا 150 دلار متغیر است. اکثر کاربرانی که نمی‌خواهند هزینه زیادی بپردازند اما به خنک‌کننده کارآمد نیاز دارند، می‌توانند یک سیستم خنک‌کننده هوا را در CPU خود نصب کنند.
• ایمنی: سیستم‌های خنک‌کننده هوا ذاتاً ایمن هستند، زیرا از مایع خنک‌کننده استفاده نمی‌کنند و خطر آسیب دیدن اجزای CPU به دلیل نشت مایع را از بین می‌برند.
• نگهداری: آنها عملکرد فوق‌العاده‌ای دارند و فقط گاهی اوقات نیاز به تمیز کردن گرد و غبار دارند و دما را بسیار پایین‌تر از حد ایمن نگه می‌دارند. به دلیل هزینه‌های نگهداری پایین، انتخابی ایده‌آل برای کامپیوترهای سرور و کامپیوترهای تازه کار هستند.
• دوام: در درازمدت، آنها عملکرد خوبی دارند، زیرا هیچ قطعه مکانیکی ندارند که به مرور زمان فرسوده شود.

معایب

• اندازه: اندازه خنک‌کننده هوا برای سیستم خنک‌کننده CPU یک نگرانی است. خنک‌کننده‌های با اندازه بزرگ اغلب هنگام نصب با مشکل فاصله از بدنه مواجه می‌شوند و اگر به طور مناسب طراحی نشوند، می‌توانند RAM و CPU را مسدود کرده و در حین نصب مشکلاتی ایجاد کنند.
• عملکرد: در مقایسه با خنک‌کننده مایع، خنک‌کننده هوایی محدودیت‌های خود را دارد. عملکرد آنها به دمای محیط و جریان هوا بستگی دارد. از همه مهمتر، این خنک‌کننده‌ها گرما را از CPU به داخل محفظه دفع می‌کنند و در صورت کمبود فضای کافی برای خروج هوای گرم، می‌توانند دمای سایر اجزا را افزایش دهند.
• سر و صدا: کاربران اغلب از صدای تولید شده توسط فن خنک‌کننده اذیت می‌شوند. کاربرانی که یک سیستم خنک‌کننده بی‌صدا و کارآمد را برای پردازنده خود ترجیح می‌دهند، معمولاً با چالش‌هایی روبرو می‌شوند زیرا اکثر خنک‌کننده‌های بادی ارزان‌قیمت دارای فن‌های کم‌مصرف‌تر و پر سر و صداتر هستند. حجم (مشکلات فاصله رم/کیس)، سر و صدا (35-40 دسی‌بل) و اختلال در جریان هوا در خنک‌کننده بادی پیش‌بینی می‌شود.
• کارایی: خنک‌کننده‌های هوای ارزان‌قیمت به دلیل کارایی پایین، جریان هوای کمتر و سر و صدای بیشتر برای پردازنده‌های رده بالا مناسب نیستند. خنک‌کننده‌های هوای با کارایی بالا هزینه‌ای معادل سیستم خنک‌کننده مایع دارند و همین امر توجیه هزینه بالاتر خنک‌کننده‌های هوا نسبت به خنک‌کننده‌های مایع را که راه‌حل خنک‌کننده بهتری ارائه می‌دهند، دشوار می‌کند.

III. خنک‌کننده مایع: عملکرد و زیبایی‌شناسی مدرن

با پیشرفت فناوری کامپیوتر، کارت‌های گرافیک و پردازنده‌ها به راه‌حل‌های خنک‌کننده مؤثرتری نیاز دارند. راه‌حل‌های خنک‌کننده با هوا برای نیازهای محاسباتی پایه مناسب و پایدار هستند، اما برای بازی‌ها و پردازش‌های سطح بالا، مصرف‌کنندگان خواستار راه‌حل‌های خنک‌کننده مایع پیشرفته‌تری هستند.

مکانیک

یک راهکار خنک‌کننده مایع برای CPU شامل یک بلوک آبی، یک پمپ، لوله و یک رادیاتور است. گرمای تولید شده توسط CPU توسط یک بلوک مایع که مستقیماً به CPU نصب شده است، جذب می‌شود. این بلوک از فلز با رسانایی بالا مانند مس ساخته شده است. مایع توسط یک پمپ به این بلوک‌های آبی پمپ می‌شود تا گرمای تولید شده توسط CPU را از بین ببرد. سپس این مایع گرم شده وارد رادیاتور می‌شود و در آنجا هنگامی که یک فن جریان هوا را به سطح بیرونی رادیاتور فراهم می‌کند، گرمای خود را به هوای اطراف می‌دهد. رادیاتور مانند یک مبدل حرارتی در یک سیستم خنک‌کننده مایع عمل می‌کند. مایع خنک شده دوباره به بلوک آبی پمپ می‌شود و این چرخه برای حذف گرمای ناخواسته ادامه می‌یابد. دو نوع سیستم خنک‌کننده مایع در دسترس است.

• خنک‌کننده‌ی همه‌کاره‌ی AOI، ساخته شده برای تعمیر و استفاده مانند دستگاه‌های plug-and-play
• حلقه‌های خنک‌کننده آبی سفارشی برای عملکرد بسیار بالاتر استفاده می‌شوند، اما نیاز به دانش بهتری در مورد نحوه استفاده و نحوه نگهداری آنها دارند.

مزیت​

• اورکلاک: راهکارهای خنک‌کننده مایع برای پردازنده‌ها اغلب برای دستیابی به عملکرد بالاتر پردازنده و کاهش دمای پردازنده تا تقریباً برابر با دمای محیط استفاده می‌شوند. این امر به کاربران امکان می‌دهد پردازنده خود را برای اهداف بازی و رندر ویدیو اورکلاک کنند. حفظ دمای پایین‌تر تأثیر مستقیمی بر عملکرد و طول عمر قطعات دارد.
• بهره‌وری: با بهره‌وری خنک‌سازی بالاتر، راهکارهای خنک‌کننده مایع به کاربران این امکان را می‌دهند که پردازنده‌های خود را برای مدت طولانی‌تری اورکلاک کنند و نیاز به تنظیم دمای پردازنده در این دوره را از بین ببرند.
• پشتیبانی از توان حرارتی بالا: پردازنده‌های مدرن، مانند Core i9، توان طراحی حرارتی بیش از 300 وات دارند. سیستم‌های خنک‌کننده هوایی برای پردازنده‌هایی که گرمای زیادی تولید می‌کنند مناسب نیستند، اما یک سیستم خنک‌کننده مایع خوب می‌تواند به راحتی از عهده این کار برآید.
• زیبایی‌شناسی: سیستم‌های خنک‌کننده آبی با نورپردازی RGB زیبایی دلپذیری دارند. آن‌ها در مقایسه با سیستم‌های خنک‌کننده هوایی همتایان خود، اندازه کوچک‌تری دارند که باعث می‌شود فضای بیشتری داشته باشند و دید بهتری از سایر اجزا داشته باشند و همین امر آن‌ها را جذاب‌تر می‌کند.
• بی‌صدا بودن: خنک‌کننده مایع نسبت به سیستم‌های خنک‌کننده هوایی بی‌صداتر است. داشتن رادیاتور یک مزیت اضافه است که به فن اجازه می‌دهد با سرعت کمتری کار کند و در نتیجه مصرف انرژی را کاهش دهد. سطح صدای آن در خروجی کامل بیش از 35 دسی‌بل نیست. با اندازه‌های مختلف رادیاتور و یک سیستم چند رادیاتور، می‌توانیم به طور همزمان به مزایای خنک‌کننده اضافی برای CPU و GPU دست یابیم. طبق نیاز، اندازه رادیاتور نیز می‌تواند از 120 میلی‌متر تا 420 میلی‌متر با فن‌های تک تا سه‌گانه متغیر باشد.

معایب

سیستم خنک‌کننده مایع پردازنده مرکزی مزایای متعددی نسبت به خنک‌کننده هوایی دارد، اما استفاده از راهکارهای خنک‌کننده مایع معایبی نیز دارد. برخی از نکات مهم که در اینجا مورد بحث قرار خواهیم داد:

• هزینه: هزینه یک سیستم خنک‌کننده مایع بیشتر از یک سیستم خنک‌کننده هوا است و از ۱۵۰ دلار برای یک AOI بهینه متغیر است. با این حال، برای یک سیستم مایع سفارشی، هزینه می‌تواند تا ۵۰۰ دلار افزایش یابد. همانطور که می‌بینید، در مقایسه با یک سیستم خنک‌کننده هوا ۳۰ دلاری، تفاوت قیمت زیادی وجود دارد.
• قابلیت اطمینان: یک سیستم خنک‌کننده مایع همچنین خطر بیشتری برای خرابی قطعات دارد، مانند خرابی پمپ، که رایج‌ترین نوع است و می‌تواند منجر به جریان کم یا عدم جریان مایع از طریق رادیاتور شود و باعث گرم شدن بیش از حد قطعات و به طور بالقوه منجر به خرابی آنها شود. یکی دیگر از خطرات رایج، نشت مایع خنک‌کننده است که در صورت پخش شدن روی قطعات، می‌تواند باعث آسیب نیز شود.
• نگهداری: سیستم‌های خنک‌کننده مایع عملکرد بهتری نسبت به خنک‌کننده هوایی دارند، اما همچنان به مرور زمان به نگهداری بیشتری نیاز دارند. گرد و غبار روی رادیاتور جمع می‌شود و کاربران باید آن را تمیز کنند، زیرا عدم انجام این کار می‌تواند منجر به عملکرد پایین‌تر و دمای بالاتر شود. در عین حال، سیستم‌های خنک‌کننده مایع سفارشی نیاز به نگهداری دقیق‌تری مانند تعویض مایع خنک‌کننده و تشخیص نشتی دارند.
• نصب: سیستم‌های خنک‌کننده‌ی AIO دارای امکانات بازی هستند، اما نصب آنها پیچیده‌تر از سیستم‌های خنک‌کننده‌ی هوا است. یک سیستم خنک‌کننده‌ی مایع سفارشی نیاز به تخصص بیشتری برای نصب دارد که به جلوگیری از هرگونه مشکل عملکردی کمک می‌کند.

چهارم. مقایسه و حکم نهایی

برای تعیین اینکه آیا خنک‌کننده هوا یا مایع مؤثرتر است، می‌توانیم عملکرد آنها را از نظر قابلیت اطمینان مقایسه کنیم. سیستم‌های خنک‌کننده مایع یا هوا بسته به نیاز کاربر استفاده می‌شوند. یک راه‌حل خنک‌کننده مایع، خنک‌کننده برتر را در پردازنده‌های با بار حرارتی بالا ارائه می‌دهد. این راه‌حل عملکرد بهتری را با یک پردازنده با قدرت بالاتر برای مدت طولانی‌تر فراهم می‌کند، در حالی که همچنان می‌تواند دمای پردازنده را به سطوح نزدیک به دمای محیط کاهش دهد. با این حال، این مزیت در مقایسه با سیستم خنک‌کننده هوا با قابلیت اطمینان کمتری همراه است زیرا یک سیستم خنک‌کننده مایع دارای قطعات پیچیده‌ای است که مستعد خرابی هستند. یک سیستم خنک‌کننده هوا ساختار ساده‌تری دارد و فقط از یک هیت سینک و یک فن تشکیل شده است که آن را بادوام‌تر و قابل اعتمادتر می‌کند. احتمال خرابی آنها کمتر است و تقریباً به هیچ تعمیر و نگهداری نیاز ندارند.

اگر مقایسه کنیم، می‌توانیم از این مقاله ببینیم که سیستم‌های خنک‌کننده مایع از نظر عملکرد و زیبایی‌شناسی برتری دارند، اما خنک‌کننده هوا قابل اعتمادتر و بادوام‌تر است.

حکم

هنگام انتخاب بین یک راهکار خنک‌کننده با هوا و یک سیستم خنک‌کننده مایع ، به نیازهای خاص شما بستگی دارد. اگر شما یک کاربر معمولی کامپیوتر هستید، یک سیستم خنک‌کننده با هوا (مثلاً ESGAMING، Noctua، Cooler Master، DeepCool) برای CPU شما همیشه بهتر است، زیرا قابل اعتمادتر، بادوام‌تر و مقرون به صرفه‌تر است و تأثیر زیست‌محیطی کمتری دارد، زیرا بیشتر قطعات آن قابل بازیافت هستند. به عنوان مثال، خنک‌کننده ARGB با فن ۱۲۰ میلی‌متری و ۶ لوله حرارتی از ESGAMING (T1-2FS) خنک‌کننده‌ای قوی برای سیستم‌های میان‌رده با پره‌های آلومینیومی با راندمان بالا فراهم می‌کند.

فرض کنید شما یک گیمر هستید یا به زیبایی اهمیت می‌دهید. در این صورت، برای دستیابی به عملکرد بهتر و اورکلاک پایدار، سهولت در ارتقاء به پردازنده‌های جدیدتر با توان حرارتی بالاتر و داشتن یک پردازنده چشم‌نواز روی میز خود، خنک‌کننده‌های مایع (ESGAMING، Corsair، Cooler Master، Arctic، Thermaltake) را ترجیح می‌دهید. خنک‌کننده آبی ARGB با سر پمپ 2.8 اینچی و قطر 360 میلی‌متر (EW-360S3) از ESGAMING و خنک‌کننده مایع سفید Prism 240، با آینه‌های بی‌نهایت و کنترل هوشمند دما، هم عملکرد و هم زیبایی را برای سیستم‌های بازی رده بالا ارتقا می‌دهند. در اینجا جدولی برای مقایسه دو نوع برای تجزیه و تحلیل عمیق‌تر ارائه شده است:

جدول خلاصه مقایسه