ما هو المبدد الحراري السلبي؟

خافضات الحرارة هي أجهزة تُستخدم للحفاظ على برودة وحدات معالجة الكمبيوتر (CPUs) والشرائح. معظم خافضات الحرارة نشطة ، مما يعني أن التصميم يتضمن مروحة صغيرة تعمل بموصل على اللوحة الأم ، أو سلك من وحدة إمداد الطاقة. لا يشتمل المبدد الحراري السلبي على مروحة في التصميم ، وعادة ما يكون أكبر من النموذج القياسي ، وذلك باستخدام مساحة السطح الإضافية للجهاز لتحسين التبريد الحراري في التعويض عن عدم وجود مروحة. والغرض منه هو تقليل ضوضاء النظام والقضاء على احتمال ارتفاع درجة الحرارة الكارثي بسبب فشل المروحة.

عندما تكون الشرائح ووحدات المعالجة المركزية قيد التشغيل ، يتم توليد حرارة كبيرة من النشاط الكهربائي. ستتلف هذه الرقائق بسرعة وستصبح غير قابلة للتشغيل بدون تبريد. يوجد مبدد حراري أعلى وحدة المعالجة المركزية أو مجموعة الشرائح ، مما يخلق مسارًا للحرارة للارتفاع من الشريحة إلى المبدد الحراري حيث يمكن أن تتبدد. يعمل المبدد الحراري السلبي على تحقيق ذلك دون الاستفادة من مروحة مدمجة.

العديد من العناصر عامل في كفاءة المبدد الحراري. الاعتبار الأول هو المواد المستخدمة. الألمنيوم مادة خفيفة للغاية وغير مكلفة وذات درجة عالية من التوصيل الحراري. النحاس أثقل بثلاث مرات وأغلى قليلاً من الألمنيوم ، ولكنه أيضًا أكثر كفاءة في توصيل الحرارة بمرتين. قد يتم إنشاء المبدد الحراري السلبي من إحدى هاتين المادتين أو كليهما معًا.

يحتوي المبدد الحراري على قاعدة مسطحة مصممة للتفاعل مع وجه الشريحة. تمتد لأعلى من القاعدة صفوف من المسامير أو “الزعانف” التي توفر مساحة السطح لتبديد الحرارة. يحتوي المبدد الحراري السلبي عادةً على مساحة سطح أكبر وغالبًا ما تكون المسامير أو الزعانف مصنوعة من سبائك الألومنيوم للحفاظ على الوزن منخفضًا. يمكن استخدام النحاس بشكل استراتيجي في القاعدة وفي الأنابيب الحرارية أو عناصر التصميم الأخرى. غالبًا ما تُستخدم الأنابيب الحرارية لتوجيه التراكم الحراري بشكل أكثر كفاءة من قاعدة المبدد الحراري إلى الزعانف أو المسامير حيث يمكن للهواء المتداول داخل علبة الكمبيوتر حمل الحرارة بعيدًا.

خافضات الحرارة تعلق على الرقائق عن طريق قفل الآليات التي تختلف حسب الطراز. يسهل العمل مع بعض آليات القفل عن غيرها ، لكن نوع مقبس وحدة المعالجة المركزية سيحدد نماذج خافض الحرارة التي يمكن أن تستوعبها اللوحة الأم. قد يتطلب المبدد الحراري السلبي الكبير والثقيل إزالة اللوحة الأم لتركيب قوس خاص أو آلية قفل.

كما هو الحال دائمًا ، يجب استخدام المركب الحراري بين قاعدة المبدد الحراري والرقاقة. تخلق العيوب في هذه الأسطح فراغات تقدم مقاومة على طول مسار التوصيل الحراري. سيؤدي تطبيق مركب حراري إلى سد هذه الفجوات لتحسين كفاءة المبدد الحراري وضمان تشغيل شريحة أكثر برودة. الشريط الحراري هو أقل أنواع المركبات تكلفة ، ولكن بشكل عام ، تعتبر الفوط الحرارية أو الشحوم الحرارية أكثر كفاءة وبأسعار معقولة.

في حين أن المبدد الحراري السلبي يمكن أن يكون كبيرًا ، إلا أنه يتمتع بمزايا على المبدد الحراري النشط. يمكن لمبددات الحرارة النشطة – أو تلك التي تعتمد على مروحة مدمجة – أن تفلت من مساحة سطح أصغر ، ولكن إذا فشلت المروحة ، فلن يتمكن المبدد الحراري من الحفاظ على برودة الشريحة وقد يؤدي ذلك إلى تلفها. المبدد الحراري السلبي ، المركب بشكل صحيح والمصنف للرقاقة التي يتم تبريدها ، لا يمكن أن يفشل في ظل ظروف التشغيل العادية.

ميزة أخرى للمبدد الحراري السلبي هي عدم وجود ضوضاء. يجب أن يشتمل كل نظام على مراوح ، ولكن التخلص من مجموعة الشرائح أو مروحة وحدة المعالجة المركزية يمكن أن يساعد في خفض الديسيبل الكلي. المبدد الحراري السلبي أيضًا لا يتطلب طاقة.

العيب الرئيسي هو الحجم. نظرًا لمساحة السطح الأكبر التي يتم دمجها عادةً في المبدد الحراري السلبي ، يمكن أن تكون البصمة طويلة جدًا وقد لا تتناسب مع جميع حالات الكمبيوتر. يمكن أن يكون التثبيت أيضًا أكثر صعوبة في بعض الحالات. ومع ذلك ، فإن المردود هو نظام أكثر هدوءًا مع عدم وجود فرصة لفشل المبرد ، وهذان العاملان يجذبان العديد من المتحمسين.

من المهم اختيار غرفة التبريد المصنفة لتبريد وحدة المعالجة المركزية أو مجموعة الشرائح المرغوبة. في بعض الحالات ، يوصي مصنعو الرقائق بمبددات حرارة معينة وحتى مركبات ، وقد يؤدي استخدام نموذج أو مركب آخر إلى إبطال ضمان الشريحة. تحقق مع موقع الشركة المصنعة للحصول على التفاصيل كما هو مطلوب.