Disipadors - tot el que has de saber 【guia completa】

Al mercat trobem processadors i targetes gràfiques cada vegada més potents, sent necessaris dissipadors proporcionals en rendiment. Si no fos per l'ús d'ells, els ordinadors com a tal no podrien funcionar, al menys els d'escriptori o portàtils ja que els seus components principals es cremarien sense remei.

En aquest article tractarem de conèixer en profunditat els dissipadors d'ordinador, els seus elements, els fonaments de funcionament i els tipus que existeixen. Si estàs pensat en comprar un d'aquests, no et perdis aquest article, així que comencem!

Índex de continguts

Que és un dissipador

El dissipador és l'element que s'encarrega de dissipar o d'eliminar la calor que genera un component electrònic a causa de l'ús. Existeixen molts tipus de dissipadors, com ara d'aire, refrigeració per líquids o fins i tot per convecció directa en components submergits en un líquid no conductor. Però els que tractarem aquí són els dissipadors per aire, els més comuns de connectar i els que fan servir més usuaris.

De fet, en un ordinador no només es dóna un dissipador, potser pensem que dissipador només és el bloc que està a sobre de la CPU o sobre la targeta gràfica, però res més lluny de la realitat. Altres components com el chipset de la placa base o el VRM de la mateixa, també necessiten de dissipadors.

Precisament aquest últim element ha guanyat força protagonisme en els últims temps. El VRM és el sistema d'alimentació d'energia de l'processador, i com a tal, ha d'enviar una gran quantitat de corrent perquè funcioni, parlem d'entre 90 i 200 amperes (A) a 1, 2-15 V aproximadament. Els MOSFETS són transistors que s'encarreguen de regular el corrent que s'envia a la CPU i memòria, de manera que s'escalfen moltíssim. També trobem dissipadors a la font d'alimentació pel isme motiu, i en general a tot xip que funcioni a una alta freqüència.

Com funciona realment: fonamenti físic dels dissipadors

Tot comença en la forma en què un component electrònic genera calor, el qual rep el nom d'efecte Joule. Es tracta d'un fenomen que es produeix a l'estar els electrons en moviment en un conductor. En conseqüència, es produirà un augment de temperatura causa de l'energia cinètica i als xocs entre ells. Com més intensitat d'energia, major flux d'electrons hi haurà al conductor, i, en conseqüència, més calor es desprendrà. Això és extensible als xips de silici, a l'interior es condensa una gran quantitat d'electrons en forma impulsos elèctrics.

Aquest fenomen el podem veure perfectament en aquesta captura tèrmica. Quan un PC està consumint gran quantitat d'energia, fins i tot els conductors augmenten de temperatura.

Dit això, el dissipador no és més que un bloc metàl·lic compost de centenars d'aletes que està en contacte directe amb el xip a través d'una pasta tèrmica. D'aquesta manera la calor generada pel xip passa a el dissipador i d'aquest a l'ambient. En general, a sobre dels dissipadors es col·loca un o dos ventiladors per ajudar a eliminar la calor de l'metall. En essència, intervenen dos mecanismes d'intercanvi de calor:

• Conducció: és el fenomen mitjançant el qual un cos sòlid més calent passa la seva calor a un altre més fred que estigui en contacte amb ell. Això es produeix precisament entre el IHS de la CPU i el dissipador. Després veurem que hi ha certa resistència tèrmica entre ells. Convecció: la convecció és un altre fenomen de transferència de calor que es produeix només en fluids, aigua, aire o vapor. En aquest cas, a les aletes de l'dissipador arriba aire, preferiblement a alta velocitat perquè sigui capaç d'agafar més calor de les aletes calents de l'dissipador.

Magnituds per saber si un dissipador és bo

Vist el funcionament des del punt de vista tècnic, encara ens quedarà per conèixer les principals magnituds que intervenen en un bon dissipador. Tot i que és cert que moltes d'elles no vénen reflectides en les especificacions, per als més curiosos seran interessants.

• TDP: El TDP sens dubte és el paràmetre més important d'un dissipador, per ser molt representatiu. Cridem TDP (Thermal Design Power) a la quantitat de calor que s'espera que generi un component electrònic quan està a la seva màxima càrrega. Aquest paràmetre apareix en els processadors i en els dissipadors i no té res a veure amb el consum energètic de l'component electrònic en si. Llavors, el processador està preparat per suportar un màxim TDP, així que un dissipador ha de tenir el mateix o més perquè la CPU funcioni de forma segura. TDP CPU <TDP Dissipador, sempre. Conductivitat i resistivitat: la conductivitat és la capacitat de transportar calor que té un cos o substància. I la resistivitat, ja que just el contrari, la resistència que presenta a conduir la calor. La conductivitat s i mesura en W / mK (Watt per Metro Kelvin) i com més, millor. Resistència tèrmica: la resistència tèrmica és el fenomen que s'oposa a el pas de calor d'un element a un altre. És igual que una resistència elèctrica, com més gran sigui, més difícil serà que la calor passi. En un sistema de refrigeració intervenen moltes resistències tèrmiques, per exemple, el contacte de la CPU i el dissipador, el contacte entre en encapsulat i els nuclis, etc. Per això es tracta de posar elements amb alta conductivitat, per evitar aquestes resistències. Superfície de contacte: la superfície de contacte no és una cosa que es doni a les especificacions, ja que forma part de el disseny de l'dissipador. Si enfrontéssim un plat a un Noctua D15 Quin diríeu que tenen més superfície de contacte? Doncs el dissipador sens dubte. Aquest paràmetre mesura l'àrea total que serà banyada per l'aire. Com més aletes, major superfície d'intercanvi, ja que totes elles tenen dues cares, una per una multiplicat per centenars d'elles. Flux i pressió d'aire: aquests paràmetres són relatius als ventiladors. El flux d'aire és la quantitat d'aire que posa en moviment un ventilador, i es mesura en CFM, mentre que la pressió estàtica és la força amb la que l'aire incideix sobre les aletes, i es mesura en mmH2O. En un dissipador volem la màxima pressió possible amb un flux elevat.

Components i parts dels dissipadors de calor

Després de veure els paràmetres que intervenen en el funcionament d'un dissipador de PC, no és res idea saber quins elements formen part de la mateixa. O, més ben dit, com està construït un dissipador que valgui la pena. A més, veurem els elements que intervenen just després dels DIE o nuclis de processador.

IHS

El IHS o Integrated Heat Spreader, és l'encapsulat de la CPU. Aquí comença tot, ja que és el primer element que està en contacte amb els nuclis de l'processador, els que realment generen la calor de l'component electrònic. Aquest encapsulat està fabricat en coure, i l'ens processadors més potents està directament soldat a l'DIE per eliminar la resistència tèrmica a mínim.

D'aquesta manera s'assegura que tota la calor possible passi a les millors condicions cap als altres elements de dissipació. Hi ha xips que no tenen aquest encapsulat, com ara les GPU, en elles, el dissipador fa contacte directe amb el DIE dels nuclis amb ajuda de pasta tèrmica, de manera que la transferència és més eficaç. A el procés de treure el IHS i posar en dissipador en contacte directe amb el DIE se l'anomena Delidding. Amb pasta tèrmica basada en metall líquid es pot millorar les temperatures a fins 20⁰C o més.

pasta tèrmica

L'element que més resistència tèrmica fa al conjunt de l'dissipador. És molt important tenir una molt bona passa tèrmica en xips potents, ja que la seva conductivitat serà més gran. La funció de la pasta tèrmica és millorar tot el possible la unió entre IHS o DIE i el bloc fred de l'dissipador.

Encara que ens sembli que un bloc està molt bé polit, microscòpicament el contacte no és perfecte a l'ésser sòlids, per la qual cosa es necessita un element que els uneixi físicament perquè la conducció de calor tingui efecte.

Al mercat tenim tres tipus de pasta tèrmica, les de tipus ceràmic, generalment blanques, les de tipus metàl·lic, gairebé sempre grisos o platejada o les de metall líquid que semblen, doncs això, metall líquid. Les de tipus metàl·lic són les més comunes, amb una relació rendiment / preu molt bona i arribant a conductivitats de fins a 13 W / mK. Les de metall líquid normalment es fan servir per Delidding, i tenen conductivitats de fins a 80 W / mK.

bloc fred

El bloc fred és la base de l'dissipador, la qual entra en contacte el processador o xip electrònic. Normalment és més gran que el propi IHS, per assegurar la màxima recepció i transferència de calor.

Un bon dissipador sempre té una base construïda en coure. Aquest metall té una conductivitat d'entre 372 i 385 W / mK, sent solament superat per la plata i altres metalls més cars. Fixeu-vos la diferència entre aquest valor i el que ofereix una pasta tèrmica.

Tubs de calor

Estem suposant que avaluem un dissipador de bones prestacions, i aquests sempre tenen tubs de calor o Heatpipes. A l'igual que el bloc fred, estan fabricats en coure, o coure niquelat.

La funció d'ells és molt senzilla però molt important, agafar tota la calor de l'bloc fred i portar-lo fins les torres d'aletes que hi ha a sobre. De vegades es fa d'una forma molt visual amb els heatpipes separant el bloc de les torres, i altres estan integrats en el conjunt, com passa amb els Wrait Prism dels AMD.

Torre o bloc aletejat

Després dels dos elements anteriors, tenim el dissipador pròpiament dit. És un element en forma de torre rectangular o quadrada proveïda d'una increïble quantitat d'aletes unides entre si pels heatpipes o altres aletes. Sempre estan fabricades en alumini, un metall més lleuger que el coure i amb una conductivitat de 237 W / mK. La calor s'expandeix en totes elles, per traslladar-mitjançant convecció a l'aire que està en contacte amb la seva superfície.

ventilador

Considerem que també forma part de l'dissipador per fer la important tasca de crear un flux d'aire a gran velocitat perquè la convecció, en lloc de ser natural, sigui forçada i elimini més calor de l'metall.

Els dissipadors actuals solen portar gairebé tots un o dos ventiladors, encara que no necessàriament tenen una mida estàndard com sí que passa en els quals es venen per separat per als xassís.

Tipus de dissipadors

Al mercat també tenim diferents tipus de dissipadors. Cada un d'ells està orientat a una funcionalitat diferent, si també els podem classificar de diferents formes.

disipadors passiu

Un dissipador passiu és aquell que no té cap element elèctric funcionament sobre ell per ajudar-lo a eliminar la calor, per exemple, un ventilador. Aquests dissipadors no se solen utilitzar per a processadors, encara que sí per a xipsets, o VRM. Simplement són blocs d'alumini o coure amb aletes que expulsen la calor per convecció natural.

disipadors actiu

A diferència dels altres, aquests dissipadors tenen un element encarregat de maximitzar l'intercanvi de calor amb l'ambient. Els ventiladors que es munten en ells compten amb control PWM o analògic de corrent per a diverses seus revolucions per minut en funció de la temperatura de l'processador. Precisament per això, són dissipadors actius.

Dissipador de torre

Si atenem al seu disseny, tenim també diversos tipus, i un d'ells és el dissipador de torre. Aquesta configuració es basa en un bloc fred proveït d'una torre de grans dimensions aleteada no necessàriament unida directament a ell, sinó per heatpipes. Podem trobar dissipadors d'una, dues i fins a quatre torres amb disseny extravagants. Les seves mesures solen rondar els 120 mm d'ample i fins a 170 mm d'alçada, pensat més de 1500 grams.

Una característica d'aquests és que els ventiladors es col·loquen de forma vertical respecte a el pla de la placa base. Això no anul·la el fet d'haver models amb ells en horitzontal.

Disipadors de perfil baix

A diferència dels anteriors que tenen una alçada considerable, aquests aposten amb configuracions molt baixetes per als xassís estrets o els espais reduïts. Es pot considerar que tenen torre, tot i que és horitzontal. Fins i tot tenen ventiladors intercalats entre aquesta torre i el bloc fred.

A diferència dels anteriors, els ventiladors sempre estan col·locats en horitzontal i paral·lels a el pla de la Palca base, expulsant l'aire de forma vertical o axial.

disipadors blower

Els dissipadors blower s'utilitzen per a targetes gràfiques i altres components en forma de targetes d'expansió. Actualment també trobem configuracions similars per als xipsets de gran potència com l'AMD X570. També els trobem en HTPC o en NAS, que per la seva poc espai són els més eficaços.

Es caracteritzen per tenir un ventilador centrífug que absorbeix aire i l'expulsa sobre el bloc aletejat de forma paral·lela a les aletes. En general són pitjor poció que els dissipadors anteriors.

Disipadors d'estoc

No és un disseny com a tal, sinó que són els dissipadors que el fabricant de l'processador inclou en el seu pack de compra. N'hi ha de molt bona qualitat com els d'AMD, i altres molt dolents com el d'Intel.

refrigeració líquida

Aquests sistemes estan formats per un circuit tancat d'aigua destil·lada o qualsevol altre líquid que es pugui utilitzar. Aquest líquid roman en continu moviment gràcies a una bomba oa un dipòsit proveït d'una bomba perquè vagi passant pels diferents blocs instal·lats sobre el maquinari que es desitja refrigerar. Al seu torn, el líquid calent passa pel que és en essència un dissipador de calor en forma de radiador, més o menys gran, proveït de ventiladors. D'aquesta manera el líquid es torna a refredar, repetint-se el cicle indefinidament mentre el nostre equip estigui en marxa.

Dissipador de portàtil

En una categoria especial podem ficar el dissipador dels portàtils, uns sistemes que val la pena de veure en acció perquè alguns estan realment treballats.

Aquests dissipadors són bastant especials, perquè espremen a l'màxim el fenomen de la conducció. Gràcies a blocs freds instal·lats sobre GPU i CPU dels que surten llargs heatpipes de coure nu de gran gruix portant la calor fins a la zona de dissipació. Aquesta zona es compon per un, dos o fins a quatre ventiladors centrífugs que expulsen la calor cap a fora entre uns petits blocs aletejats.

Què tenir en compte per al seu muntatge

El muntatge d'un dissipador de PC no és una tera massa complicada, i tampoc són molts els factors a tenir en compte a l'hora de muntar un, a l'únic efecte de la compatibilitat i les mesures de la mateixa.

Ens referim a la compatibilitat amb la plataforma que tenim al nostre PC. Cada fabricant té els seus propis sòcols on instal·lar els processadors, de manera que les preses i mida no són els mateixos. Per exemple, Intel té actualment dos: el LGA 2066 per a la gamma X i XE Workstation, i el LGA 1151 per als Intel Core ix d'escriptori. D'altra banda, AMD compta també amb dos, el AM4 per als Ryzen, i el TR4 per als Threadripper, encara que aquests gairebé sempre van amb refrigeració líquida. En tot cas, els dissipadors disponibles que no són d'estoc sempre porten sistemes de muntatge compatible amb tots els sockets.

Pel que fa a les mesures, són dues les que hem de tenir en compte. D'una banda, l'alçada de l'dissipador, que hem de comparar-la amb l'altura admissible amb el nostre xassís, dirigint-nos a les especificacions d'aquest. D'altra banda, l'amplada i l'espai disponible per a memòries RAM. Els dissipadors de grans dimensions ocupen tant que es fiquen sobre de les memòries RAM, per la qual cosa hem de conèixer quin perfil admeten aquests.

Un tercer element important és saber si el dissipador porta xeringa de pasta tèrmica o ja preinstal·lada en el bloc. La majoria sí que la porten, però no està de més assegurar-nos per si hem de comprar-la a part.

Avantatges i inconvenients dels dissipadors

A l'igual que vam fer a l'article de la refrigeració líquida, aquí també veurem els avantatges i inconvenients d'utilitzar dissipadors.

avantatges

• Alta compatibilitat amb CPUTamaños gairebé per a tots els gustosBaratos i eficaços fins i tot per a processadors potentesPocos cables i fàcil instalaciónMás fiables que la refrigeració líquida, sense fluid ni bombes que poden fallarSencillo manteniment, només netejar la pols

desavantatges

• Per processadors amb més de 8 nuclis poden venir justosOcupan molt espai i són pesadosLimitaciones per l'altura de xassís i alçada de les RAMEstética poc refinada

Conclusió i guia dels millors dissipadors per a PC

Finalitzem aquest article en què tractem en profunditat el tema dels dissipadors. Sobretot, ens hem centrats en el seu funcionament i els seus fonaments de construcció i components, ja que és un dels temes menys tractats en general.

Un bon dissipador pot suplir perfectament la necessitat d'una refrigeració líquida, ja que en li mercat hi ha configuracions tan brutals com els Noctua NH-D15s, Gamer Storm Assassin, o els enormes Scythe Ninja 5 i Cooler Master Wraith Ripper. Ara us deixem amb la nostra guia.

Guia dels millors dissipadors, ventiladors i refrigeració líquida per a PC

Què dissipador tens al teu PC? Prefereixes dissipadors d'aire o refrigeració líquida?