Air Cooling vs Liquid Cooling (تفاوت کولینگ مایع و کولینگ هوا)

یکی از معظلات همیشگی در انتخاب و خرید قطعات کامپیوتر در تمامی سیستم های و رده های کاری چه ورک استیشن ها و چه سیستم های دسکتاپ گیمینگ و اداری و خانگی، پیدا کردن کولینگ مناسب و البته مقرون به صرفه برای سیستم ها می باشد. اگر خرید سیستم خود را به شرکت دانش و فناوری مازستا سپرده اید، نیازی به مطالعه این مطلب نخواهید داشت و کارشناسان مازستا بهترین و مناسب ترین سیستم خنک کنندگی را برای سیستم شما انتخاب خواهند کرد. اما اگر در انتخاب خنک کننده سیستم (Air Cooling vs Liquid Cooling) مردد هستید و نمیدانید تفاوت کولینگ مایع و کولینگ هوا در چیست؟ با ما در ادامه مطلب همراه باشید.

شاید شما بیشتر زمان خورد را صرف بررسی و انتخاب مادربرد و یا سی پی یو و در نهایت کارت گرافیک کرده باشید، اما ندانید که مهمترین عامل در یک کیس کامپیوتر دشمنی خاموش به نام “حرارت” خواهد بود. اگر شما سریعترین سی پی یو کامپیوتر را در اختیار داشته باشید، اما نتوانید آن را خنک نگه دارید، نمیتوانید از تمام سرعت و توانایی پردازنده خود استفاده کافی را ببرید. تمام CPU ها، Graphic Cardها و قطعات تخصصی کامپیوتر زمانی کارایی مناسبی را ارائه خواهند داد که در دمای معقول و از پیش تعریف شده ای کار کنند و اگر این دما از حد قابل تحمل آنها فراتر رود علاوه بر کاهش سرعت، اختلال درکار و مشکلات و خطاهای تعریف نشده، به صورت یقین باعث خرابی های جبران ناپذیری در سیستم و یا حتی در سطح قطعات دیگر خواهد شد.

از این رو است که در فروش سیستم های مازستا همیشه بروی قطعات، کیس ها و خنک کننده های خاصی کار میشود که فقط تست خود را در بحث حرارت به خوبی پس داده باشند. توجه داشته باشید که در تمامی قطعات الکترونیکی حرارت باعث اتلاف انرژی خواهد شد و این امر در بسیاری موارد خطاهایی را در زمان کار با سیستم بوجود خواهد آورد که نه قابل شناسایی هستند و نه منبع آنها مشخص است، مگر اینکه به حدی برسد که بتوانید از طریق اخطارها و اعلان های سیستم متوجه آن شوید.

در نتیجه تمام مواردی که ذکر شد و تمام اطلاعاتی که خودتان حتما در مورد مشکلات ناشی از حرارت دارید مستقیما به سراغ انتخاب سیستم کولینگ کامپیوتر خواهیم رفت. Cooling System یک لفظ کلی است که برای تمام قطعات سیستم قابل تعمیم است. در سیستم های معمولی شما فقط نیاز به تهیه یک CPU Cooling System هستید و در سیستم های حرفه ای تر این سیستم خنک کنندگی برای کارت گرافیک، مادربرد، رم ها، هارد دیسک ، اس اس دی و … قابل تعمیم است. در این مطلب (Air Cooling vs Liquid Cooling) تمرکز خود را بروی سیستم خنک کنندگی CPU قرار خواهیم داد و در مطالب بعدی به خنک سازی دیگر قطعات سیستم خواهیم پرداخت.

Air Cooling System

دو نوع کلی سیستم خنک کنندگی برای تجهیزات کامپیوتری وجود دارد که شامل Air Cooling System و Liquid Cooling System می باشد.سیستم های خنک کنندگی هوا به روشی گفته میشود که در آن عامل خنک کنندگی سینک های حرارتی، جریان هوا میباشد و در مقابل در خنک کنندگی مایع ، عامل خنکن کنندگی رادیاتورها عبور مایع خنک کننده می باشد. سیستم های خنک کنندگی مایع از سال 1990 به بعد به صورت تجاری در اختیار همگان قرار گرفته و روز به روز به محبوبیت آنها افزوده شد. در ادامه متوجه خواهید شد که تفاوت کولینگ مایع و کولینگ هوا (Air Cooling vs Liquid Cooling ) در چیست!

Air Cooler Heat Pipe

سیستم های خنک سازی بر پایه هوا، طرز کار بسیار ساده ای دارند و قسمت اعظم این کارکرد بر عهده لوله های حرارتی یا heat Pipe ها می باشد. حرارت سی پی یو از طریق یک صفحه یا به صورت مستقیم به لوله های حرارتی منتقل میشود.این صفحه و لوله های حرارتی از نوع متفاوتی مانند مس، آلومینیوم و … می باشند که بتواند حرارت را در کوتاهترین زمان منتقل نمایند. این heat Pipe ها توخالی هستند و درون آنها مایعی وجود دارد که در اثر حرارتی که از طریق سی پی یو به آنها منتقل میشود به گاز تبدیل میشوند و در طول لوله حرکت میکند و از سطح اولیه فاصله میگیرد. لوله های حرارتی، به صورت مستقیم به یک سری پره های حرارتی یا heatsink متصل هستند و این پره ها، حرارت لوله ها را به دریافت میکنند و در نتیجه حرارت ناشی از گاز درون لوله، به پره های حرارتی منتقل شده و پره ها گرم شده و لوله خنک میشود. خنک شدن لوله باعث می شود که گاز درون آن تغییر فاز داده و به مایع تبدیل شود و به محل اولیه خود برگردد. این مایع که الان خنک شده است مجددا حرارت سی پی یو را دریافت کرده و با دریافت حرارت سی پی یو، گرم شده و به گاز تبدیل میشود و مدار خنک سازی دوباره تکرار میشود.

در این بین، سی یی یو با انتقال حرارت خود به لوله های حرارتی ، خنک تر شده و مجددا حرارت سی پی یو طبق مسیر قبل این مایع را به گاز تبدیل کرده و … . این عمل به صورت مداوم انجام شده و سیکل خنک سازی را تشکیل میدهد. در این بین چیزی که باعث خنک شدن heatsink می شود جریان بادی است که توسط fan ها بدون پره های حرارتی دمیده میشود و هوای خنک را بروی سطح این پره ها به جریان در می آورد. جریان هوای خنک از روی پره ها عبور کرده و آنها را خنک میکند و با انتقال حرارت به خود، جریان هوای گرم از لابه لای پره های حرارتی خارج میشود که این حرارت می بایست به سریعترین حالت از دورن کیس خارج شود.
به همین منظور است که محل قرارگرفتن سی پی یو بروی مادربردها به گونه ای انتخاب میشوید که در همان محل از کیس، خروجی هوا وجود داشته باشد. در غیر اینصورت اگر سیکل خنک سازی و جریان هوای گرم خارج شده از خنک کننده سی پی یو از کیس خارج نشود، یا به درستی و به صورت کامل خارج نشود، به سرعت دمای داخلی کیس و قطعات از جمله سی پی یو افزایش خواهد یافت. زیرا بجای اینکه هوای خنک بروی پره های حرارتی یا همان heatsink عبور نماید، هوای گرم داخل کیس عبور خواهد کرد و نمیتواند پره ها، لوله ها، گاز درون لوله و … را خنک کنند و سیکل خنک سازی با مشکل مواجه خواهد شد.

برخی از کاربران تصور میکنند که سیستم خنک سازی هوا دائمی است و نیازی به تعویض ندارد. با توجه به اینکه درون heat pipe ها یک مایع شیمیایی وجود دارد که مرتبا در حالت تغییر فاز دادن از مایع به گاز و از گاز به مایع می باشد، و با توجه به اینکه هر مایع شیمیایی یک عمر مفیدی دارد، در هر صورت توان تبدیل و انتقال حرارت آن به تدریج کم شده و بعد از گذشت چندین سال به تدریج میزان خنک سازی آن کم و کمتر میشود.
همانطور که از مدار خنک کنندگی مایع متوجه شدید، بار اصلی انتقال حرارت بر سه بخش heat pipe , heat sink , cpu block بوده و بروی این سه بخش سیستم جریان هوا از طریق دمیدن فن ها باعث تکمیل شدن سیکل می شود. با یک حساب و کتاب ساده، میتوان فهمید که افزایش تعداد لوله های حرارتی به انتقال سریعتر حرارت از سمت CPU به سمت پره های حرارتی کمک بسزایی خواهد داشت. در نتیجه در بحث تفاوت کولینگ مایع و هوا (Air Cooling vs Liquid Cooling) باید به این نکات به دقت توجه کرد.

Air Cooler Heatsink

در نتیجه همانطور که میدانید، سیستم های خنک کنندگی که از تعداد بیشتری لوله حرارتی بهره میبرند هم بهتر و خنک تر هستند و هم به طبع آن از قیمت بالاتری نسبت به همرده های خود بهره میبرند. اما یک نکته بسیار بسیار مهم در این بخش نوع مایع درون لوله ها می باشد. این مایع هر چره سریعتر به گاز تبدیل شود و حرارت بیشتری را با خود منتقل کند بهتر خواهد بود. از این رو ممکن است یک خنک کننده با دو لوله حرارتی و ترکیب یکسان، از خنک کننده ای با چهار لوله حرارتی بهتر عمل کند زیرا مایع درون این لوله ها از اهمیت بسزایی برخوردار خواهد بود. شکل لوله ها، مسیر حرکتی آنها، جنس لوله ها و دهها عامل دیگر در این بخش وجود دارد که همگی در درجه اهمیت بالایی در بحث خنک سازی بیشتر قرار خواهند گرفت.

از طرف دیگر تعداد پره های حرارتی ، نوع پره ها، جنس پره ها و ترکیب قرارگیری آنها و نحوه عبور جریان هوا از لابه لای آنها نیز در درجه اهمیت بالایی قرار خواهد گرفت. از سوی دیگر نقش بلوک سی پی یو یا همان قطعه ای که مستقیما روی سی پی یو قرار میگیرد نیز بسیار مهم و حیاتی است، به گونه ای که هر شرکت سازنده، روش و ابتکار خاصی برای طراحی جنس و نوع آن داشته تا بتواند به بهترین حالت ممکن حرارت را از سطح سی پی یو دریافت و به لوله ها انتقال دهد.
در برخی ازمدلهای روز دنیا، سعی شده است که لوله ها به صورت مستقیم به سطح سی پی یو تماس داشته باشند نه اینکه به بلوک روی سی پی یو متصل باشند. در این صورت حرارت را مستقیما و بدون واسطه از سی پی یو دریافت میکند. هر برندی برای خود روش و مدل انحصاری یا ابتکاری دارد که تمامی این موارد را پوشش داده و بهترین نتیجه را از نظر سرعت و کیفیت خنک سازی بدست خواهد آورد.

Liquid Cooling System

در طرف مقابل سیستم کولینگ مایع قرار دارد. در این روش مایع خنک کننده توسط یک پمپ در مدار خنک کنندگی به جریان در می آید. سیکل کاری کولینگ مایع توسط چند قطعه اصلی در تمامی مدلها کامل می شود. این مدار شامل قطعاتی پمپ، لوله های انتقال مایع، رادیاتور، بلوک حرارتی و خود مایع خنک کننده می باشد.
طرز کار این مدار نیز بسیار ساده است. بلوک حرارتی، قطعه ای است که مستقیما ( به هر روش و شکلی) بروی محل حرارت قرار میگیرد. به عنوان مثال با توجه به اینکه بحث ما در مورد خنک کنندگی CPU می باشد، بلوک حرارتی به نام بلوک سی پی یو شناخته میشود.CPU Block مستقیما روی CPU قرار میگیرد، سطح زیرین این قطعه، کاملا بروی سطح سی پی یو قرار گرفته و وظیفه انتقال حرارت CPU به مایع را به عهده دارد. مایع خنک کننده درون بلاک سی پی یو جریان دارد و حرارت cpu block به مایع خنک کنندگی منتقل شده و مایع گرم میشود. در نتیجه انتقال حرارت، بلوک سی پی یو خنک شده و سی پی یو را خنک میکند. در ادامه برای اینکه مایع خنک و سرد جایگزین مایع گرم شده درون cpu block شود، مایع، توسط یک پمپ و از طریق لوله هایی که Tube خوانده میشوند به یک رادیاتور منتقل میشود.

رادیاتور یک شبکه از مسیرهای توخالی است که مایع درون آنها حرکت میکند و این شبکه همانند heatsink عمل کرده و حرارت مایع را به خود جذب میکند. در این میان، توسط دمیدن هوا درون این شبکه رادیاتور، پره ها خنک شده و مایع در طی عبور از این شبکه به تدریج دمای خود را از دست میدهد. در انتهای رادیاتور خروجی مایع قرار دارد که مایع خنک شده، از آنجا توسط لوله هایی مجددا به سمت بلوک سی پی یو هدایت می شوند.

مایع خنک داخل بلوک سی پی یو شده و حرارت آن را گرفته و مدار تکرار میشود. تمامی سیستم های خنک کنندگی مایع به همین طورت عمل میکنند. حال ممکن است نوع رادیاتور، تعداد آنها، اندازه و شکل متفاوتی داشته باشند یا مانند برخی از مدارها، مایع در یک مخزن ذخیره شده و پمپ مایع را بعد یا قبل از ورود به رادیاتور درون مخزن ذخیره کند. در هر صورت روش کار همین بوده و فقط چیدمان و تنوع بیشتری خواهد داشت.

Liquid Cooling Loop

در بخش liquid cooling یا خنک کنندگی مایع، ما دو نوع کلی از سیستم های خنک کننده را داریم. نوع مدار بسته و نوع مدار باز. نوع مدار بسته یا close loop به مدلی گفته میشود که تمامی مدار در کارخانه تکمیل و تولید شده و کاربر به سادگی آن را روی سیستم نصب میکند. تمامی مدار شامل مایع خنک کننده، پمپ، شلنگ ها و رادیاتور و فن ها همگی از قبل آماده بوده و کاربر فقط نیاز به نصب بلوک سی پی یو و رادیاتور دارد. در این مدل اصولا از مخزن نگه داری مایع استفاده نمی شود. البته برخی از مدلها برای زیبایی بیشتر از مخزن استفاده میکنند. در مدل مدار باز یا open loop که مدل custom نیز معروف است، کاربر تک تک قطعات را به سلیقه خود انتخاب کرده و کل مدار با به صورت دستی پیاده سازی و نصب میکند. در نتیجه آن، شلنگ ها، پمپ، مخزن، رادیاتور و … به صورت جداگانه تهیه شده و مدار تکمیل و راه اندازی میشود. در این حالت میزان خنک کنندگی قابلیت کنترل بیشتری داشته و میتوانید از مدار مورد نظرتان به منظور حداکثر خنک سازی استفاده نمایید. یکی از بهترین مزایای سیستم open loop امکان ارتقا به دیگر قطعات سیستم می باشد. مثلا، میتوانید کارت گرافیک را نیز به مدار خنک کنندگی مایع اضافه کنید، یا رم ها، یا مادربرد و … .

مدار کولینگ مایع بسیار واضح و صریح است و نیازی به توضیحات اضافه ندارد. در اینجا فقط می بایست در مورد کولینگ مدار بسته و مدار باز توضیحاتی را ارائه دهم. در بحث کولینگ مدار باز، همانطور که مشخص است علاوه بر سلیقه ای بودن مدار از نظر فنی، زیبایی حرف اول را خواهد زد. شما میتوانید در رنگها، شکلها و طرح های مختلفی کولینگ مدار باز را به سلیقه خودتان انتخاب و راه اندازی کنید و مشخص است که سرویس و نگه داری آن به واسطه مجزا بودن قطعات کاری ساده خواهد بود.

Liquid Cooling Maintenance

اما در کولینگ مدار بسته این موضوع کمی متفاوت است. مدار کولینگ در مدلهای مرسوم قابلیت تغییر و بروز رسانی و تعمیر را ندارد. البته کاربران حرفه ای میتوانند این کار را به سختی انجام دهند اما برای حالت عموم اینکار تعریف نشده است. در بعضی از مدلها مانند سری Predator از شرکت EK ، امکان سرویس و تغییر مایع کولینگ مدار بسته وجود دارد. اما در مدلهای مرسوم در برندهایی که فقط close loop تولید میکنند، این امر امکان پذیر نیست. در نتیجه اگر کولینگ مدار بسته ای دچار مشکل شود باید به بخش گارانتی مراجعه و تعویض یا تعمیر گردد.

کولینگ های مایع مدار باز که به کولینگ آب یا water cooling نیز معروف هستند، در فروشگاه مازستا فروخته میشوند و هم اینکه در صورتی که نگران اسمبل و راه اندازی آنها هستید، کارشناسان مازستا کولینگ مدار باز را بروی سیستم های شما نصب خواهند کرد. در نتیجه می توانید بدون نگرانی از کیفیت ،زیبایی و از همه مهمتر خنک سازی استثنایی آنها بهره مند شوید. سیستم های واتر کولینگ با توجه به قابلیت شخصی سازی بودن آنها، توان خنک کنندگی بسیار بالایی را دارند و کسانی که قصد استفاده از حداکثر توان، سرعت و کیفیت سیستم خود را دارند توصیه میشود که حتما از کولینگ مدار باز استفاده نمایند.
در صورتی که آشنایی چندانی با انتخاب قطعات واتر کولینگ ها ندارید میتوانید از کارشناسان مازستا مشاوره گرفته و در خرید خود از آنها راهنمایی بگیرید. یکی از بهترین راه های شروع ، از کیت های آماده می باشد که تمام نیاز شما برای ایجاد یک کولینگ مدار باز را به خوبی در خود جای داده است. یکی از نکاتی که در زمان توجه به تفاوت کولینگ مایع و کولینگ هوا (Air Cooling vs Liquid Cooling) باید در نظر بگیرید، نوع سرویس و نگهداری این وسایل است.

Air Cooling vs Liquid Cooling

به منظور بررسی و انتخاب کولینگ مناسب، این دو نوع کولینگ را از جنبه های متفاوتی با هم مقایسه خواهیم کرد: خنک کنندگی : به صورت عمومی و کلی کولینگ های مایع بسیار خنک تر از کولینگ های هوا هستند. از این رو در سالهای اخیر در سیستم های اورکلاکینگ، گیمینگ حرفه ای و ورک استیشن های تخصصی به صورت گسترده ای از کولینگ های مایع استفاده شده است. البته در برخی برندهای air cooling مانند noctua، کولینگ های air بسیار قدرتمندی وجود دارد که میتواند به عنوان یک انتخاب مهم مورد توجه قرار گیرد. اما اگر بخواهیم بهترین کولینگ هوا و بهترین کولینگ مدار بسته مایع را با هم مقایسه کنیم، کولینگ های هوا هیچ حرفی برای گفتن نخواهند داشت. در بحث کولینگ مدار باز نیز توجه کنید که میتوانید با ایجاد یک مدار حرفه ای و دقیق و حساب شده، تعریف جدیدی از خنک سازی سیستم داشته باشید به گونه ای که کولینگ هوا نتواند جرات مقایسه به خود راه دهد.

طول عمر و تعمیر و نگه داری: بدون هیچ حرف و حدیثی، air coolingها در هر شرایطی، طول عمر بیشتری نسبت به liquid cooling ها دارند. در کولینگ های مایع، پمپ ها بیشترین خرابی را داشته و عموما زودتر از هر بخشی نیازمند سرویس و تعمیرات خواهند بود. در کولینگ هوا امکان تعویض مایع درون لوله ها به جهت افزایش راندمان وجود ندارد در نتیجه اگر راندمان کاری و خاصیت تغییر فاز مایع درون لوله ها کم شود، مجبور به تعویض آنها خواهید بود. در مورد کولینگ مدار بسته هم همین قاعده صدق میکند و در حالت عادی نمیتوانید مایع درون مدار را تعویض کنید. برخی از کاربران حرفه ای راه هایی برای تعویض مایع ابداع کرده اند که میتوانید در اینترنت به راحتی آنها را پیدا کنید، اما این روشها از عهده کاربران عادی بر نمی آید. در مورد کولینگ مدار باز باید عرض کنیم که در مورد طول عمر از نوع بهترین ها می باشد. هر قطعه یا بخشی از مدار که خراب شود به راحتی قابل تعمیر یا تعویض است. کاربران حرفه ای هر چندماه یکبار مایع خنک کننده را تعویض میکنند تا بالاترین بازده را از سیستم water cooling خود داشته باشند. در نتیجه حرفه ای ترین حالت ممکن در زمینه سرویس و نگه داری در نوع open loop water cooling می باشد. در نتیجه، حتما در زمان انتخاب و درک تفاوت کولینگ مایع و کولینگ هوا (Air Cooling vs Liquid Cooling) باید به این نکات توجه فرمایید.

تفاوت کولینگ مایع و کولینگ هوا

هزینه : به صورت عمومی، کولینگ های air در دسته ارزان تری از کولینگ های liquid قرار دارند. در بخش کولینگ های Liquid ، نوع مدار باز از همه گرانتر بوده که در کنار قیمت بالا، کارایی بسیار بالاتری نیز از خود در مقابل دیگر مدلها نشان میدهند. نصب و راه اندازی : یکی از معایب کولینگ های هوا، حجم بالای آنهاست. متاسفانه به منظور خنک سازی بیشتر، باید heatsink بزرگتر و لوله های بیشتری داشته باشند و در نتیجه فن های بزرگتری برای خود نیاز دارند. همچنین با توجه به RAM های جدید که در سالهای اخیر مورد استفاده قرار میگیرند، اصولا کولرهای هوا، به پوسته و هیت سینک های رم ها گیر کرده و امکان نصب ندارند. مخصوصا اگر از بردهای حرفه ای تر مانند سری X99 استفاده کنید که در هر دو طرف CPU می توانید RAM اضافه کنید. در مورد سیستم های dual cpu که وضعیت بحرانی تر است. در بسیاری از مادربردها، امکان نصب دو کولینگ حرفه ای Air در کنار هم وجود ندارد و به علت فضای زیادی که هر کدام از کولرها اشغال میکنند، نمیتوانید دو عدد از آنها را بروی یک برد نصب کنید. اما در عوض کولینگ های مایع چه از نوع مدار باز و چه نوع مدار بسته به سادگی در هر نوع کیسی نصب میشوند. زیرا فضای بسیار کمی را اشغال خواهند کرد. نصب و راه اندازی کولینگ های مدار بسته و کولینگ های هوا خیلی ساده بوده و هر کسی قادر به انجام آنهاست.

اما در مورد کولینگ مدار باز به کمی مهارت و دقت بیشتری نیاز است که در صورتی که این موضوع برای شما دشوار می باشد میتوانید نصب آن را به کارشناسان مازستا واگذار نمایید. صدا و نویز: در هر نوع کولینگ ها، این صدای فن هاست که بیشترین مزاحمت را ایجاد میکند. در کولینگ هوا، غیر از صدای فن ها و صدای عبور هوا از بین پره های heatsink صدای دیگری به گوش نمیرسد. در کولینگ های مایع نیز صدای فن و صدای عبور هوا از بین پره های رادیاتور به گوش خواهد رسید. در صورتی که pomp نیز مشکل داشته باشد، صدای کار کردن پمپ نیز مشکل ساز خواهد شد. اما اگر قطعات شما سالم و با کیفیت باشند، هر دو نوع کولینگ به عنوان کولینگ های silent میتوانند مورد استفاده قرار گیرند. که این موضوع کلا به انتخاب شما از برند، نوع کولینگ و … بستگی دارد. زیبایی و جذابیت: هر دو نوع کولینگ های مایع و هوا جذابیت ها و زیبایی های خودشان را دارند. اما کولینگ های مدار باز تعریف زیبایی را به نوع دیگری بیان میکنند. اگر قصد مادینگ و زیبا سازی کیس خود را دارید، اولین و آخرین انتخاب شما water cooling های می باشند.

در صورتی که باز در زمان خرید سیستم و خنک کننده مورد نیاز به مشاوره نیاز داشتید، علاوه بر مشاوره رایگان مازستا، میتوانید انتخاب و تفاوت کولینگ مایع و کولینگ هوا (Air Cooling vs Liquid Cooling) را از کارشناسان این شرکت جویا شوید.