กลับมาพบกับบทความด้านคอมพิวเตอร์อีกครั้งในแบบที่อ่านเข้าใจ พร้อมกับรูปภาพประกอบเพื่อให้รู้จักกับอุปกรณ์นั้นให้มากขึ้น หลังจากที่เคยนำเสนอในเรื่องของ computer hardware ชิ้นหลักๆ ไป 2-3 ชิ้น(ส่วนมากย้ายมาจาก Exteen แล้วเอามาปรับปรุงให้ทันสมัยขึ้น) ก็จะเหลือบทความที่เกี่ยวกับส่วนประกอบอีก 1 ชิ้นเพื่อที่จะทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้ เมื่อต่อแหล่งจ่ายไฟ หรืออุปกรณ์ควบคุมอื่นๆ หมดแล้ว
แต่...ยังขาดส่วนหนึ่งที่ช่วยให้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้โดยราบรื่น ไม่มีปัญหาระหว่างการใช้งานโดยเฉพาะเรื่องของ "ความร้อน" ที่เกิดจากการทำงานของอุปกรณ์ หรือชิ้นส่วนหลักๆ ที่มีอุณหภูมิสะสมอยู่ตลอดเวลา ซึ่งในที่นี้เราจะมาพูดถึง "การระบายความร้อน" ด้วยอุปกรณ์ที่กำลังจะกล่าวถึงในที่นี้กันเลย
----------------
ทำไมคอมพิวเตอร์ถึงต้องการระบบระบายความร้อน
ในเรื่องของ "ความร้อน" ที่เกิดจากการทำงานของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ หากเราลองเสี่ยงดูว่าคอมพิวเตอร์จะมีขีดจำกัดมากแค่ไหน หากไม่ได้จัดหาระบบระบายความร้อนมาติดตั้งให้มัน
ผลก็คือ...เมื่อเราเปิดเครื่อง และใช้งานไปสักระยะหนึ่ง การทำงานโดยรวมนั้นจะเริ่มช้าลง และหยุดนิ่งเอาดื้อๆ จนเครื่องดับไปเลย และเมื่อก่อนนั้นระบบป้องกันความร้อนของอุปกรณ์หลักๆ อย่าง CPU, chipset หรือ GPU ยังไม่มีการพัฒนามาจนถึงปัจจุบัน ก็ย่อมส่งผลให้เกิดความเสียหายกับตัวอุปกรณ์อย่างร้ายแรง ดีไม่ดีอุปกรณ์ชิ้นดังกล่าวนั้นจะเกิดการลุกไหม้ชั่วพริบตา เพราะอุปกรณ์เหล่านั้นเมื่อมันทำงานตลอดเวลา ไม่ว่ามันจะอยู่เฉยๆ หรือถูกใช้งานด้านการประมวลผลใดๆ มันจะเกิดอุณหภูมิจนสะสมไว้กับตัวอุปกรณ์โดยที่ไม่มีชิ้นส่วนใดมารองรับ ถ่ายเท หรือแบ่งเบาภาระด้านอุณหภูมิเหล่านี้ไปได้
ด้วยเหตุนี้ "ระบบระบายความร้อน" จึงมีความจำเป็นต่อตัวคอมพิวเตอร์ เพื่อให้สามารถรักษาสภาวะการทำงานให้คงที่ และแบ่งเบาภาระด้านอุณหภูมิจากตัวอุปกรณ์อย่าง CPU, chipset รวมไปถึง GPU โดยมีหน้าที่ในการถ่ายเทความร้อนจากอุปกรณ์ ผ่านตัวกลางไปสู่อีกจุดหนึ่งซึ่งเย็นกว่า นั่นเอง
ชนิดของระบบระบายความร้อน
ในเมื่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ใช่คอมพิวเตอร์ ย่อมต้องการการระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ และเหมาะสมกับตัวอุปกรณ์ สำหรับคอมพิวเตอร์ก็เช่นกัน และเพื่อให้สามารถเปิดใช้งานได้ต่อเนื่อง ระบบระบายความร้อนจึงเข้ามามีบทบาทในการควบคุมอุณหภูมิไม่ให้สูงเกินไป โดยลักษณะรูปแบบการระบายความร้อน จะแบ่งเป็น...
1. ระบายความร้อนด้วยอากาศ (Air cooling)
ลักษณะรูปแบบการระบายความร้อนนี้จะส่งผ่านอุณหภูมิในลักษณะ "การนำความร้อน" (solid heat conduction) ผ่านวัสดุที่เป็นของแข็ง เป็นวิธีการระบายความแบบพื้นฐาน และมีราคาถูก ดังนั้นระบบระบายความร้อนของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์จะอยู่ในลักษณะที่เป็น heatsink โดยนำไปวางทับบนตัวอุปกรณ์ ตรึงให้อยู่กับที่ แล้วทำการประกอบชุดพัดลม (cooling fan) เพื่อช่วยเสริมประสิทธิภาพการระบายอากาศไปในตัว นอกจากนี้ยังมีรุ่นที่ออกแบบมาให้ติดตั้งบนการ์ดจอ รวมถึงแผงหน่วยความจำได้ด้วย
แบบแรก - Heatsink ชุดระบายความร้อนแบบพื้นฐานชนิดนี้จะมีลักษณะเป็นครีบจำนวนมาก วัสดุที่นำมาใช้จะเป็นอะลูมิเนียม และ/หรือ ทองแดง เป็นอุปกรณ์ที่มักจะแถมมากับตัว CPU หรือ มีขายแยกต่างหาก
แบบที่สอง - Heat pipe ชุดระบายความร้อนชนิดนี้จะมีลักษณะผสมผสาน พัฒนาจาก heatsink ที่มีข้อจำกัดมากมาย และมีการประยุกต์เอาระบบท่อนำความร้อนมาใช้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการลำเลียงความร้อนสู่จุดที่เหมาะสม มีประสิทธิภาพที่ดีกว่าแบบ heatsink แต่มีราคาแพง และใช้พื้นที่การติดตั้งมากขึ้น
2. ระบายความร้อนด้วยของเหลว (Liquid cooling)
ลักษณะรูปแบบการระบายความร้อนนี้จะส่งผ่านอุณหภูมิในลักษณะ "การพาความร้อน" (liquid heat conduction) ผ่านวัสดุที่เป็นของเหลว เดิมมีใช้อยู่ในอุตสาหกรรมยานยนต์ แต่เมื่อมีความต้องการคอมพิวเตอร์ที่สามารถเร่งประสิทธิภาพออกมาอย่างเต็มที่ แต่ว่าระบบระบายความร้อนด้วยอากาศนั้นไม่สามารถตอบสนองได้มากกว่านั้น จึงต้องนำเอาพัดลม หม้อน้ำ ถังพักน้ำ ท่ออ่อนทนความร้อน ปั้มแรงดัน และชุดประกอบเฉพาะมาประกอบรวมกัน บรรจุของเหลวหล่อเย็น อัดแรงดัน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการระบายความร้อนที่ดีกว่าระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ นอกจากนี้ยังมีรุ่นที่ออกแบบมาให้ติดตั้งบนการ์ดจอได้ด้วย
ข้อจำกัดของระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวนั้นมีมากไม่แพ้กัน นั่นคือ ราคาแพงกว่าระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ ของเหลวอาจมีโอกาสรั่วไหลไปทำความเสียหายต่ออุปกรณ์ชิ้นอื่นๆ ได้ หากไม่มีความชำนาญในการวางระบบมากพอ ดังนั้นในท้องตลาดปัจจุบันระบบระบายความร้อนชนิดดังกล่าวนี้มีขายแยกออกเป็น 2 ประเภทคือ
แบบแรก - ระบบปิด ชุดระบายความร้อนด้วยของเหลวชนิดนี้จะเป็นแบบสำเร็จรูปจากแหล่งผลิตเลย มีตั้งแต่แบบตอนเดียวถึงแบบ 3 ตอน ติดตั้งได้ง่าย แต่ไม่สามารถแยก หรือ ปรับแต่งชิ้นส่วนได้
แบบที่สอง - ระบบเปิด ชุดระบายความร้อนด้วยของเหลวชนิดนี้จะเป็นแบบแยกส่วน เพื่อนำไปประกอบ/ติดตั้งได้ตามใจชอบกับอุปกรณ์ชิ้นอื่นๆ ได้ ปรับเปลี่ยนรูปแบบตามความต้องการ เหมาะสำหรับผู้ที่มีความชำนาญสูงเท่านั้น
3. ระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบพิเศษ (Special liquid cooling)
ลักษณะรูปแบบการระบายความร้อนนี้จะต่างจากระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ได้กล่าวมา โดยหากเป็นผู้ที่มีความชำนาญแล้วก็สามารถทำได้ และเหมาะสำหรับการทดสอบ/แข่งขัน เพื่อหาขีดจำกัดของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ในสภาวะที่ผิดปกติมากกว่า
แบบแรก - ใช้ไฮโดรเจนเหลว (liquid hydrogen cooling) โดยการเทสารเคมีที่มีจุดหลอมเหลวราวๆ -260 °C ลงไปบนชุดรองรับเฉพาะอย่างต่อเนื่อง โดยอย่าให้ระเหยไปจนหมด มีข้อจำกัดคือต้องระวังการควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำ ที่อาจทำความเสียหายต่ออุปกรณ์ด้วย
แบบที่สอง - ใช้น้ำมันขาว (Mineral oil cooling) โดยการแช่ตัวอุปกรณ์ลงไปทั้งหมด เพราะน้ำมันขาวนั้นเป็นสารเคมีประเภทพาราฟิน(paraffin) พบมากในผลิตภัณฑ์บำรุงผิวผรรณ มีคุณสมบัติการพาความร้อนที่ดี ไม่เป็นสื่อนำไฟฟ้า แต่ล้างออกยากหากต้องการนำอุปกรณ์ออกมาเปลี่ยนเป็นระบบระบายความร้อนชนิดอื่น
ส่วนประกอบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง
พัดลมระบายอากาศ (cooling fan) - ใช้ในการนำพาความร้อนไปสู่จุดอื่นโดยอาศัยการดูดการเป่าเข้าช่วย โดยส่วนประกอบที่ใช้กับคอมพิวเตอร์นั้นมีขนาดให้เลือกอยู่ที่ 80mm, 92mm, 120mm และ 140mm บางรุ่นมีระบบ PWM (pulse-width modulation) เพื่อใช้ควบคุมรอบความเร็วพัดลมได้ตามความเหมาะสม หรือมี LED ประดับเพื่อความสวยงาม แต่ใช้พลังงานเพิ่มขึ้น ราคาก็แพงขึ้นตามไปด้วย
ชุดควบคุมรอบความเร็วพัดลม (cooling fan speed controller) - อุปกรณ์เสริมที่จะติดตั้งหรือไม่ก็ได้ มีหน้าที่ในการตรวจสอบอุณหภูมิ รอบความเร็วพัดลมโดยอัตโนมัติ บางรุ่นสามารถขยายช่องเสียบพัดลมให้มากขึ้น บางรุ่นก็มีความสามารถในการเพิ่ม/ลดรอบพัดลมได้ตามที่ต้องการอีกด้วย
สิ่งสำคัญที่สุดในการติดตั้งระบบระบายความร้อน
- เพื่อให้การระบายความร้อนเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด จะต้องทาวัสดุชนิดหนึ่งที่มีชื่อว่า "ซิลิโคน" (thermal grease, สารนำความร้อน) ทุกครั้งก่อนการติดตั้ง หรือ ทำความสะอาดแล้วติดตั้งกลับไปยังที่เดิม ไม่ว่าชุดระบายความร้อนจะเป็นแบบใดๆ เพราะ "ซิลิโคน" มีส่วนในการเข้าไปแทนที่รอยต่อระหว่างผิวสัมผัส เพื่อเสริมประสิทธิภาพการระบายความร้อนอีกชั้นนึง ไม่ว่าจะเป็นแบบหลอด แบบแผ่น หลากหลายเกรดตามราคาที่พอจะจัดหาได้ก็ตาม
- การเลือกระบบระบายความร้อนให้กับตัวอุปกรณ์ จำเป็นต้องดูค่า TDP (thermal designed power) ว่าอุปกรณ์ชนิดนี้ถูกออกแบบให้ก่อความร้อนจากการทำงานมากถึงขนาดใด โดยการตรวจสอบจาก software ที่ใช้ระบุข้อมูลจำเพาะ ซึ่งจะวัดค่าที่น้อยที่สุด-มากที่สุด เพื่อให้เหมาะกับชุดระบายความร้อนที่จะนำมาติดตั้งอีกที
- และท้ายที่สุดของเนื้อหานี้ก็คือ การจัดทิศทางการระบายความร้อน ตามหลักวิทยาศาสตร์นั้นอากาศร้อนจะลอยตัวสูงขึ้น และอากาศเย็นก็จะลงมาแทนที่ในเชิงวัฎจักรอย่างนี้ไปเรื่อยๆ ดังนั้นทิศทางของการระบายความร้อนก็ควรที่จะเป็นทิศทางเดียวกัน คือ ดูดอากาศเข้าจากด้านหน้าและด้านข้างมาผ่านพัดลม แล้วส่งความร้อนออกไปด้านหลังกับด้านบน แต่อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไปเรื่อยๆ ก็ควรหวนกลับมาดูแลระบบระบายความร้อนให้ดูมีประสิทธิภาพคงที่ตลอดเวลากันบ้าง ด้วยการนำออกมาทำความสะอาด แล้วใส่กลับเข้าไปที่เดิม เท่านี้ก็ถือว่าช่วยคงประสิทธิภาพ และช่วยยืดอายุการใช้งานไปในตัว
----------------
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น