Data publikacji: Poniedziałek, 14.08.2023

Przewodnik po różnych rodzajach chłodzenia procesora: powietrzne, cieczowe, AIO

Procesory komputerowe to niezwykle skomplikowane układy scalone zawierające miliardy tranzystorów o długości zaledwie kilku nanometrów. Chipy pobierają względnie niewielką ilość energii, ale ze względu na ich wymiary, nawet bez znaczącego obciążenia pracą, generują one bardzo dużo ciepła. W jego odprowadzeniu pomagają specjalne systemy chłodzenia, zapobiegające przegrzaniu komponentu. W artykule porównujemy ich trzy podstawowe rodzaje montowane w stacjonarnych pecetach.

Rodzaje chłodzenia procesora

Jakie znaczenie ma chłodzenie do procesora?
Rodzaje chłodzenia procesora – co warto wiedzieć?

Jakie znaczenie ma chłodzenie do procesora?

Procesor (CPU) w trakcie sekundy wykonuje miliony operacji jednocześnie, a za ich przeprowadzanie odpowiadają mikroskopijne tranzystory drukowane na niewielkich krzemowych płytkach, które w zależności od swojego stanu zatrzymują lub przepuszczają ładunki elektryczne. Układy osiągające tego typu wydajność nie przypominają pierwszych półprzewodnikowych modeli, które pojawiły się na rynku w latach 70. ubiegłego wieku. CPU montowane w dzisiejszych komputerach są efektem kilkudziesięciu lat wysiłków inżynierów i naukowców z całego świata.

Praktycznie od samego początku projektanci procesorów zmagają się jednak z problemem przegrzewania się układów podczas pracy. O ile we wczesnych układach odprowadzanie energii cieplnej było względnie proste, obecnie wymaga znacznie bardziej kompleksowych rozwiązań, bez których układy te ulegną szybkiego zniszczeniu.

Pozbawiony chłodzenia procesor komputerowy po włączeniu komputera zacznie się błyskawicznie nagrzewać. Poza mobilnym układami, CPU nie buduje się bowiem z myślą o funkcjonowaniu bez zewnętrznego chłodzenia. Pozbawienie chipu tego elementu sprawi, że komputer zacznie względnie szybko mieć problemy z poprawnym funkcjonowaniem, co zaowocuje krytycznymi błędami systemowymi, a także niespodziewanymi restartami peceta, kiedy temperatura przekroczy granicę bezpieczeństwa ustaloną w BIOS-ie płyty głównej. W dłuższym czasie doprowadzi to do nieodwracalnego uszkodzenia układu.

Polecamy: Na czym polega skalpowanie procesora i czy warto je robić?

Rodzaje chłodzenia procesora – co warto wiedzieć?

Rozróżniamy trzy podstawowe rodzaje chłodzenia procesorów w komputerach stacjonarnych. W sklepach znajdziemy gotowe zestawy do instalacji albo komponenty pozwalające zbudować je według własnych wymagań. Warto zaznaczyć, że każdy zestaw chłodzenia dopasowany jest do konkretnej serii procesora i jego producenta. Kluczowa jest tutaj znajomość typu gniazda CPU zamontowanego na płycie głównej, a więc tzw. socketu.

Chłodzenie procesora powietrzne

Powietrzne chłodzenie procesora to najpopularniejsza i najtańsza metoda ochrony układu przed przegrzaniem, której używa zdecydowana większość użytkowników stacjonarnych komputerów. System powietrzny składa się dwóch współpracujących ze sobą elementów – pasywnego oraz aktywnego.

Pasywnym elementem systemu jest radiator, który styka się ze specjalną pastą termiczną rozprowadzaną po powierzchni obudowy procesora. Radiatory wykonuje się z metalu o bardzo dobrych właściwościach termoprzewodzących. Producenci stosują tu różnego rodzaju stopy, im droższy jest cooler, tym zazwyczaj możemy liczyć na lepsze parametry. Radiatory przyjmują fantazyjne i skomplikowane kształty zapewniające im jak największą powierzchnię, co przyśpiesza wypromieniowanie docierającego do nich ciepła.

Do radiatora przymocowany jest wentylator, którego zadaniem jest wymiana powietrza wokół komponentu, zwiększając tym samym skuteczność chłodzenia. Większość procesorów dostępnych w sklepach sprzedawana jest w zestawie z coolerem. Modele te zazwyczaj wypełniają całkiem dobrze swoją rolę i są względnie łatwe w instalacji.

Przeciętni użytkownicy pecetów nie muszą więc poszukiwać alternatywnych urządzeń. Czasem fabryczne chłodzenie jednak nie wystarcza, zazwyczaj dotyczy to graczy oraz profesjonalistów pracujących z zaawansowanymi aplikacjami do projektowania, grafiki lub wideo, których komputer wyposażony jest w zaawansowane podzespoły z wyższej półki. Osoby te stawiają na bardziej premiowe oraz wydajne wentylatory i radiatory.

Chłodzenie cieczowe

Chłodzenie cieczowe to rozwiązanie dla wymagających użytkowników komputerów, oczekujących od peceta jak najwyższej wydajności. Jest ono zalecane przede wszystkim do najbardziej wydajnych procesorów, choć z powodzeniem może być sparowane nawet z tańszymi modelami. Bardzo często jest wybierane ze względu na swój rzucający się w oczy wygląd, urozmaicając wnętrze obudowy.

Podstawą systemów cieczowych są tzw. bloki wodne. Pod nazwą tą kryją się specjalne radiatory przymocowywane w standardowy sposób do obudowy procesora i płyty głównej. Docierające do nich ciepło nie jest wypromieniowane w całości na zewnątrz, ale jest pochłaniane przez nieustannie przepływający przez nie płyn chłodniczy. Jest on następnie transportowany rurkami do chłodnicy, która składa się z dużego płaskiego radiatora oraz wentylatorów. Chłodnicę przykręca się bezpośrednio do ścianki obudowy PC.

Dostępny w wielu kolorach płyn chłodniczy ma w swoim składzie specjalne dodatki antykorozyjne i ochronne, zabezpieczające wnętrze systemu przed zniszczeniem i szybkim zużyciem. Za nieustanną cyrkulację cieczy odpowiada dedykowana pompka.

Systemy wodne składa się samodzielnie z osobnych elementów, dostosowując je do wnętrza komputera. Jest to zadanie dla bardziej zaawansowanych pecetowców, bowiem błędy popełnione podczas instalacji mogą doprowadzić do zalania procesora lub innych komponentów. Koszt dobrego i kompletnego zestawu jest znacznie wyższy od wysokiej jakości chłodzenia powietrznego. Cieczowe chłodzenie jest jednak znacznie skuteczniejsze w odprowadzaniu ciepła, pracuje też ciszej, bowiem nie montujemy wentylatora tuż nad CPU.

Chłodzenie AIO

Chłodzenie AIO (all-in-one) to bardzo popularne rozwiązanie dla tych, którzy chcą skorzystać z wydajnego chłodzenia cieczowego, ale nie mają czasu albo umiejętności pozwalających na samodzielne dobranie i złożenie solidnego systemu tego typu.

Mamy tu do czynienia z kompaktowym układem składającym się z niewielkiego bloku wodnego z wbudowaną pompką, który jest na stałe połączony dwoma rurkami z chłodnicą w różnych rozmiarach (najczęściej o długości 120 mm, 240 mm, 280 mm lub 360 mm) przykręcaną do którejś ze ścian obudowy PC. Poza instalacją obu elementów i podłączeniem zasilania, użytkownik nie musi tutaj przejmować się kompatybilnością poszczególnych komponentów, czy też dobierać odpowiednich rurek lub cieczy. Niewątpliwą atrakcją jest również to, że sprzęt posiada często gotowe podświetlenie RGB i jest kompatybilny z programami do monitoringu i kontroli chłodzenia PC.

Mimo względnie nieskomplikowanej konstrukcji, chłodzenie AIO jest nadal wydajniejsze od powietrznego. Przeszkodą może być tutaj jednak cena, która jest wciąż dość wysoka, choć nie tak, jak w przypadku samodzielnie składanego systemu cieczowego.

Zdjęcie: Envato Elements