Nestejäähdytys vs. ilmajäähdytys: Kumpi on paras vaihtoehto?

I. Johdanto: Suorittimen jäähdytyksen ongelma

Tiesitkö, että nestejäähdyttimet voivat tarjota 50–100 W enemmän lämmöntuottoa kuin tyypillinen ilmajäähdytin? Ilmajäähdytin on käytännössä huoltovapaa, kun taas nestejäähdyttimet ovat alttiita pumppuvioille. Kumman siis pitäisi valita? Selvitetäänpä tämä suorittimen jäähdytysongelma.

Ilmajäähdytysmenetelmässä käytetään tuuletinta ja jäähdytyselementtiä, jotka siirtävät lämpöä prosessorista ympäristöön. Se on helppo ja edullinen ratkaisu, mutta prosessorin nestejäähdytys on kalliimpi mutta tehokkaampi. Neste ottaa lämmön prosessoreista ja virtaa jäähdyttimen läpi, jossa tuuletin jäähdyttää sitä. Nykyaikaisissa prosessoreissa käytettävä jäähdytystyyppi, olipa kyseessä neste vai ilma, riippuu useista tekijöistä.

Suurten laskentavaatimusten kasvaessa nykyaikaiset prosessorit, kuten Intel Core Ultra 9 ja AMD Ryzen 9, on suunniteltu korkealla lämpösuunnitteluteholla, mikä vaatii vankkoja jäähdytysratkaisuja optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi ja lämpökuristuksen välttämiseksi. Joissakin tietokoneissa on rajoitetusti tilaa tuulettimien ja jäähdytyselementtien säätämiseen. Näissä tietokoneissa on matalampi koko, kuten Mini-ITX-rakenteet, jotka vähentävät ilmavirtausta ja aiheuttavat lämpöpullonkaulan; siksi nestejäähdytys on parempi vaihtoehto tällaisissa tilanteissa.

Nestemäinen jäähdytysjärjestelmä tarjoaa myös paremman estetiikan RGB-valaistuksen ansiosta pumpuissa ja tuulettimissa, tarjoaa paremman jäähdytystehon tehokkaille prosessoreille ylikellotusta varten ja on pienempi kuin ilmajäähdytysjärjestelmä. Lisäksi niillä on yksinkertaisempi estetiikka ja heikompi jäähdytysteho suuremmissa kokoluokissa, vaikka ne saavuttavat saman jäähdytystehon kuin nestemäinen jäähdytysjärjestelmä.

II. Ilmajäähdytys: Luotettava oletusarvo

Nopeasti kehittyvässä aikakaudessa, jossa mikroprosessorit muuttuvat jatkuvasti, myös niiden laskentateho muuttuu. Ilmajäähdytysmenetelmät tarjoavat edelleen luotettavan ja tehokkaan ratkaisun perus- ja keskitason prosessorien jäähdyttämiseen ja pitävät ne turvallisissa käyttölämpötiloissa.

Mekaniikka

Ilmajäähdytysjärjestelmä koostuu jäähdytysrivasta, lämpöputkista, tuulettimesta ja poistopuhaltimesta. Jäähdytysriva on tyypillisesti valmistettu kuparista tai alumiinista. Se sijoitetaan suoraan prosessorin päälle, jossa se imee lämmön ja siirtää sen onttoihin putkiin, jotka on täytetty nesteellä, joka haihtuu ja tiivistyy poistaen siten lämpöä prosessorista. Nämä putket on kiinnitetty rivoihin, mikä lisää pinta-alaa, johon tuuletin on kiinnitetty johtamaan lämpöä pois metallipinnalta, ja poistotuuletin puhaltaa lämmintä ilmaa ulos prosessorin kotelosta. Prosessorin ilmajäähdytyksessä ei ole monimutkaisia ​​osia. Ei ole pumppuja tai jäähdytysnestettä sisältäviä pattereita. Vaikka lämpötahnaa olisi levitetty valmiiksi, ilmajäähdytysjärjestelmä on aina plug-and-play-valmis.

Edut

• Luotettavuus: Ilmajäähdytysjärjestelmän luotettavuus on suorittimen suurin vahvuus. Siinä ei ole liikkuvia osia lukuun ottamatta tuuletinta, jonka käyttöikä on 150 000 tuntia hyvällä merkillä, kuten Noctua, ESGAMING, Cooler Master tai DeepCool. Esimerkiksi ESGAMINGin helppo asentaa 6 lämpöputkella varustettu kaksoistorni ARGB-jäähdytin (T2-2F) ja tehtaalta suoraan myytävä 4 lämpöputkella varustettu 120 mm:n värikäs pelijäähdytin (EZ-4A) tarjoavat välittömän jäähdytyksen ja hiljaisen toiminnan, jotka on suunniteltu tehokkaille järjestelmille. Tämä tarkoittaa, että tuuletin voi toimia jatkuvasti 15 vuotta ilman vikoja.
• Kustannukset: Koska pyöriviä osia on hyvin vähän, sen hinta on myös erittäin alhainen verrattuna nestejäähdytysjärjestelmään. Hinta vaihtelee 30 dollarista 150 dollariin jäähdytystehon ja luotettavuuden mukaan. Useimmat käyttäjät, jotka eivät halua käyttää paljon rahaa, mutta tarvitsevat tehokasta jäähdytystä, voivat asentaa ilmajäähdytysjärjestelmän suorittimeensa.
• Turvallisuus: Ilmajäähdytysjärjestelmät ovat luonnostaan ​​turvallisia, koska ne eivät käytä nestemäistä jäähdytysnestettä, mikä eliminoi nestevuotojen aiheuttaman CPU-komponenttien vaurioitumisriskin.
• Huolto: Ne toimivat poikkeuksellisen hyvin vain satunnaisella pölynpuhdistuksella ja pitävät lämpötilan selvästi turvallisten rajojen alapuolella. Ne ovat ihanteellinen valinta palvelintietokoneille ja aloitteleville tietokoneille alhaisten ylläpitokustannustensa ansiosta.
• Kestävyys: Pitkällä aikavälillä ne toimivat hyvin, koska niissä ei ole ajan myötä kuluvia mekaanisia osia.

Haitat

• Koko: Ilmajäähdyttimen koko on huolenaihe suorittimen jäähdytysjärjestelmän kannalta. Suurikokoisten jäähdyttimien asennuksessa on usein tilaa koskevia ongelmia, ja jos niitä ei ole suunniteltu oikein, ne voivat tukkia RAM-muistia ja suoritinta aiheuttaen ongelmia asennuksen aikana.
• Suorituskyky: Nestemäiseen jäähdytykseen verrattuna ilmajäähdytyksellä on rajoituksensa. Niiden suorituskyky riippuu ympäristön lämpötilasta ja ilmavirrasta. Mikä tärkeintä, nämä jäähdyttimet poistavat lämpöä suorittimen kotelosta ja voivat nostaa muiden komponenttien lämpötilaa, jos kuuman ilman poistamiselle on vähemmän tilaa.
• Melu: Käyttäjiä usein ärsyttää jäähdyttimen tuulettimen tuottama ääni. Hiljaista ja tehokasta suorittimen jäähdytysjärjestelmää suosivat käyttäjät kohtaavat yleensä haasteita, koska useimmissa edullisissa ilmajäähdyttimissä on vähemmän tehokkaat ja äänekkäämmät tuulettimet. Ilmajäähdyttimessä on odotettavissa kokoa (RAM/kotelon tilaongelmat), melua (35–40 dBA) ja ilmavirran häiriöitä.
• Tehokkuus: Edulliset ilmajäähdyttimet eivät sovi huippuluokan prosessoreille alhaisen hyötysuhteensa, pienemmän ilmavirtauksensa ja lisääntyneen melunsa vuoksi. Tehokkaat ilmajäähdyttimet ovat kustannuksiltaan verrattavissa nestejäähdytysjärjestelmään, minkä vuoksi ilmajäähdyttimien korkeampaa hintaa on vaikea perustella nestejäähdyttimiin verrattuna, jotka tarjoavat paremman jäähdytysratkaisun.

III. Nestemäinen jäähdytys: Suorituskyky ja moderni estetiikka

Tietokonetekniikan kehittyessä näytönohjaimet ja suorittimet vaativat tehokkaampia jäähdytysratkaisuja. Ilmajäähdytysratkaisut sopivat ja ovat vakaita perustietokoneiden tarpeisiin, mutta huippuluokan pelaamiseen ja prosessointiin kuluttajat vaativat edistyneempiä nestejäähdytysratkaisuja.

Mekaniikka

CPU:n nestejäähdytysratkaisu koostuu vesilohkosta, pumpusta, putkista ja jäähdyttimestä. CPU:n tuottama lämpö imeytyy suoraan CPU:hun asennettuun nestelohkoon. Tämä lohko on valmistettu erittäin hyvin johtavasta metallista, kuten kuparista. Pumppu pumppaa nestettä näihin vesilohkoihin, jotka poistavat CPU:n tuottaman lämmön. Tämä lämmitetty neste siirtyy sitten jäähdyttimeen, jossa se luovuttaa lämpönsä ympäröivään ilmaan, kun tuuletin ohjaa ilmavirtaa jäähdyttimen ulkopinnalle. Jäähdytin toimii kuten lämmönvaihdin nestejäähdytysjärjestelmässä. Jäähdytetty neste pumpataan takaisin vesilohkoon, ja tämä kierto jatkaa ei-toivotun lämmön poistamista. Saatavilla on kahdenlaisia ​​nestejäähdytysjärjestelmiä.

• AOI All-in-one-jäähdytin, tehty korjattavaksi ja käytettäväksi kuten plug-and-play-laitteet
• Mukautettuja vesijäähdytyssilmukoita käytetään paljon suurempien suorituskykyjen saavuttamiseksi, mutta ne vaativat parempaa tietoa niiden käytöstä ja huollosta.

Edut​

• Ylikellotus: Nestemäisiä jäähdytysratkaisuja käytetään usein suorittimille, jotta saavutetaan parempi suorittimen suorituskyky ja alennetaan suorittimen lämpötila suunnilleen ympäristön lämpötilaan. Tämä mahdollistaa käyttäjien ylikellottaa suorittimensa pelaamista ja videoiden renderöintiä varten. Alhaisemman lämpötilan ylläpitäminen vaikuttaa suoraan sekä suorituskykyyn että komponenttien käyttöikään.
• Tehokkuus: Nestemäisten jäähdytysratkaisujen ansiosta käyttäjät voivat ylikellottaa suorittimiaan pidempään, mikä poistaa tarpeen lämpökuristukselle tänä aikana.
• Korkean TDP:n tuki: Nykyaikaisten suorittimien, kuten Core i9:n, lämpösuunnitteluteho on yli 300 W. Ilmajäähdytysjärjestelmät eivät sovellu paljon lämpöä tuottaville suorittimille, mutta hyvä nestejäähdytysjärjestelmä selviytyy tehtävästä helposti.
• Estetiikka: Vesijäähdytysjärjestelmissä on miellyttävä ulkonäkö RGB-valaistuksen ansiosta. Ne ovat pienempiä verrattuna vastaavien ilmajäähdytysjärjestelmien ominaisuuksiin, mikä tarjoaa paremman tilan ja näkyvyyden muille komponenteille, mikä tekee niistä houkuttelevampia.
• Hiljaisuus: Nestejäähdytys on hiljaisempi kuin ilmajäähdytysjärjestelmät. Jäähdytin on lisäetu, jonka ansiosta tuuletin voi toimia alhaisemmilla nopeuksilla, mikä vähentää energiankulutusta. Sen melutaso täydellä teholla on enintään 35 dB. Erilaisilla jäähdyttimien kooilla ja monijäähdytinjärjestelmällä voimme saavuttaa samanaikaisesti lisäjäähdytyshyötyjä sekä suorittimelle että näytönohjaimelle. Vaatimuksen mukaan jäähdyttimien koot voivat vaihdella 120 mm:stä 420 mm:iin, ja tuulettimia on yksi tai kolme.

Haitat

CPU:n nestejäähdytysjärjestelmällä on useita etuja ilmajäähdytykseen verrattuna, mutta sillä on myös joitakin haittoja nestejäähdytysratkaisujen käytössä. Joitakin tärkeitä asioita, joita käsittelemme tässä:

• Kustannukset: Nestejäähdytysjärjestelmän hinta on korkeampi kuin ilmajäähdytteisen järjestelmän, optimaalisen AOI:n hinta vaihtelee 150 dollarista. Mittatilaustyönä rakennetun nestejäähdytysjärjestelmän hinta voi kuitenkin nousta jopa 500 dollariin. Kuten näette, hintaero on valtava verrattuna 30 dollarin ilmajäähdytteiseen järjestelmään.
• Luotettavuus: Nestejäähdytysjärjestelmään liittyy myös suurempi komponenttien vikaantumisriski, kuten pumpun vikaantuminen, joka on yleisin vika ja voi johtaa nesteen virtauksen heikkenemiseen tai puuttumiseen jäähdyttimen läpi, mikä aiheuttaa komponenttien ylikuumenemisen ja voi johtaa niiden rikkoutumiseen. Toinen yleinen riski on jäähdytysnesteen vuoto, joka levitessään komponentteihin voi myös aiheuttaa vaurioita.
• Huolto: Nestejäähdytysjärjestelmät toimivat paremmin kuin ilmajäähdytys, mutta ne vaativat silti enemmän huoltoa ajan myötä. Jäähdytin kerääntyy pölyä, ja käyttäjien on puhdistettava se, sillä muuten se voi heikentää suorituskykyä ja nostaa lämpötiloja. Samalla mukautetut nestejäähdytysjärjestelmät vaativat tiukempia huoltotoimenpiteitä, kuten jäähdytysnesteen vaihtoa ja vuotojen etsintää.
• Asennus: AIO-järjestelmässä on leikkialue, mutta sen asentaminen on monimutkaisempaa kuin ilmajäähdytteisen järjestelmän. Mukautetun nestejärjestelmän asentaminen vaatii enemmän asiantuntemusta, mikä auttaa välttämään suorituskykyongelmia.

IV. Loppuvertailu ja tuomio

Jotta voimme määrittää, onko ilma- vai nestejäähdytys tehokkaampaa, voimme vertailla niiden suorituskykyä luotettavuuden kannalta. Neste- tai ilmajäähdytteisiä järjestelmiä käytetään käyttäjän tarpeiden mukaan. Nestejäähdytysratkaisu tarjoaa erinomaisen jäähdytyksen suuren lämpökuormituksen omaaville prosessoreille. Se tarjoaa paremman suorituskyvyn tehokkaammalla suorittimella pidempään ja samalla onnistuu alentamaan suorittimen lämpötilan lähelle ympäristön lämpötilaa. Tämä etu tuo kuitenkin mukanaan alhaisemman luotettavuuden verrattuna ilmajäähdytysjärjestelmään, koska nestejäähdytysjärjestelmässä on monimutkaisia ​​osia, jotka ovat alttiita vikaantumiselle. Ilmajäähdytysjärjestelmällä on yksinkertaisempi rakenne, joka koostuu vain jäähdytyselementistä ja tuulettimesta, mikä tekee siitä kestävämmän ja luotettavamman. Ne vikaantuvat harvemmin ja vaativat lähes olematonta huoltoa.

Jos vertaamme, voimme tästä artikkelista nähdä, että nestejäähdytysjärjestelmät ovat erinomaisia ​​suorituskyvyltään ja estetiikaltaan, mutta ilmajäähdytys on luotettavampi ja kestävämpi.

Tuomio

Ilmajäähdytysratkaisun ja nestejäähdytysjärjestelmän välillä valinta riippuu erityistarpeistasi. Jos olet tietokoneen peruskäyttäjä, suorittimen ilmajäähdytysjärjestelmä (esim. ESGAMING, Noctua, Cooler Master, DeepCool) on aina parempi, koska se on luotettavampi, kestävämpi ja kustannustehokkaampi, ja sen ympäristövaikutukset ovat pienemmät, koska suurin osa sen osista on kierrätettäviä. Esimerkiksi ESGAMINGin 6 Heatpipe Gamer Dual 120mm Fan ARGB -jäähdytin (T1-2FS) tarjoaa vankan jäähdytyksen keskitason järjestelmille, joissa on tehokkaat alumiinirivat.

Oletetaan, että olet pelaaja tai arvostat estetiikkaa. Siinä tapauksessa suosit nestejäähdytystä (ESGAMING, Corsair, Cooler Master, Arctic, Thermaltake) paremman suorituskyvyn ja jatkuvan ylikellotuksen saavuttamiseksi, helpottaaksesi päivittämistä uudempiin, tehokkaampiin suorittimiin ja saadaksesi näyttävän suorittimen työpöydälläsi. ESGAMINGin tehdasvalmisteinen 2,8 tuuman Pump Head 360 mm ARGB -vesijäähdytin (EW-360S3) ja Prism 240 White -nestejäähdytin, joissa on äärettömät peilit ja älykäs lämpötilan säätö, parantavat sekä suorituskykyä että estetiikkaa huippuluokan pelijärjestelmissä. Tässä on taulukko, jossa vertaillaan kahta tyyppiä syvällisempää analyysia varten:

Vertailuyhteenvetotaulukko