Tekoče hlajenje v primerjavi z zračnim hlajenjem: katera je najboljša možnost?

I. Uvod: Dilema hlajenja procesorja

Ali ste vedeli, da lahko tekočinski hladilniki zagotovijo 50–100 W več toplotne moči kot tipičen zračni hladilnik? Zračni hladilnik praktično ne potrebuje vzdrževanja, medtem ko so tekočinski hladilniki nagnjeni k okvaram črpalke. Kateri naj torej izberete? Razjasnimo to dilemo s hlajenjem procesorja.

Metoda zračnega hlajenja uporablja ventilator in hladilnik, ki prenašata toploto iz procesorja v okolje. To je preprosta in poceni rešitev, vendar je tekoče hlajenje v procesorju dražje, a učinkovitejše. Tekočina odvzema toploto procesorjem in teče skozi radiator, kjer jo ventilator hladi. Vrsta hlajenja, ki se uporablja v sodobnih procesorjih, bodisi tekoče bodisi zračno, je odvisna od več dejavnikov.

Zaradi naraščajočih zahtev po visokih računalniških zmogljivostih so sodobni procesorji, kot sta Intel Core Ultra 9 in AMD Ryzen 9, zasnovani z visoko toplotno močjo, kar zahteva robustne hladilne rešitve za optimalno delovanje in preprečevanje termičnega dušenja. Nekateri računalniki so zasnovani z omejenim prostorom za nastavitev ventilatorjev in hladilnikov. Ti računalniki imajo nižje oblike, kot so Mini-ITX različice, ki zmanjšujejo pretok zraka in povzročajo termično ozko grlo; zato je v takih primerih boljša možnost tekoče hlajenje.

Sistemi s tekočim hlajenjem ponujajo tudi boljšo estetiko z RGB osvetlitvijo na črpalkah in ventilatorjih, zagotavljajo večje hladilne zmogljivosti za visokozmogljive procesorje z overklokiranjem in so manjše velikosti v primerjavi z zračnim hlajenjem. Poleg tega imajo pri večjih velikostih preprostejšo estetiko in nižjo hladilno zmogljivost, čeprav dosegajo enako hladilno zmogljivost kot sistem s tekočim hlajenjem.

II. Zračno hlajenje: Zanesljiva privzeta nastavitev

V hitro razvijajoči se dobi, kjer se mikroprocesorji nenehno spreminjajo, se spreminja tudi njihova računalniška hitrost. Metode zračnega hlajenja še naprej zagotavljajo zanesljivo in učinkovito rešitev za hlajenje osnovnih do srednje velikih procesorjev, ki jih ohranjajo znotraj varnih delovnih temperatur.

Mehanika

Sistem zračnega hlajenja je sestavljen iz hladilnega telesa, toplotnih cevi, ventilatorja in izpušnega ventilatorja. Hladilno telo je običajno izdelano iz bakra ali aluminija. Nameščeno je neposredno na procesorju, kjer absorbira njegovo toploto in jo prenaša v votle cevi, napolnjene s tekočino, ki izhlapeva in kondenzira, s čimer odvaja toploto iz procesorja. Te cevi so pritrjene na rebra, da se poveča površina, na katero je pritrjen ventilator, ki odvaja toploto stran od kovinske površine, izpušni ventilator pa iztisne topel zrak iz ohišja procesorja. V zračnem hlajenju procesorja ni zapletenih delov. Ni črpalk ali radiatorjev s hladilno tekočino. Tudi če je termalna pasta predhodno nanesena, je sistem zračnega hlajenja vedno "plug-and-play".

Prednosti

• Zanesljivost: Zanesljivost zračnega hladilnega sistema za procesor je njegova največja prednost. Nima gibljivih delov, razen ventilatorja, ki ima za dobro znamko, kot so Noctua, ESGAMING, Cooler Master ali DeepCool, življenjsko dobo 150.000 ur. Na primer, ESGAMING-ov Easy Installation 6 Heat Pipes Dual Tower ARGB Cooler (T2-2F) in Factory Direct Sales 4 Heat Pipes 120mm Colorful Gaming Air Cooler (EZ-4A) ponujata takojšnje hlajenje in tiho delovanje, zasnovana za visokozmogljive sisteme. To pomeni, da lahko ventilator neprekinjeno deluje 15 let brez okvare.
• Stroški: Ker je zelo malo vrtečih se delov, so tudi stroški zelo nizki v primerjavi s sistemom tekočega hlajenja. Cena se giblje od 30 do 150 dolarjev, odvisno od hladilne zmogljivosti in zanesljivosti. Večina uporabnikov, ki ne želijo veliko porabiti, vendar potrebujejo učinkovito hlajenje, lahko v svoj procesor namesti sistem zračnega hlajenja.
• Varnost: Sistemi zračnega hlajenja so sami po sebi varni, saj ne uporabljajo tekočega hladilnega sredstva, kar odpravlja tveganje poškodb komponent procesorja zaradi puščanja tekočine.
• Vzdrževanje: Izjemno dobro delujejo, le občasno jih je treba očistiti pred prahom, in vzdržujejo temperaturo precej pod varnimi mejami. Zaradi nizkih stroškov vzdrževanja so idealna izbira za strežniške računalnike in računalnike za začetnike.
• Vzdržljivost: Dolgoročno gledano se dobro obnesejo, saj nimajo mehanskih delov, ki bi se sčasoma obrabili.

Slabosti

• Velikost: Velikost zračnega hladilnika je pomembna za hladilni sistem procesorja. Veliki hladilniki imajo pri namestitvi pogosto težave z odmikom, in če niso ustrezno zasnovani, lahko ovirajo RAM in procesor, kar povzroča težave med namestitvijo.
• Zmogljivost: V primerjavi s tekočim hlajenjem ima zračno hlajenje svoje omejitve. Njihova zmogljivost je odvisna od temperature okolice in pretoka zraka. Najpomembneje je, da ti hladilniki odvajajo toploto iz procesorja v ohišje in lahko zvišajo temperaturo drugih komponent, če je na voljo manj prostora za odvajanje vročega zraka.
• Hrup: Uporabnike pogosto moti zvok, ki ga ustvarja ventilator hladilnika. Uporabniki, ki imajo raje tih in učinkovit hladilni sistem za svoj procesor, se običajno soočajo s težavami, saj ima večina cenovno ugodnih zračnih hladilnikov manj učinkovite in hrupnejše ventilatorje. Pri zračnem hladilniku so pričakovane težave z velikostjo (težave z odmikom RAM-a/ohišja), hrupom (35–40 dBA) in motnjami pretoka zraka.
• Učinkovitost: Cenovno ugodni zračni hladilniki niso primerni za vrhunske procesorje zaradi nizke učinkovitosti, nižjega pretoka zraka in povečanega hrupa. Visoko učinkoviti zračni hladilniki imajo primerljive stroške s tekočinskim hladilnim sistemom, zaradi česar je težko upravičiti višje stroške zračnih hladilnikov v primerjavi s tekočinskimi hladilniki, ki ponujajo boljšo rešitev za hlajenje.

III. Tekoče hlajenje: zmogljivost in sodobna estetika

Z napredkom računalniške tehnologije grafične kartice in procesorji zahtevajo učinkovitejše rešitve za hlajenje. Rešitve zračnega hlajenja so primerne in stabilne za osnovne računalniške potrebe, vendar za zahtevne igre in obdelavo podatkov potrošniki zahtevajo naprednejše rešitve tekočega hlajenja.

Mehanika

Rešitev za tekoče hlajenje procesorja je sestavljena iz vodnega bloka, črpalke, cevi in ​​radiatorja. Toploto, ki jo proizvaja procesor, absorbira tekočinski blok, nameščen neposredno na procesor. Ta blok je izdelan iz visoko prevodne kovine, kot je baker. Črpalka črpa tekočino v te vodne bloke, da odvede toploto, ki jo proizvaja procesor. Ta segreta tekočina nato vstopi v radiator, kjer svojo toploto odda okoliškemu zraku, ko ventilator zagotavlja pretok zraka na zunanjo površino radiatorja. Radiator deluje kot toplotni izmenjevalnik v sistemu za tekoče hlajenje. Ohlajena tekočina se ponovno črpa v vodni blok in ta cikel se nadaljuje, da se odstrani neželena toplota. Na voljo sta dve vrsti sistemov za tekoče hlajenje.

• AOI večnamenski hladilnik, narejen za popravilo in uporabo kot naprave tipa "plug-and-play"
• Za veliko večje zmogljivosti se uporabljajo zanke vodnega hlajenja po meri, vendar zahtevajo boljše znanje o njihovi uporabi in vzdrževanju.

Prednost​

• Overklok: Rešitve za tekoče hlajenje procesorjev se pogosto uporabljajo za doseganje večje zmogljivosti procesorja in znižanje temperature procesorja na približno enako temperaturo okolice. To uporabnikom omogoča overklok procesorja za igranje iger in upodabljanje videa. Ohranjanje nižje temperature neposredno vpliva tako na zmogljivost kot na življenjsko dobo komponent.
• Učinkovitost: Z večjo učinkovitostjo hlajenja rešitve za tekoče hlajenje omogočajo uporabnikom, da overklokirajo svoje procesorje dlje časa, s čimer se odpravi potreba po termičnem dušenju v tem obdobju.
• Podpora za visoko TDP: Sodobni procesorji, kot je Core i9, imajo toplotno moč več kot 300 W. Zračni hladilni sistemi niso primerni za procesorje, ki proizvajajo veliko toplote, vendar lahko dober sistem tekočega hlajenja zlahka obvlada to nalogo.
• Estetika: Vodni hladilni sistemi imajo prijetno estetiko z RGB osvetlitvijo. V primerjavi z zračnim hlajenjem podobnih sistemov imajo manjše dimenzije, kar zagotavlja boljši prostor in vidljivost drugih komponent, zaradi česar so privlačnejši.
• Tihost: Hlajenje s tekočino je tišje od sistemov zračnega hlajenja. Dodatna prednost je prisotnost radiatorja, ki omogoča delovanje ventilatorja pri nižjih hitrostih, s čimer se zmanjša poraba energije. Njegova raven hrupa pri polni moči ne presega 35 dB. Z različnimi velikostmi radiatorjev in sistemom z več radiatorji lahko dosežemo dodatne hladilne prednosti za procesor in grafično kartico hkrati. Glede na zahteve se lahko velikosti radiatorjev gibljejo od 120 mm do 420 mm z enim do tremi ventilatorji.

Slabosti

Sistem tekočinskega hlajenja procesorja ima več prednosti pred zračnim hlajenjem, vendar ima tudi nekaj pomanjkljivosti uporabe rešitev s tekočinskim hlajenjem. Nekaj ​​ključnih stvari, o katerih bomo razpravljali tukaj:

• Stroški: Stroški sistema s tekočim hlajenjem so višji od stroškov sistema z zračnim hlajenjem in se gibljejo od 150 dolarjev za optimalno območje osvetlitve (AOI). Vendar pa se lahko pri sistemu s tekočim hlajenjem po meri stroški povečajo na kar 500 dolarjev. Kot lahko vidite, je v primerjavi s sistemom z zračnim hlajenjem, ki stane 30 dolarjev, ogromna cenovna razlika.
• Zanesljivost: Sistem tekočinskega hlajenja nosi tudi večje tveganje za okvare komponent, kot je okvara črpalke, ki je najpogostejša in lahko povzroči nizek ali ničen pretok tekočine skozi radiator, kar povzroči pregrevanje komponent in potencialno njihovo okvaro. Drugo pogosto tveganje je puščanje hladilne tekočine, ki lahko, če se razširi po komponentah, povzroči tudi škodo.
• Vzdrževanje: Sistemi za tekočinsko hlajenje delujejo bolje kot zračno hlajenje, vendar sčasoma še vedno zahtevajo več vzdrževanja. Na radiatorju se nabira prah, ki ga morajo uporabniki očistiti, saj lahko v nasprotnem primeru pride do nižje zmogljivosti in višjih temperatur. Hkrati sistemi za tekočinsko hlajenje po meri zahtevajo strožje vzdrževanje, kot sta menjava hladilne tekočine in odkrivanje puščanja.
• Namestitev: Vsestranski sistem ima igralno funkcijo, vendar je njegova namestitev bolj zapletena kot namestitev sistema z zračnim hlajenjem. Namestitev sistema s tekočino po meri zahteva več strokovnega znanja, kar pomaga preprečiti težave z delovanjem.

IV. Končna primerjava in razsodba

Da bi ugotovili, ali je zračno ali tekočinsko hlajenje učinkovitejše, lahko primerjamo njihovo delovanje glede zanesljivosti. Sistemi s tekočinskim ali zračnim hlajenjem se uporabljajo glede na potrebe uporabnika. Rešitev s tekočinskim hlajenjem ponuja vrhunsko hlajenje procesorjev z visoko toplotno obremenitvijo. Zagotavlja boljšo zmogljivost z močnejšim procesorjem za daljše obdobje, hkrati pa še vedno uspe znižati temperaturo procesorja na skoraj sobno temperaturo. Vendar pa ta prednost prinaša manjšo zanesljivost v primerjavi z zračnim hladilnim sistemom, ker ima tekočinski hladilni sistem kompleksne dele, ki so nagnjeni k okvaram. Zračni hladilni sistem ima enostavnejšo konstrukcijo, ki jo sestavljata le hladilnik in ventilator, zaradi česar je bolj vzdržljiv in zanesljiv. Manj verjetno je, da bodo odpovedali, in skoraj ne potrebujejo vzdrževanja.

Če primerjamo, lahko iz tega članka vidimo, da sistemi za tekoče hlajenje odlikujejo zmogljivost in estetika, vendar je zračno hlajenje bolj zanesljivo in trpežno.

Razsodba

Pri izbiri med zračnim in tekočinskim hladilnim sistemom je odvisno od vaših specifičnih potreb. Če ste osnovni uporabnik računalnika, je za vaš procesor vedno boljši zračni hladilni sistem (npr. ESGAMING, Noctua, Cooler Master, DeepCool), saj je bolj zanesljiv, vzdržljiv in stroškovno učinkovit, z manjšim vplivom na okolje, saj je večino njegovih delov mogoče reciklirati. Na primer, ESGAMING-ov hladilnik s 6 toplotnimi cevmi Gamer Dual 120 mm Fan ARGB (T1-2FS) zagotavlja robustno hlajenje za sisteme srednjega razreda z visoko učinkovitimi aluminijastimi rebri.

Recimo, da ste igralec ali cenite estetiko. V tem primeru boste raje izbrali tekoče hlajenje (ESGAMING, Corsair, Cooler Master, Arctic, Thermaltake), da dosežete boljšo zmogljivost in trajnostno overklokiranje, z enostavno nadgradnjo na novejše procesorje z višjo toplotno močjo in da boste imeli na svoji mizi privlačen procesor. ESGAMING-ov tovarniški 2,8-palčni vodni hladilnik s črpalko 360 mm ARGB (EW-360S3) in tekoči hladilnik Prism 240 White, ki imata neskončno število zrcal in inteligentni nadzor temperature, izboljšujeta tako zmogljivost kot estetiko za vrhunske igralne računalnike. Tukaj je tabela, ki primerja dve vrsti za podrobnejšo analizo:

Povzetek primerjalne tabele