هیت سینک چیست؟
یکی از مشکلات رایج در CPU (واحد پردازش مرکزی) کامپیوتر، داغ شدن آن به دلیل گرم شدن برخی از اجزای سیستم است. این مشکل می‌تواند خطراتی برای کارکرد کامپیوتر به همراه داشته باشد. هیت سینک قطعه ای فلزی است که در بالای یک تراشه کامپیوتری مانند CPU قرار می گیرد و از طریق یک سری باله ها، گرما را از اجزا دور می کند. هیتسینک ها به تنهایی فاقد قطعات متحرک بوده و به عبارتی، ساکن هستند. با این حال در بیشتر موارد با یک فن که هوای گرم را دور می کند یا یک محلول خنک کننده مایع که گرما را تا نیمه مسیر لوله ها منتقل می کند، تلفیق می شود.
ما در این مطلب به بررسی این که چگونه هیت سینک ها به محافظت از CPU سیستم شما در برابر گرمای بیش از حد کمک می کنند و حداکثر کارایی و محافظت از قطعات و اجزای حیاتی را تضمین می کنند، میپردازیم.
هدف از طراحی و وجود هیتسینک چیست؟
از آنجایی که بیشتر قطعات از تراشه های الکترونیکی ساخته شده اند، گرما را به راحتی جذب می کنند. اگر دچار گرمای بیش از حد شوند، آسیب می بینند و در نتیجه عملکرد سیستم ها را به خطر می اندازند. CPUها به دلیل داغ شدن قطعات دیگر در حین کار، مستعد گرم شدن بیش از حد هستند. بدون وجود هیتسینک، گرمای تولید شده توسط قطعات در CPU شما باقی مانده و آن را می سوزاند. وجود هیت سینک بسیار مهم است زیرا به خنک شدن CPU شما کمک می کند. این قطعه به گونه ای طراحی شده است که گرمای حاصل از CPU را جذب و سپس گرما را از اجزای آن پراکنده کند.
یک هیتسینک برای به حداکثر رساندن سرمایش نیاز به تماس قوی با منبع گرما دارد. هیتسینک ها از یک رسانای حرارتی برای انتقال گرما به پره ها استفاده می کنند که دارای سطح بزرگ تری هستند و در نتیجه گرما را در سراسر سیستم پخش می کنند.
چگونه بهترین سی پی یو سرور برای انواع عملکرد را انتخاب کنیم؟
هیتسینک چگونه کار می کند؟
Heat sink ها حرارت را از یک قطعه در چهار مرحله دور می کند:
۱)تولید حرارت توسط منبع:
منبع حرارت توسط سیستم های الکترونیکی ایجاد می شود که برای عملکرد بهینه نیاز به از بین رفتن حرارت دارند.
۲)انتقال حرارت از منبع به هیت سینک:
حرارت از منبع به هیتسینک منتقل می شود و این انتقال حرارت از طریق هدایت طبیعی صورت می گیرد. وجود مواد هادی حرارتی بالا مانند مس و آلومینیوم در هیت سینک این انتقال را تسهیل می کنند.
۳)توزیع حرارت درون هیتسینک:
توزیع حرارت درون هیتسینک به این معناست که حرارت در اثر گرادیان حرارتی از نقاط گرمتر به نقاط سردتر درون هیتسینک جابجا می شود.
۴)گرما از هیت سینک دور می شود:
این فرآیند به گرادیان دمای سینک حرارتی و سیال کار آن (معمولاً هوا یا یک مایع غیر رسانای الکتریکی) متکی است. هوا یا مایع غیر رسانای الکتریکی از روی سطح گرم هیت سینک عبور می کند و با استفاده از انتشار حرارت و حرکت حرارت با جریان هوا، حرارت را از سطح دور و به محیط اطراف منتقل می کند.
انواع هیت سینک
سه نوع هیتسینک وجود دارد: passive active, و hybrid.
Passive heat sinks
قطعات هیت سینک غیرفعال به همرفت طبیعی متکی هستند؛ به این معنی که توانایی هوای گرم برای شناور شدن باعث جریان هوای تولید شده در سرتاسر هیت سینک می شود و برای حذف گرما نیازی به برق ثانویه یا سیستم های کنترلی ندارند. اما هیتسینک های غیرفعال به اندازه هیتسینک های فعال در حذف گرما از یک سیستم موثر نیستند.
Active heat sinks
Active heat sinks به هیتسینک هایی گفته می شود که برای افزایش جریان هوا و انتقال حرارت از ناحیه گرم به محیط اطراف از اجزای فعالی مانند فن یا blower استفاده می کنند.
این اجزای فعال به عنوان منابعی برای ایجاد جریان هوا یا حتی حرکت کل جسم (به عنوان یک شیء حرکتی) به کار می روند. هدف از این اقدام افزایش جریان هوا در اطراف هیتسینک و افزایش انتقال حرارت به محیط اطراف است و در این کار باعث خنک کنندگی بهتر و کاهش دمای مؤثر هیتسینک می شود.
Hybrid heat sinks
هیت سینک های هیبریدی ویژگی های هیتسینک غیرفعال و فعال را ترکیب می کنند. پیکربندی‌های Hybrid کمتر رایج هستند.
در توضیح مکانیزم پیکربندی هیبریدی باید بگوییم هنگامی که سیستم در سطوح خنک تر کار می کند، منبع هوای اجباری غیرفعال است و فقط سیستم را به صورت غیرفعال خنک می کند. هنگامی که منبع به دمای بالاتر می رسد، مکانیسم خنک کننده فعال برای افزایش ظرفیت خنک کننده هیتسینک درگیر می شود.
خرید cpu سرور Intel : G10 Plus، بهترین انتخاب برای بهبود عملکرد و امنیت بالا
اجزا و مواد تشکیل دهنده هیتسینک ها
این تجهیزات از موادی تشکیل شده‌اند که بتوانند حرارت را به خوبی جذب کرده و سپس آن را به محیط اطراف منتقل کنند. اجزای اصلی هیتسینک عبارتند از:
پین ها (Fins): پین ها یا انحناهای بلند و باریک در ساختار هیتسینک به عنوان سطح اصلی تماس با هوا برای انتقال حرارت عمل می کنند. ساختار فنری پین‌ها افزایش سطح مختصات (Surface Area) هیتسینک را فراهم می کند.
پایه (Base): پایه هیتسینک مستقیماً با منبع حرارت (مثل پردازنده) تماس دارد و حرارت را از آن جذب می کند. معمولا مواد حرارتی خوب برای ساخت پایه به کار می روند، مانند: مس یا آلومینیوم.
لوله های حرارتی (Heat Pipes): لوله های حرارتی در برخی هیتسینک ها استفاده می شوند تا حرارت را به سرعت از پایه به پین ها انتقال دهند. این لوله ها معمولاً از موادی با خواص حرارتی بالا مانند مس یا مواد مختلف آلومینیوم ساخته می شوند.
فن (Fan): در هیتسینک های فعال، فن برای ایجاد جریان هوا بر روی پین ها و سطح هیتسینک استفاده می شود. این جریان هوا باعث خنک کردن پین ها و حرارت انتقال یافته به هوا می‌شود.
مواد حرارتی (Thermal Interface Materials): موادی که بین پایه هیت سینک و سطح منبع حرارتی قرار می گیرند و کمک می کنند تا انتقال حرارت به خوبی اتفاق بیفتد. مواد معمولی برای ساخت هیت سینک ها شامل آلومینیوم، مس، اینکست و مواد مرکب می شوند.
رفرنس ها:
- وب سایت trentonsystems