[เรื่องน่ารู้] “Heatsink” อุปกรณ์ระบายความร้อนให้กับซีพียู และส่วนประกอบสำคัญที่คุณควรรู้จัก

หลังจากที่ผมค้างบทความนี้ไว้ค่อนข้างนาน ในที่สุดมันก็สำเร็จสักทีนะครับ วันนี้ผมจะพาเพื่อนๆ ไปรู้จักกับ Heatsink ให้มากขึ้น พร้อมกับเกร็ดความร้อนน่าสนใจที่เพื่อนๆ อาจไม่เคยรู้มาก่อน

สำหรับ Heatsink ที่ผมจะนำมาใช้เป็นต้นแบบในวันนี้นะครับ จะเป็น Heatsink ที่เราเรียกว่า Aftermarket heatsink เป็น Heatsink ที่เขาทำออกมาขายกันนะครับ (ไม่ใช่ซิ้งค์ติดกล่อง)

กลไกการทำงานของมันง่ายมากเลยครับ ก็คือส่วนฐานที่ติดกับซีพียูจะรับความร้อน นำพาผ่าน Heat pipe แล้วแพร่กระจายความร้อนไปยังฟินอะลูมิเนียม จากนั้นพัดลมดูดลมเย็นเข้ามา ก่อนที่จะให้พัดลมหัลงเคสช่วยนำเอาลมร้อนออกไป

มีแค่นี้จริงๆ แต่ว่าเนื่องจากบทความนี้ผมจัดมาให้แบบพิเศษ ดังนั้นเรามาดูให้ลึกลงไปอีก ว่าส่วนประกอบตัวละอย่างมันมีความสำคัญอย่างไร

1. หน้าสัมผัสกระดองซีพียู

บริเวณฐานของ Heatsink มีมีลักษณะแบนราบ เพื่อวางทาบบนกระดองซีพียู โดยอาจจะมีการออกแบบให้เป็นหน้าเรียบๆ ไร้รอยต่อ (ซ่อน Heat pipe ไว้เหนือจากส่วนหน้าสัมผัส) หรือแทรกส่วน Heat pipe ลงไปในหน้าสัมผัสนั้นด้วยเลย

จุดประสงค์บริเวณหน้าสัมผัสนี้ไม่มีอะไรมากครับ มันเป็นส่วนที่นำความร้อนจากกระดองซีพียูส่งไปยัง Heat pipe

แต่เดี๋ยวก่อน!! อย่าลืมทาซิลิโคนคั่นกลางด้วยนะ เนื่องจากว่าผิวหน้าสัมผัสนี้มันไม่ได้ราบเรียบ มันจะมีร่องเล็กๆ มากมาย ซึ่งช่องว่างระหว่างหน้าสัมผัสกับซีพียูนี้ จะเป็นจุดที่เกิดความร้อนสะสมได้ การทาซิลิโคนจะเป็นตัวช่วยประสานให้กระดองซีพียูและหน้าสัมผัสเสมือนเป็นชิ้นส่วนเดียวกันครับ

** สามารถอ่านบทความเกี่ยวกับซิลิโคนเพิ่มเติมได้ที่ [เรื่องน่ารู้] มารู้จักหน้าที่ของ “ซิลิโคน” ที่ใช้ทาบนกระดองซีพียูกันเถอะ**

2. Heat pipe

พระเอกในงานของเรา สำหรับ Heat pipe นะครับ จะเป็นท่อทองแดงกลวงๆ (บางครั้งมีการใช้เหล็กไร้สนิม หรือบางครั้งก็เป็นทองแดงทาสีเงิน) ภายในจะมีช่องบรรจุของเหลวจำพวกน้ำกลั่น, แอมโมเนีย หรือเอทานอล ซึ่งสามารถระเหยได้ เมื่อได้รับความร้อน ส่วนผนังด้านในจะมีการออกแบบให้มีลักษณะเป็นรูพรุน เราเรียกว่า Wick

เรามาพูดถึงกลไกใน Heat pipe กันบ้างนะครับ เมื่อความร้อนถูกส่งมาจากหน้าสัมผัส ของเหลวที่บรรจุอยู่บริเวณขอบ จะเริ่มระเหยเมื่อได้รับความร้อน ไอของเหลวนี้ จะเข้าไปสู่ท่อกลวงของทองแดง แล้วลอยสูงขึ้นเรื่อยๆ จากนั้นจึงจะมีการถ่ายเทความร้อนไปยังฟินอะลูมิเนียมต่อไป

จากนั้นเมื่อมีลมเย็นจากพัดลมเข้ามาสู่บริเวณฟินและ Heat pipe อุณหภูมิจะเริ่มลดลง ไอของเหลวจะเริ่มเย็นตัวลงและซึมผ่าน Wick ด้วยปฏิกิริยา Capillary action ของเหลวจะเกิดการรวมตัวกัน เข้าไปอยู่ในช่องบรรจุของเหลวรอบท่อ เพื่อรอการระเหยครั้งใหม่

กลไกนี้ ช่วยให้ความร้อนถูกส่งขึ้นไปด้านบนได้อย่างรวดเร็ว เมื่อเปรียบเทียบกับการใช้ท่อทองแดงตันๆ

ถัดมาเป็นส่วนของ Wick ซึ่งเป็นผนังด้านในของ Heat pipe นะครับ ผู้ผลิตจะมีการออกแบบผนังให้มีลักษณะเหมือนเป็นรูพรุนเล็กๆ หรือมีลักษณะพื้นผิวที่ไม่เรียบ เพื่อให้ของเหลวเกิดการรวมตัวกันและตกกลับไปตามแรงโน้มถ่วง

จากข้อมูลที่ผมหามาได้นะครับ มี Wick อยู่ 3 แบบคือ

– Metal Sintered powder wick

จะมีลักษณะเหมือนเป็นเม็ดโลหะอัดแน่น เกิดเป็นช่องที่มีขนาดเล็กมากมาย ซึ่ง Wick แบบนี้จะมีราคาสูงกว่าแบบอื่น แต่ก็ทนความร้อนได้ดี และมีประสิทธิภาพดีสุดครับ

– Grooved Wick

Wick ประเภทนนี้จะไม่มีรูพรุน แต่จะทำออกมาเป็นช่องย่อยๆ ออกแบบได้ง่าย ราคาถูก และช่วยให้ Heat pipe มีน้ำหนักเบา แต่ประสิทธิภาพจะสู้แบบแรกไม่ได้

– Mesh Wick

ลักษณะของ Wick จะเหมือนตาข่ายสานกันให้เกิดช่องว่างเล็กๆ เต็มไปทั่วตาข่าย ประสิทธิภาพของ Mesh Wick จะดีมากน้อยแค่ไหนนั้น ขึ้นอยู่กับชั้นของตาข่าย ถ้ามีชั้นตาข่ายมาก ก็สามารถเกิด Capillary action ได้ดีกว่า

3. ฟินอะลูมิเนียม

เป็นส่วนที่ Heat pipe จะแทรกอยู่ และคอยส่งความร้อนไปให้ ซึ่งคุณสมบัติเด่นของอะลูมิเนียม คือสามารถถ่ายเทความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมได้ดี และยิ่งมีการออกแบบให้แผ่นอะลูมิเนียมมีความบาง จะยิ่งเพิ่มพื้นที่ผิวในการแผ่ความร้อนออกไปครับ

4. พัดลม

พัดลม Heatsink เป็นพัดลมประเภท Static pressure คือสามารถนำลมปริมาณมากเข้า-ออกยังบริเวณที่มีพื้นที่จำกัด ด้วยคุณสมบัตินี้ ทำให้มันสามารถไล่ความร้อนออกได้ดีมากครับ

ทีนี้ในกรณี Aftermarket heatsink ทั่วไป มักจะมีพัดลมมาให้อยู่ด้านเดียวนะครับ ซึ่งเป็นด้านที่หันเข้าหาหน้าเคส ซึ่งพัดลมด้านนี้จะทำหน้าที่รับลมเย็น แล้วอัดลมเข้าสู่ฟินอะลูมิเนียมและ Heat pipe ความร้อนจะถูกพัดไปทางด้านหลัง เพื่อให้พัดลมเคสดูดลมร้อนออกไปอีกทีครับ

แต่จะมี Heatsink บางรุ่นที่สามารถติดพัดลมตัวที่ 2 เพิ่มได้ ซึ่งจะเป็นการติดไว้อีกด้านหนึ่ง เป็นพัดลมที่ช่วยพัดเอาลมร้อนออกจากฟิน แล้วส่งต่อไปให้พัดลมหลังเคส ช่วยเพิ่ม Airflow ได้ดีมากขึ้นครับ

** สามารถอ่านรายละเอียดเรื่องการระบายความร้อนเพิ่มเติมได้ที่ [เรื่องน่ารู้] เกร็ดเล็กเกร็ดน้อยสำหรับการระบายอากาศภายในเคส (Computer Case Airflow) ที่คุณควรรู้!**

ส่วนสำคัญก็มีเท่านี้นะครับ จริงๆ Heatsink บางรุ่นอาจจะมีฟังก์ชันเสริมอื่นๆ มาให้ ตามแต่ละผู้ผลิตจะคิดค้นนวัตกรรมออกมานะครับ

สำหรับบทความเรื่อง Heatsink ก็มีอยู่เพียงเท่านี้ ครั้งหน้าผมจะนำบทความน่ารู้อะไรมาให้เพื่อนๆ ได้อ่านกันอีก อย่าลืมติดตามได้ที่เพจ Extreme PC นะครับ สวัสดีครับ

ขอขอบคุณข้อมูลเพิ่มเติมจาก

www.gamersnexus.net

www.frostytech.com