Làm mát trạng thái rắn là gì? Nhìn vào giải pháp làm mát không dùng quạt nhỏ gọn

Tác giả Security+, T.Hai 23, 2024, 09:41:28 SÁNG

« Chủ đề trước - Chủ đề tiếp »

0 Thành viên và 1 Khách đang xem chủ đề.

Làm mát trạng thái rắn là gì? Nhìn vào giải pháp làm mát không dùng quạt nhỏ gọn


Không có quạt nhỏ gọn? Không có gì!

  • Làm mát thể rắn hoạt động bằng cách sử dụng các màng mỏng, rung ở tần số siêu âm khi có điện tích, để di chuyển không khí và tản nhiệt.
  • So với làm mát thụ động, làm mát thể rắn có thể tản nhiệt nhiều hơn trong khi chiếm ít không gian hơn và hầu như không nghe thấy được.
  • So với làm mát bằng không khí, làm mát thể rắn mang lại hiệu suất tương tự như các hệ thống có trong máy tính xách tay nhỏ gọn và máy tính cầm tay, đồng thời chiếm ít không gian hơn và yên tĩnh hơn nhiều.

Một màng rung mỏng đẩy không khí xung quanh mà không cần sự trợ giúp của quạt có thể là tương lai của hệ thống làm mát. Đây là cách hoạt động của hệ thống làm mát trạng thái rắn dựa trên áp điện và lý do tại sao đây là một trong những bước phát triển thú vị nhất trong công nghệ làm mát trong nhiều năm.

1. Làm mát thể rắn là gì và nó hoạt động như thế nào?

Công nghệ làm mát thể rắn mà chúng ta đang thảo luận ở đây sử dụng hiệu ứng Áp điện để tạo ra một thiết bị làm mát chủ động không chứa quạt, máy bơm nước, bộ tản nhiệt hoặc bộ tản nhiệt lớn. Lưu ý rằng làm mát trạng thái rắn dựa trên Piezoeletric không phải là công nghệ làm mát trạng thái rắn duy nhất hiện nay. Ví dụ: bạn cũng có công nghệ làm mát thể rắn dựa trên hiệu ứng Peltier, công nghệ này chưa thực sự phát triển trong không gian phần cứng PC tiêu dùng.

Hiệu ứng áp điện là hiện tượng một số vật liệu nhất định tạo ra điện tích khi chịu áp lực cơ học. Ngược lại, các vật liệu tương tự bắt đầu dao động khi chịu tác động của điện tích. Hiệu ứng này là nền tảng của công nghệ làm mát thể rắn được phát triển bởi Frore Systems. Và vì họ là nhà sản xuất duy nhất các sản phẩm làm mát thể rắn dành cho người tiêu dùng dựa trên hiệu ứng Áp điện nên chúng tôi sẽ sử dụng các sản phẩm làm mát AirJet của họ để giải thích cách hoạt động của công nghệ làm mát này.

Bộ làm mát AirJet của Frore System sử dụng màng siêu mỏng rung ở tần số siêu âm—có nghĩa là thực sự rất nhanh—khi có điện tích. Những màng này có thể tạo ra luồng không khí mạnh mẽ khi được đặt bên trong chip làm mát AirJet. Mô-đun này có các cửa hút nhỏ ở phía trên, qua đó không khí xung quanh đi vào mô-đun, bị hút vào bởi các màng rung bên trong chip, như trong hình bên dưới.


Sau khi hút không khí vào bên trong mô-đun, các màng sẽ biến dòng không khí thành các tia khí mạnh—do đó có tên "AirJet"—thu nhiệt tăng lên từ bộ tản nhiệt bằng đồng phía dưới khi tiếp xúc trực tiếp với bộ phận đang được làm mát; một CPU trong trường hợp sơ đồ hiển thị bên dưới. Những tia khí này phun ra khỏi chip làm mát thông qua một vòi mỏng nằm ở một bên của mô-đun, loại bỏ nhiệt tích tụ và làm mát bộ phận.


2. Làm mát thể rắn so với làm mát thụ động và làm mát không khí chủ động

Làm mát thể rắn có một số ưu điểm so với các loại làm mát khác được sử dụng trong máy tính xách tay, PC cầm tay, PC mini và một số bộ phận PC nhất định mà bộ làm mát AirJet có thể được sử dụng. Chúng tôi đang so sánh chỉ làm mát thể rắn với làm mát không khí thụ động và chủ động vì các giải pháp làm mát bằng chất lỏng rất hiếm khi được sử dụng trong máy tính xách tay— chỉ một số mẫu máy tính xách tay chơi game sử dụng thiết lập làm mát bằng chất lỏng —và không tìm thấy ở các thiết bị nhỏ gọn hơn như thiết bị cầm tay PC, máy tính bảng hoặc điện thoại thông minh.

2.1. Làm mát thể rắn so với làm mát thụ động

So với làm mát thụ động, làm mát thể rắn có thể tản nhiệt nhiều hơn đáng kể trong cùng một diện tích hoặc nhỏ hơn trong khi vẫn hoạt động êm ái và chỉ sử dụng công suất từ 1W đến 1,75W. Ví dụ: một mô-đun duy nhất của mẫu AirJet nhỏ gọn nhất, AirJet Mini Slim, có thể tiêu tán công suất lên tới 5,25W trong khi sử dụng điện năng 1W và tạo ra tiếng ồn 21dBA. Về mặt chủ quan, tiếng ồn phát ra gần giống như không có tiếng ồn nào, thực tế phù hợp với mức phát ra tiếng ồn bằng 0 của các giải pháp làm mát thụ động.

Ví dụ: MacBook Air 15 inch với chip Apple M2, mẫu máy tính xách tay có thiết kế làm mát thụ động được thiết kế tốt — mặc dù vẫn còn khá hạn chế —, có TDP tối đa khoảng 10W. CPU M2 bên trong MacBook Air 15 inch có thể sử dụng nhiều năng lượng hơn, lên tới 20W, nhưng chỉ trong thời gian ngắn. Khi chịu tải liên tục, mức tiêu thụ điện năng giảm xuống chỉ còn khoảng 9W-10W. Kết quả là hiệu năng thấp hơn đáng kể so với MacBook Pro M2 mặc dù máy tính xách tay này có cùng chip M2 được tìm thấy trong MacBook Pro với M2, sử dụng giải pháp làm mát tích cực.

Tuy nhiên, khi được trang bị ba mô-đun AirJet Mini, như đã thấy trong video YouTube bên dưới do kênh YouTube PCWorld cung cấp, MacBook Air 15 inch với M2 có thể sánh ngang với hiệu năng của một chiếc MacBook Pro tương đương, ít nhất là trong Cinebench. Bản mod này đã được thực hiện mà không có bất kỳ sửa đổi cấu trúc nào đối với khung máy nhờ độ dày cực nhỏ 2,8mm của mô-đun AirJet Mini.

2.2. Làm mát trạng thái rắn so với làm mát không khí chủ động

Khi so sánh với khả năng làm mát không khí chủ động, làm mát thể rắn có thể đạt được kết quả tương tự trên máy tính xách tay mỏng và nhẹ, máy tính mini và máy tính cầm tay nhưng có độ ồn thấp hơn và chiếm diện tích nhỏ hơn.

Lấy Steam Deck làm ví dụ, một mô-đun AirJet Pro có thể tiêu hao khoảng 8W điện năng, kết hợp với 7W tản nhiệt thụ động, tương đương 15W, cùng mức điện năng với TDP tối đa của Deck. Một ưu điểm khác ở đây là thực tế là một mô-đun AirJet Pro duy nhất sử dụng công suất 1,75W, thấp hơn so với quạt có trong Steam Deck, vốn có công suất tối đa là 2,5W.

Chỉ số hiệu suất mà tôi và hầu hết chủ sở hữu Steam Deck khác quan tâm hơn là độ ồn. Chỉ với 24dBA, một chip AirJet Pro yên tĩnh hơn đáng kể so với quạt của Steam Deck, vốn có thể tăng tốc lên khoảng 38dBA khi tải, theo đánh giá của Gamers Nexus Steam Deck. Nhìn chung, điều này có nghĩa là một mô-đun làm mát thể rắn duy nhất có khả năng tiêu tán lượng điện năng tương tự như giải pháp làm mát của Steam Deck trong khi sử dụng ít điện năng hơn và hầu như không nghe thấy được.

Tuy nhiên, một lợi ích khác của việc làm mát thể rắn trong máy tính xách tay mỏng và nhẹ cũng như máy tính cầm tay là chiếm ít diện tích hơn so với hệ thống làm mát thông thường có trong các thiết bị này. Điều này có thể dẫn đến pin lớn hơn và cải thiện nhược điểm lớn của nhiều PC cầm tay và máy tính xách tay 13 inch siêu nhỏ gọn: thời lượng pin kém lý tưởng.

Mặt khác, ít nhất là ở phiên bản hiện tại, hệ thống làm mát thể rắn không có gì sánh bằng với các giải pháp làm mát không khí mạnh mẽ được tìm thấy trên máy tính xách tay chơi game và máy trạm cao cấp, thường phải xử lý công suất tổng hợp 100W trở lên mà CPU sử dụng và GPU. Ví dụ: bạn cần khoảng chục mô-đun AirJet Pro để làm mát một máy tính xách tay chơi game tầm trung, với toàn bộ thiết lập tiêu tốn hơn 20W công suất, rất nhiều cho một giải pháp làm mát.

Cảnh báo lớn thứ hai liên quan đến tản nhiệt thể rắn là mức giá cao rõ ràng của nó. Hiện tại, thiết bị duy nhất được trang bị hệ thống làm mát AirJet mà bạn có thể mua là Zotac ZBOX PICO PI430AJ với AirJet, một chiếc PC mini đơn giản có Intel Core i3-N300 với 8GB RAM và không có ổ SSD đi kèm có giá 600 USD.

Một tìm kiếm nhanh trên Amazon đã trả về một chiếc PC mini mạnh mẽ tương tự từ MINISFORUM được trang bị cùng CPU và 8GB RAM nhưng cũng có ổ SSD 256 GB, tất cả chỉ với giá 249 USD. Đúng là, PC mini Zotac nhỏ gọn hơn và có vẻ như có chất lượng xây dựng cao hơn, nhưng mức giá khá cao so với những gì bạn nhận được. Đây là hy vọng rằng các thiết bị trong tương lai được trang bị hệ thống làm mát AirJet sẽ có mức giá dễ chấp nhận hơn.

3. Những thiết bị nào có thể hưởng lợi từ việc làm mát trạng thái rắn?

Máy tính xách tay mỏng và nhẹ, máy tính mini và máy tính cầm tay đều có thể được hưởng lợi từ hệ thống làm mát thể rắn. Thay vì đi kèm với các giải pháp làm mát thụ động yếu ớt hoặc thiết lập làm mát chủ động chiếm nhiều không gian và khá ồn khi tải nặng, các sản phẩm làm mát thể rắn như AirJet mang lại khả năng làm mát tương tự hoặc tốt hơn trong một thiết kế nhỏ hơn và yên tĩnh hơn nhiều.

Cá nhân tôi rất muốn thấy một chiếc PC chơi game cầm tay được làm mát bằng AirJet, rất có thể sẽ cho phép pin lớn hơn cũng như hoạt động êm ái khi chơi các trò chơi đòi hỏi khắt khe. Và mặc dù tôi không bận tâm đến việc quạt tăng tốc và kêu to hơn trên Deck hoặc ROG Ally của mình, nhưng thời lượng pin dài hơn sẽ là điều tuyệt vời, đặc biệt là ở ROG Ally.

Xem xét việc Valve đã cố gắng tăng dung lượng pin trên Steam Deck OLED lên 25% so với OG Deck chỉ bằng cách sử dụng tấm nền OLED mỏng hơn, tôi cho rằng mức tăng dung lượng pin đạt được nhờ sử dụng hệ thống làm mát AirJet siêu nhỏ gọn thay vì quạt lớn —hoặc hai quạt, trong trường hợp của ROG Ally—sẽ làm được nhiều hơn thế.

Một dòng sản phẩm khác mà tôi có thể thấy AirJet và các giải pháp tương tự sẽ trở nên phổ biến trong tương lai là SSD NVMe cao cấp. Các ổ SSD PCIe 5 cao cấp vốn đã cần bộ tản nhiệt lớn hoặc thậm chí là làm mát không khí chủ động để tránh hiện tượng tiết lưu nhiệt khi bạn ram chúng lâu hơn một vài phút và các ổ SSD PCIe 6 trong tương lai rất có thể sẽ còn nóng hơn nữa khi tải.

Các thiết bị khác có thể hưởng lợi từ hệ thống làm mát thể rắn bao gồm máy tính bảng mạnh mẽ như iPad Pro, điện thoại hàng đầu, đặc biệt là điện thoại chơi game cao cấp, vỏ SSD NVMe được làm mát thụ động, máy tính bo mạch đơn và PC siêu nhỏ gọn.

4. Tôi có thể mua thiết bị làm mát thể rắn ở đâu?

Bạn thực sự không thể mua các thiết bị làm mát thể rắn, ít nhất là vào thời điểm hiện tại. Thị trường đang phát triển và bạn có thể mong đợi thấy hệ thống làm mát thể rắn được tích hợp vào nhiều loại thiết bị mà tôi đã thảo luận ở đây như ổ SSD, máy tính bảng hiệu suất cao, v.v.

Thậm chí còn có tiềm năng cung cấp các bộ phận trực tiếp cho người tiêu dùng. Tôi sẽ không ngạc nhiên nếu chúng ta thấy một bộ làm mát CPU không khí cấu hình thấp được sản xuất cho máy tính để bàn kiểu dáng nhỏ (SFF) trong tương lai, nhưng hiện tại, Frore Systems, công ty đứng sau AirJet, chỉ nhắm đến các nhà sản xuất.

Mặt khác, bạn có thể mua một thiết bị được trang bị hệ thống làm mát thể rắn. Bạn có thể mua ZBOX PICO PI430AJ nói trên với PC mini AirJet từ Zotac, trên trang web Zotac.