هیت سینک چیست؟ نقش هیت سینک روی پردازنده CPU

دستگاه‌های الکترونیکی مانند لپ‌تاپ و دسکتاپ هنگام کارکردن، گرما تولید می‌کنند که هیت سینک این گرما را متعادل می‌کند. الکتریسیته از سیم‌ها و اجزای مختلف دستگاه عبور می‌کند و در حین حرکت با مقاومت مواجه می‌شود. این مقاومت گرما تولید می‌کند و به سرعت دمای دستگاه را بالا می‌برد.

اگر این گرما کنترل نشود، می‌تواند عواقب فاجعه باری برای دستگاه داشته باشد: اجزایی مانند CPU آسیب‌پذیر بوده و قادر به تحمل دمای بسیار بالا نیستند.

دمای CPU کامپیوتر که واحد پردازش مرکزی دستگاه است، اغلب مستعد گرم شدن و حرارت بیش از حد است. گاهی حتی برخی از اجزای پردازنده به حدی گرم می‌شوند که خطراتی را برای عملکرد کل سیستم به همراه دارد.

خوشبختانه بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی و مکانیکی با استفاده از هیت سینک‌ها از این مشکل جلوگیری می‌کنند.

در این مقاله، استوک لند مفصلا توضیح به شما توضیح خواهد داد که هیت سینک‌‌ها چگونه به محافظت از CPU دستگاه شما در برابر گرمای بیش از حد کمک می‌کنند.

هیت سینک چیست؟

هیت‌سینک قطعه‌ای فلزی است که در بالای یک تراشه کامپیوتری مانند CPU قرار می‌گیرد و گرمای اضافی را از اجزای آن خارج می‌کند. به عبارت دیگر، هیت‎‌سینک یک جزء الکترونیکی است که مقدار غیر ضروری گرمای تولید شده از دستگاه‌های الکترونیکی مختلف را جذب و دفع می‌کند. در هر لپ تاپ اعم از لپ تاپ استوک، پردازنده و بیشتر قطعات برای برقراری تعادل گرمایی، هیت‌سینک دارند.

هیت سینک‌ها به خودی خود منفعل هستند و هیچ قسمت متحرکی ندارند. با این حال، در بیشتر موارد به خصوص در پردازنده‌های رومیزی و پردازنده‌های گرافیکی هیت‌سینک با فن ترکیب می‌شود تا هوای گرم را ببرند.

هیت‌سینک برای به حداکثر رساندن عملکرد خود در خنک سازی، نیاز به تماس قوی با منبع گرما دارد. هیت سینک‌ها از یک رسانای حرارتی استفاده می‌کنند تا گرما را به پره‌هایی منتقل کنند که دارای سطح بزرگ‌تری هستند. می‌توان گفت هیت‌سینک در واقع نوعی رادیاتور است چون هر دو عملکردی به نسبت مشابه دارند.

آیا هیت سینک واقعا ضروری است؟

در بیشتر موارد، هیت‌سینک‌ یک جزء ضروری است که برای یک لپ تاپ یا دسکتاپ سالم و کاربردی مورد نیاز می‌باشد. بدون هیت‌سینک، دمای CPU یا GPU ممکن است به سطوح خطرناکی برسد.

برخی افراد تصور می‌کنند که هیت سینک‌ها تنها زمانی ضروری هستند که قصد اورکلاک کردن CPU یا GPU خود را دارید. اورکلاک کردن در واقع میزان گرمای تولید شده توسط یک CPU یا GPU را افزایش می دهد.

با این وجود، هر دو CPU و GPU صرف نظر از اینکه اورکلاک شده‌اند یا نه، می‌توانند گرمای کافی برای ایجاد آسیب داخلی در طول عملکرد عادی تولید کنند.

هیت سینک‌ها این مشکل را با دور کردن گرما از CPU یا GPU حل می‌کنند تا حرارت اضافی بدون ایجاد نگرانی بتواند از کیس کامپیوتر خارج شود.

مزایای هیت سینک‌ها:

همانطور که گفتیم، وظیفه اصلی یک هیت‌سینک تنظیم دما و جلوگیری از گرمای بیش از حد است. هیت سینک‌ها با عملکرد خود مزایایی را برای قطعه مورد و نظر و حتی کل سیستم به همراه دارد:

از گرمای بیش از حد جلوگیری می‌کند

مانع از خرابی یا شکستگی قطعه می‌شود

در صورتی که دما خیلی کم شود، گرما تامین می‌کند

چه قطعاتی از هیت سینک استفاده می‌کنند؟

قطعاتی که بیشترین گرما را در سیستم شما تولید می‌کنند عبارت اند از:

CPU (واحد پردازش مرکزی)، GPU (کارت گرافیک) و منبع تغذیه.

این قطعات معمولا یک فن دارند اما در کنار فن، یک هیت سینک هم کنار قطعه دیده می‌شود. نه فن می‌تواند جای هیت سینک را پُر کند و نه برعکس. اگر هیت سینک نباشد و تنها به فن روی قطعات مختلف اکتفا شود دستگاه داغ می‌کند و از فن هم سر و صدای عجیب غریب بلند می‌شود. در این حالت هم تازه باید فکری برای کاهش صدای فن لپ‌تاپ کنید.

سایر اجزایی که ممکن است دارای هیت‌سینک باشند عبارتند از پل شمالی، پل جنوبی و مموری. همچنین دیدن هیت سینک در کنار سایر کارت های ارتقا یافته و هارد دیسک چندان غیر معمول نیست.

هیت سینک چگونه کار می‌کند؟

در توضیح خلاصه، وظیفه هیت سینک دور کردن گرما از یک قطعه مهم است. هیت سینک‌ها با جذب گرما از CPU یا GPU که به آن متصل هستند کار می‌کنند.

اگر کیس کامپیوتر خود را باز کنید و CPU یا GPU را بررسی کنید، باید یک قطعه فلزی مربع یا مستطیل شکل روی آن ببینید. این هیت‌سینک است و وظیفه جذب گرما از CPU یا GPU را بر عهده دارد.

اکثر هیت سینک‌ها از پره‌هایی شبیه پره‌های رادیاتور تشکیل شده‌اند. با گرم شدن CPU یا GPU، گرما به این پره‌ها منتقل می‌شود و با استفاده از فن آزاد می‌شود.

یک فن روی هیت‌سینک برای گردش هوا نصب شده است. فن به صورت معکوس کار می‌کند، به این معنی که هوای گرم را از CPU یا GPU دور می‌کند. در یک کامپیوتر کامل، معمولا یک فن دیگر روی مادربرد قرار دارد که هوای گرم را بیشتر از مینی کیس یا کیس های ورک استیشن خارج می‌کند.

متریال هیت سینک‌های مختلف

هیت سینک‌های آلومینیومی

هیت سینک‌ های حرارتی معمولا از آلیاژهای آلومینیوم یا مس ساخته می‌شوند که مواد آن معمولا بر اساس کاربرد، شدت حرارت، روش تولید و بودجه تعیین می‌شود. مقرون به صرفه ترین هیت سینک ها معمولا از آلیاژ آلومینیوم ساخته می شوند.

هیت سینک‌های آلومینیومی معمولا از آلومینیوم 1050 (رسانای خوب حرارتی با استحکام کم) یا آلومینیوم 6060، 6061 یا 6063 (رسانایی کمتر اما با خواص مکانیکی بهتر) ساخته می‌شوند.

هیت سینک‌های مسی

این نوع از هیت سینک‌ها رسانایی حرارتی عالی را ارائه می‌دهند که دو برابر آلومینیوم رسانا هستند. همچنین مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت ضد میکروبی و سایر خواص مطلوب را از دیگر ویژگی‌های آنهاست. این باعث می‌شود که هیت سینک‌های حرارتی مسی یک انتخاب عالی باشند. البته، مس هم گران‌تر از آلیاژهای آلومینیوم است و هم ساخت آن دشوارتر است.

حالا کدام مرتیال برای هیت سینک بهتر است؟

بدون هیت‌سینک، بیشتر وسایل الکترونیکی خیلی سریع داغ می‌شوند و در نتیجه نیاز به تعمیرات پرهزینه دارند. اکثر کارشناسان معتقدند که آلومینیوم به دلیل وزن سبک و رسانایی حرارتی عالی، بهترین کتریال برای هیت سینک است. مهم‌تر از آن، آلومینیوم به وفور در دسترس است و ارزان تا به هیت سینک کاربردی تبدیل شود.

انواع هیت سینک چیست؟

سه نوع هیت‌سینک وجود دارد:

غیرفعال (passive)، فعال (active) و هیبریدی (hybrid).

هیت سینک های غیرفعال (passive)

هیت سینک‌های غیرفعال به همرفت طبیعی متکی هستند، به این معنی که شناور بودن هوای گرم به تنهایی باعث ایجاد جریان هوا در سراسر هیت سینک می‌شود. مزیت این نوع هیت سینک‌ها این است که برای حذف گرما از سیستم نیازی به برق ثانویه یا سیستم های کنترلی ندارند. با این حال، هیت سینک‌های غیرفعال در انتقال گرما از سیستم نسبت به هیت سینک های فعال تاثیرگذاری کمتری دارند.

هیت سینک‌های فعال (active)

این نوع از هیت سینک ها معمولا از یک فن یا دمنده برای برقراری تعادل گرمایی استفاده می‌کنند. فن یا دمنده هوا را در سراسر هیت سینک به گردش در می‌آورد.

به این شکل، گردش حرارتی کل در سراسر سیستم هیت سینک افزایش می‌یابد و گرمای بیشتری از سیستم خارج می‌شود. هیت سینک های فعال معمولا قیمت بالاتری دارند.

هیت سینک‌های هیبریدی (hybrid)

این هیت سینک ها، ترکیبی از برخی جنبه‌های هیت سینک غیرفعال و فعال هستند. این پیکربندی ها کمتر رایج بوده و اغلب به سیستم‌های کنترلی برای خنک کردن سیستم بر اساس نیازهای دما متکی اند.

هنگامی که سیستم در سطوح خنک‌تر کار می‌کند، منبع هوای اجباری غیرفعال است و فقط سیستم را به صورت غیرفعال خنک می‌کند. هنگامی که منبع به دمای بالاتر می رسد، مکانیسم خنک کننده فعال برای افزایش ظرفیت خنک کننده سیستم درگیر می‌شود.

آیا هیت سینک می‎‌تواند جایگزین فن شود؟

هیت سینک‌ها در کاری که انجام می‌دهند خوب عمل می‌کنند، اما نباید بدون فن خارجی استفاده شوند. هر کدام نقش خود را دارند و هیچ کدام بدون دیگری به تنهایی برای سیستم کافی نیست.

برای بهترین نتیجه، هیت سینک باید همراه با فن ها استفاده شود. هیت سینک، گرما را از دستگاه می‌گیرد و فن، جریان ثابتی از هوا را فراهم می‌کند.

راه دیگر برای دفع گرما فن است، اما فن یکی از نقاط رایج خرابی سخت افزار کامپیوتر به خصوص در محیط های سخت است. فن‌ها ممکن است با گرد و غبار مسدود شوند یا حتی در صورت ضربه خوردن، افتادن یا قرار گرفتن در معرض لرزش مکانیکی دسکتاپ بشکنند. هیت سینک غیرفعال است، یعنی هیچ قسمت متحرکی وجود ندارد.