VietNetwork.Vn

Bên dưới bề mặt kim loại khiêm tốn của chúng là sự phức tạp đáng kinh ngạc.

• Tản nhiệt là bộ phận thiết yếu trong việc làm mát máy tính của bạn. Chúng loại bỏ nhiệt khỏi các bộ phận quan trọng để tăng tuổi thọ, hiệu suất và độ ổn định.
• Tản nhiệt có nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau, trong đó tản nhiệt dạng vây là loại phổ biến nhất. Chúng thường đi kèm với một chiếc quạt để cải thiện khả năng làm mát.
• Các yếu tố như kích thước, vật liệu, ống dẫn nhiệt, quạt, vật liệu giao diện nhiệt, áp suất lắp và nhiệt độ môi trường ảnh hưởng đến hiệu quả của tản nhiệt.

Nếu bạn đã từng nhìn vào bên trong máy tính, chắc hẳn bạn đã nhận thấy những khối kim loại trông kỳ quặc đó. Những bộ phận này được gọi là "tản nhiệt". Không có chúng, máy tính của chúng ta sẽ kém mạnh mẽ hơn đáng kể. Tuy nhiên, tản nhiệt chính xác là gì và nó hoạt động như thế nào?

1. Tản nhiệt là gì?


Tản nhiệt (hoặc tản nhiệt) là một miếng kim loại được gắn trên bộ phận tạo nhiệt của máy tính. Công việc chính của nó là hút nhiệt ra khỏi bộ phận được gắn vào và tản nhiệt ra không khí xung quanh. Bộ tản nhiệt có thể đạt được điều này vì chúng có khối lượng nhiệt lớn, đặc tính của vật liệu là hấp thụ và lưu trữ nhiệt.

Bạn sẽ tìm thấy các bộ tản nhiệt trên tất cả các thành phần quan trọng như CPU, card đồ họa và một số bộ phận của bo mạch chủ. Tản nhiệt là một bộ phận tùy chọn của một số thành phần, như RAM và ổ M.2 NVMe, nơi chúng cải thiện một chút hiệu suất và độ ổn định bằng cách giữ cho các thành phần này mát hơn. Tuy nhiên, vì các thiết bị bộ nhớ này ngay từ đầu không tạo ra nhiều nhiệt nên tản nhiệt không thực sự cần thiết. Các mô-đun RAM giá rẻ thường bỏ qua bộ tản nhiệt và chuyển khoản tiết kiệm được cho bạn.

Tản nhiệt rất cần thiết cho CPU, card đồ họa và bo mạch chủ. Nếu không có tản nhiệt, máy tính của bạn sẽ không hoạt động chính xác. Ví dụ: nếu bạn thử chạy một máy tính không có bộ làm mát CPU, nó sẽ quá nóng và tắt sau vài giây. Nó thậm chí có thể bị cháy và ngừng hoạt động vĩnh viễn; đơn giản là nó không được thiết kế để hoạt động mà không có ít nhất một loại tản nhiệt nào đó.

CPU có hàng tỷ bóng bán dẫn nhỏ điều khiển dòng điện tử để điều khiển hoạt động của tín hiệu điện, tạo ra rất nhiều nhiệt trong quá trình này. Điều tệ hơn là nhiệt lượng tập trung ở một khu vực nhỏ gọi là khuôn CPU (lõi của bộ xử lý). Nếu nhiệt không có nơi thoát ra, chẳng hạn như tản nhiệt, CPU sẽ quá nóng và tắt.

Bo mạch chủ phải có tản nhiệt trên chipset để đảm bảo độ ổn định chung của hệ thống—hầu như mọi bo mạch chủ hiện đại đều có tản nhiệt chipset. Nhiều bo mạch chủ còn có tản nhiệt trên Mô-đun điều chỉnh điện áp (VRM) và M.2 NVMe. Đối với card đồ họa, chúng chứa GPU, VRAM (bộ nhớ) và VRM. Các thành phần này được bao phủ chung dưới một tản nhiệt duy nhất, thường đi kèm với một hoặc nhiều quạt.

Bất kể thành phần và loại nào, tất cả các bộ tản nhiệt đều có chung một mục đích, đó là loại bỏ nhiệt khỏi thành phần và tỏa nhiệt ra trên một diện tích bề mặt rộng hơn. Bộ tản nhiệt cải thiện đáng kể tuổi thọ, hiệu suất và độ ổn định của các bộ phận chứa chúng.

2. Các loại tản nhiệt

Tản nhiệt có đủ loại hình dạng, kích cỡ, vật liệu và kiểu dáng. Các tản nhiệt cơ bản nhất là những miếng kim loại phẳng, tương đối mỏng. Chúng thường được sử dụng trên các mô-đun RAM để mang lại khả năng tản nhiệt tốt hơn so với mô-đun RAM trần. Tuy nhiên, loại phổ biến nhất là tản nhiệt dạng vây, có các đường gờ mỏng giống như các hàng. Hình vuông kim loại ở bên phải trong hình ảnh sau đây là một ví dụ về tản nhiệt dạng vây cơ bản phía trên chip bo mạch chủ.


Kiểu thiết kế này làm tăng diện tích bề mặt của tản nhiệt, giúp cải thiện đáng kể khả năng tản nhiệt của nó. Bạn sẽ tìm thấy các tản nhiệt dạng vây trên CPU, card đồ họa và các bộ phận của bo mạch chủ. Đối với các bộ phận tỏa nhiều nhiệt, tản nhiệt thường đi kèm với quạt, giúp tản nhiệt.


Bộ tản nhiệt có quạt thường được gọi là "làm mát chủ động" và những bộ tản nhiệt không có quạt là "làm mát thụ động". Như bạn có thể tưởng tượng, các giải pháp làm mát chủ động hiệu quả hơn đáng kể nhưng chúng cũng chiếm nhiều không gian hơn, vì vậy chúng thường dành riêng cho CPU và card đồ họa. Một số bo mạch chủ, như Asus ROG X570 Crosshair VIII Hero, sử dụng khả năng làm mát tích cực cho chipset để đạt được độ ổn định tốt hơn một chút, nhưng đây là một giải pháp quá mức cần thiết đối với những người đam mê.

3. Tản nhiệt hoạt động như thế nào

Tất cả các tản nhiệt đều có chung nguyên tắc hoạt động chung: một bộ phận nóng lên, nhiệt được truyền vào tản nhiệt với sự trợ giúp của Vật liệu giao diện nhiệt (TIM) và nhiệt được phân bổ dần khắp tản nhiệt. Bộ tản nhiệt giải phóng nhiệt ra không khí xung quanh một cách thụ động hoặc nhờ sự trợ giúp của quạt. Tất cả các quá trình này xảy ra đồng thời.

Tuy nhiên, có một số điều phức tạp liên quan đến cách hoạt động chính xác của tản nhiệt. Một số bộ phận máy tính sử dụng buồng hơi thay vì tản nhiệt hoặc chúng được tích hợp để hỗ trợ truyền nhiệt giữa bộ phận nóng và tản nhiệt. Bộ làm mát bằng chất lỏng sử dụng chất lỏng truyền nhiệt để mang nhiệt ra khỏi bộ phận. Để minh họa rõ hơn cách hoạt động của bộ tản nhiệt, hãy sử dụng ví dụ về bộ làm mát CPU không khí hậu mãi điển hình.

3.1. Truyền nhiệt từ CPU của bạn lên tấm đế

Tản nhiệt có bề mặt gần như phẳng ở một bên tiếp xúc với bộ phận nóng, trong trường hợp này là CPU. Chúng tôi gọi bộ phận này của bộ làm mát là tấm đế. Nhiệt truyền từ CPU lên tản nhiệt với sự trợ giúp của keo tản nhiệt hoặc ít thường xuyên hơn là miếng đệm nhiệt. Lời giải thích tại sao nhiệt truyền lên bộ tản nhiệt được giải thích theo định luật thứ hai của nhiệt động lực học, trong đó nêu rõ rằng nhiệt truyền một cách tự nhiên từ vật ấm hơn sang vật lạnh hơn.


3.2. Ống dẫn nhiệt truyền nhiệt đi vào các cánh tản nhiệt

Các bộ làm mát CPU hậu mãi thường sử dụng ống dẫn nhiệt để truyền nhiệt ra khỏi CPU một cách nhanh chóng và hiệu quả. Ống dẫn nhiệt thường được làm bằng đồng hoặc nhôm với một số loại chất lỏng bên trong chúng. CPU làm nóng chất lỏng bên trong ống dẫn nhiệt, chất lỏng này sẽ bay hơi và đi qua phần còn lại của ống dẫn nhiệt. Các ống dẫn nhiệt tiếp xúc trực tiếp với các lá tản nhiệt và nhiệt từ từ truyền sang chúng.

Khi điều này xảy ra, hơi bên trong ống dẫn nhiệt ngưng tụ và chuyển trở lại thành chất lỏng. Nó tích tụ trên các thành bên trong của ống dẫn nhiệt và từ từ chảy xuống tấm đế nhờ tác động của mao dẫn. Chất lỏng một lần nữa sẵn sàng để lặp lại chu trình. Các bộ làm mát CPU rẻ hơn, giống như các bộ làm mát AMD và Intel có sẵn, không có ống dẫn nhiệt để hỗ trợ truyền nhiệt. Thay vào đó, nhiệt từ từ truyền từ tấm đế dày lên các cánh tản nhiệt.

3.3. Quạt thổi không khí để giữ cho cánh tản nhiệt và ống dẫn nhiệt luôn mát

Tùy thuộc vào thiết lập của mình, bạn có thể sử dụng các cấu hình quạt khác nhau để đạt được hiệu suất làm mát tối ưu. Nếu bạn có một thiết lập quạt duy nhất, bạn có thể có một quạt hút để đẩy khí nóng ra khỏi tản nhiệt hoặc bạn có thể có một quạt hút để đẩy không khí mát qua các lá tản nhiệt. Hoặc bạn có thể ưa thích hơn bằng cách kết hợp hai quạt để có được cấu hình kéo đẩy hiệu quả cao.
Một bộ làm mát CPU hậu mãi bên trong máy tính có hai quạt gắn ở mỗi bên.


4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả tản nhiệt

Một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của tản nhiệt. Mặc dù bộ làm mát CPU giá 30 đô la và bộ làm mát CPU giá 60 đô la trông giống nhau ngay từ cái nhìn đầu tiên, nhưng có thể có một số khác biệt lớn trong thiết kế ảnh hưởng đến hiệu suất. Dưới đây là tổng quan về các yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu suất của tản nhiệt:

• Kích thước: Bộ tản nhiệt lớn hơn có khối lượng nhiệt lớn hơn, cho phép nó giữ nhiều nhiệt hơn trước khi CPU có cơ hội bị nóng. Nó cũng thường có nhiều diện tích bề mặt hơn để cải thiện khả năng tản nhiệt.
• Chất liệu: Đồng có khối lượng nhiệt lớn hơn so với trọng lượng của nó so với nhôm, điều đó có nghĩa là nó có thể giữ nhiệt nhiều hơn, nhưng đây cũng là vật liệu đắt tiền hơn. Cũng có sự khác biệt đáng chú ý về khối lượng nhiệt giữa các hợp kim nhôm khác nhau.
• Ống dẫn nhiệt: Càng nhiều ống dẫn nhiệt và càng lớn thì càng tốt. Ngoài ra, ống dẫn nhiệt bằng đồng tốt hơn ống nhôm.
• Quạt: Chất lượng, tốc độ, kích thước và số lượng quạt ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ tản nhiệt có thể hạ nhiệt. Hãy nhớ rằng quạt nhanh hơn cũng có nghĩa là quạt to hơn, vì vậy thay vào đó hãy cân nhắc lựa chọn kích thước và chất lượng.
• Vật liệu giao diện nhiệt: TIM của bạn càng tốt thì nó có thể truyền nhiệt ra khỏi CPU và trên tản nhiệt càng nhanh. Đây có thể là hợp chất nhiệt, kim loại lỏng hoặc tấm tản nhiệt. Nhiều vật liệu dẫn nhiệt sẽ mang lại kết quả tốt hơn. Hãy nhớ rằng chất lượng rất quan trọng ở đây, vì vậy tốt nhất bạn nên tra cứu điểm chuẩn hiệu suất trực tuyến.
• Áp suất lắp đặt: Tản nhiệt phải ép chặt vào CPU để giảm thiểu các khe hở nhỏ giữa tản nhiệt và CPU. Tuy nhiên, tránh tạo lực quá mạnh vì bạn có thể làm vỡ nắp CPU.
• Nhiệt độ môi trường xung quanh: Nhiệt độ bên trong thùng máy và phòng của bạn ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt độ của tản nhiệt và do đó là CPU.

Nếu không có tản nhiệt, CPU của chúng ta sẽ có hiệu suất khủng khiếp và cần được thay thế thường xuyên. Tuy nhiên, chúng không phải là phương pháp duy nhất để làm mát các bộ phận của PC. Nếu bạn muốn tìm hiểu về giải pháp làm mát thay thế sử dụng chất làm lạnh, hãy xem bài viết của chúng tôi về máy làm mát Peltier.