ヒートシンク-知っておくべきことすべて【完全ガイド】

市場では、ますます強力なプロセッサとグラフィックスカードが見られ、パフォーマンスに比例したヒートシンクが必要です。 それらを使用しないと、 主要なコンポーネントが救済なしに燃えてしまうため、少なくともデスクトップまたはラップトップコンピュータ自体は機能しません。

この記事では、コンピューターのヒートシンク 、その要素、操作の基本、存在するタイプについて詳しく説明します。 これらの購入を考えているなら、このアイテムをお見逃しなく、さあ始めましょう！

コンテンツインデックス

ヒートシンクとは

ヒートシンクは、 使用によって電子コンポーネントによって生成された熱を放散または除去する責任がある要素です。 非導電性液体に浸されたコンポーネントには、空気、液体冷却、直接対流など、多くの種類のヒートシンクがあります。 ただし、ここで取り上げるのは、接続に最も一般的なエアクーラーと、ほとんどのユーザーが使用するエアクーラーです。

実際、コンピュータではヒートシンクを見つけるだけでなく、ヒートシンクはCPUの上部またはグラフィックスカード上にあるブロックだけであると考えるかもしれませんが、実際にはそれ以上のものはありません。 マザーボードのチップセットや同じVRMなどの他のコンポーネントにも 、 ヒートシンクが必要です。

正確に言えば、この最後の要素は最近かなりの注目を集めています。 VRMはプロセッサーの電源システムであり、そのためには動作するために大量の電流を送信する必要があるため、約1.2〜15Vで90〜200 アンペア （A）の間で話しています。 MOSFETは、CPUとメモリに送られる電流を調整するトランジスタなので、非常に熱くなります。 同じ理由で電源にも、一般に高周波で動作するすべてのチップにヒートシンクがあります。

実際の仕組み：ヒートシンクの物理的な基盤

すべては、電子部品が熱を発生させる方法から始まります。これは、 ジュール効果と呼ばれます。 電子が導体中を移動するときに発生する現象です。 その結果、 運動エネルギーとそれらの間の衝突により、温度が上昇します 。 エネルギー強度が大きいほど、導体内の電子の流れが大きくなり、その結果、より多くの熱が放出されます。 これは 、内部に多数の電子が電気的インパルスの形で凝縮するシリコンチップに拡張可能です。

この熱捕獲でこの現象を完全に見ることができます。 PCが大量の電力を消費している場合、 導体でさえ温度が上昇します 。

とはいえ、ヒートシンクは、サーマルペーストを介してチップと直接接触する何百ものフィンで構成される金属ブロックにすぎません 。 このようにして、チップによって生成された熱はヒートシンクに伝わり、ヒートシンクから環境に伝わります。 通常、金属から熱を取り除くために、ヒートシンクの上に1つまたは2つのファンが配置されます。 本質的に、 熱交換の 2つのメカニズムが介入します。

• 伝導 ： 高温の固体が接触している低温の物体に熱を伝える現象です。 これは、CPUのIHSとヒートシンクの間で正確に発生します。 次に、それらの間にいくつかの熱抵抗があることがわかります。 対流 ：対流は、流体、水、空気、または蒸気のみで発生する熱伝達の別の現象です。 この場合、空気は、ヒートシンクの高温のフィンからより多くの熱を奪うことができるように、好ましくは高速でヒートシンクのフィンに到達します。

ヒートシンクが良いかどうかを知るための大きさ

技術的な観点から操作を見ると、優れたヒートシンクに含まれる主な大きさを知る必要があります。 それらの多くは仕様に反映されていないことは事実ですが、最も興味深いのは興味深いでしょう。

• TDP ：TDPは間違いなくヒートシンクの最も重要なパラメータであり、非常に代表的です。 電子部品が最大負荷のときに発生すると予想される熱量を TDP（ 熱設計電力 ）と呼びます 。 このパラメータはプロセッサとヒートシンクに表示され、電子コンポーネント自体の消費電力とは関係ありません 。 したがって、プロセッサは最大TDPをサポートするように設定されているため、CPUが安全に機能するためには、ヒートシンクが同じかそれ以上である必要があります。 TDP CPU <TDP Heatsink 、常に。 伝導率と抵抗率 ：伝導率は、 身体または物質が持つ熱を輸送する能力です。 そして抵抗率は、正反対なので、熱を伝導するために存在する抵抗です。 導電率はW / mK（ワット/メートルケルビン）で測定され、数値が大きいほど優れています。 熱抵抗： 熱抵抗は、ある要素から別の要素への熱の通過を妨げる現象です 。 まるで電気抵抗のようで、大きければ大きいほど熱が伝わりにくくなります。 冷凍システムでは、多くの熱抵抗が介入します。たとえば、CPUとヒートシンクの接触、カプセルとコアの間の接触などです。 したがって、これらの抵抗を回避するために、 導電率の高い要素を配置することが重要です。 接触面： 接触面はヒートシンクの設計の一部であるため、仕様に記載されているものではありません。 Noctua D15が付いているプレートに直面する場合、どちらの接触面がより多いと思いますか？ まあ間違いなく流し台。 このパラメータは、空気が浴びる総面積を測定します。 フィンの数が多いほど、交換面が大きくなります。すべてのフィンには2つの面があり、次々に何百もの面が乗算されます。 空気の流れと圧力 ：これらのパラメーターはファンに関連しています。 空気の流れは、ファンが動くときに設定する空気の量であり、CFMで測定され ます 。一方、 静圧は、空気がフィンに当たる力であり、mmH2Oで測定されます 。 ヒートシンクでは、高流量で可能な最大圧力が必要です。

ヒートシンクのコンポーネントとパーツ

PCヒートシンクの動作に関連するパラメータを確認した後、どの要素がその一部であるかを知ることは考えられません。 むしろ、どのように価値のあるヒートシンクが構築されるか。 さらに、DIEまたはプロセッサコアの直後に介入する要素が表示されます。

IHS

IHS、または統合ヒートスプレッダー は、CPUのカプセル化です。 ここですべてが始まります。電子部品の熱を実際に生成するのは、プロセッサコアと接触する最初の要素だからです。 このパッケージは銅でできており、最も強力なプロセッサはDIEに直接はんだ付けされて、熱抵抗を最小限に抑えます。

これにより、すべての可能な熱が最良の状態で他の散逸要素に確実に伝わります。 GPUなど、 このカプセル化されていないチップがあり 、ヒートシンクはサーマルペーストを使用してコアのDIEに直接接触するため、転送がより効率的になります。 IHSを取り外し、ヒートシンクをDIEに直接接触させるプロセスは、除去と呼ばれます 。 液体金属ベースのサーマルペーストを使用すると、温度を最大20℃以上向上させることができます。

サーマルペースト

ヒートシンクアセンブリ内で最高の熱抵抗を持つ要素。 伝導率が高くなるため、強力なチップで非常に良好なサーマルパスを確保することが非常に重要です。 サーマルペーストの機能は、 IHSまたはDIEとヒートシンクのコールドブロックの間の接続を可能な限り改善することです。

ブロックは非常によく磨かれているように見えますが、微視的には固体であるため接触は完璧ではなく、熱伝導が効果を発揮するにはそれらを物理的にリンクする要素が必要です。

市場には3種類のサーマルペーストがあります。 セラミックタイプのもの 、一般に白色のもの、 メタリックタイプのもの 、ほとんどの場合灰色または銀のもの、または液体金属のように見える液体金属のものです。 金属製のものが最も一般的で 、性能/価格比が非常に良好で、導電率は最大13 W / mKに達します。 液体金属は通常Deliddingに使用され、導電率は最大80 W / mKです。

コールドブロック

コールドブロックは 、プロセッサまたは電子チップに接触するヒートシンクのベースです 。 これは通常、IHS自体よりも大きく、最大の受熱および伝達を保証します。

優れたヒートシンクには、常に銅製のベースがあります。 この金属は、 導電率が 372〜385 W / mKで、銀や他のより高価な金属にしか及ばない 。 この値とサーマルペーストによって提供される値の違いに注意してください。

ヒートパイプ

私たちは良いパフォーマンスのヒートシンクを評価していると仮定し、これらには常にヒートパイプまたはヒートパイプがあります。 コールドブロックと同様に、 銅 、またはニッケルメッキの銅でできています。

それらの機能は非常に単純ですが、非常に重要です。 コールドブロックからすべての熱を奪い、その上のフィンタワーに運びます。 AMDのレイトプリズムと同様に、ヒートパイプがブロックをタワーから分離する非常に視覚的な方法で行われることもあれば、セットに統合されることもあります。

フィン付きタワーまたはブロック

前の2つの要素の後に、 ヒートシンク自体があります。 それは、ヒートパイプまたは他のフィンによって結合された信じられないほどの数のフィンを備えた長方形または正方形のタワー形状の要素です。 それらは常にアルミニウムでできて おり、銅よりも軽い金属で、導電率は237 W / mKです。 それらのすべてで熱が膨張し、対流によって表面に接触している空気に伝熱します。

ファン

これは、自然対流ではなく対流が強制されて金属からより多くの熱を除去する ように高速気流を作成するという重要な仕事を行うためのヒートシンクの一部でもあると考えています。

現在のヒートシンクは、通常、ほぼすべての1つまたは2つのファンを搭載していますが、シャーシ用に別売りされているファンのように、必ずしも標準サイズである必要はありません。

ヒートシンクの種類

また、市場にはさまざまなタイプのヒートシンクがあります 。 それぞれを異なる方法で分類できる場合は 、それぞれが異なる機能を指向しています 。

パッシブヒートシンク

パッシブヒートシンクは 、ファンなどの電気要素が機能していないため、熱の除去に役立ちます。 これらのヒートシンクは、チップセットまたはVRM用ですが、通常はプロセッサには使用されません。 それらは単に自然対流によって熱を放出するフィン付きのアルミニウムまたは銅のブロックです。

アクティブヒートシンク

他とは異なり、これらのヒートシンクには、環境との熱交換を最大化する要素があります 。 それらに取り付けられたファンは、プロセッサーの温度に応じて、毎分さまざまな回転数のPWMまたはアナログ電流制御を備えています。 まさにこの理由から、それらはアクティブなヒートシンクです。

タワーヒートシンク

そのデザインを見ると、いくつかのタイプがあり、そのうちの1つがタワーヒートシンクです。 この構成は、必ずしも直接接続されている必要はないがヒートパイプによって取り付けられている大きなフィン付きタワーを備えたコールドブロックに基づいています。 贅沢なデザインの1つ、2つ、さらには4つのタワーのヒートシンクを見つけることができます。 その測定値は通常、幅約120 mm 、 高さ最大170 mmで 、1500グラム以上の設計です。

これらの特徴は、ファンがマザーボードの平面に対して垂直に配置されていることです。 これは、モデルを水平に持つという事実を取り消すものではありません。

薄型ヒートシンク

かなりの高さを持つ以前のものとは異なり、これらは狭いシャーシまたはスペースの削減のために非常に低い構成で賭けます 。 水平ですが塔があると考えられます。 彼らはこのタワーとコールドブロックの間にファンを挟んでさえいます。

前のものとは異なり、 ファンは常にベースプレートの平面に水平かつ平行に配置され 、垂直または軸方向に空気を排出します。

ブロワーヒートシンク

ブロワークーラーは、グラフィックスカードや拡張カードの形でその他のコンポーネントに使用されます。 現在、AMD X570のような高性能チップセットにも同様の構成があります。 また、HTPCまたはNASでもそれらを見つけます。これらはスペースが小さいため、最も効果的です。

それらは、空気を吸収してそれをフィンと平行なフィン付きブロックに押し出す遠心ファンを備えていることを特徴としています。 彼らは以前のヒートシンクよりも一般的に悪い薬です。

純正ヒートシンク

それ自体は設計ではありませんが、プロセッサの製造元が購入パックに同梱しているヒートシンクです。 AMDのように非常に良い品質のものと、Intelのように非常に悪いものがあります。

液体冷却

これらのシステムは、蒸留水または使用可能なその他の液体の閉回路で構成されています。 この液体は、 ポンプまたはポンプが装備されたタンクのおかげで連続的に動き続け、冷却するハードウェアに設置されたさまざまなブロックを通過します。 次に、高温の液体は、ファンを備えた、本質的にラジエーター型のヒートシンクである多かれ少なかれ大きなものを通過します。 このようにして、液体は再び冷却され、装置が稼働している間、サイクルが無期限に繰り返されます 。

ノートパソコンのヒートシンク

特別なカテゴリーでは、ラップトップのヒートシンクを使用できます。これは、実際に動作しているため、実際に使用する価値のあるシステムです。

これらのヒートシンクは、伝導現象を最大限に活用するため、非常に特殊です。 GPUとCPUにインストールされたコールドブロックのおかげで、そこから長い太い裸の銅製ヒートパイプが出て、放熱ゾーンに熱をもたらします。 このゾーンは、 1つ、2つ、または4つまでの遠心ファンで構成され、小さなフィン付きブロック間で熱を吹き出します。

組み立てに考慮すべきこと

PCヒートシンクの取り付けはそれほど複雑ではなく、互換性と測定のみを目的として、PCヒートシンクを取り付けるときに考慮すべき要素は多くありません。

PCにあるプラットフォームとの互換性について言及します。 各メーカーには、プロセッサを取り付ける独自のソケットがあるため、グリップとサイズは同じではありません。 たとえば、現在Intelには2つあります。XおよびXEワークステーション範囲のLGA 2066とデスクトップIntel Core ixのLGA 1151です。 一方、AMDにはRyzen用のAM4とThreadripper用のTR4の 2つもありますが、ほとんどの場合、これらは液体冷却に対応しています。 いずれの場合でも、 入手可能な非在庫のヒートシンクには、すべてのソケットと互換性のある取り付けシステムが常に付属しています。

対策については、2つ考慮すべき点があります。 一方で、ヒートシンクの高さは、シャーシの許容高さと比較する必要があります。 一方、 RAMメモリに 使用できる幅とスペース 。 大規模なヒートシンクはRAMの上に乗るほどの容量を占めるため、サポートするプロファイルを知る必要があります。

3番目の重要な要素は、ヒートシンクにサーマルペーストシリンジが付属しているか、ブロックにすでに取り付けられているかを知ることです 。 ほとんどは持って来ますが、別に購入する必要がある場合に備えて確認する必要はありません。

ヒートシンクの長所と短所

液体冷却に関する記事で行ったように、ここではヒートシンクを使用する利点と欠点も確認します。

メリット

• PCとの高い互換性ほぼすべての好みに対応するサイズ強力なプロセッサーでも安価で効果的ケーブルが少なく簡単な設置液体冷却よりも信頼性が高く、液体やポンプが故障する可能性がない簡単なメンテナンスでほこりを片付ける

短所

• 8コアを超えるプロセッサーの場合、適切に動作する可能性があります。それらは、多くのスペースを取り、重いですシャーシの高さおよびRAM美観の高さの制限はあまり洗練されていません

PCに最適なヒートシンクのまとめとガイド

この記事では、ヒートシンクの問題について詳しく説明します。 とりわけ、あまり一般的に扱われていないトピックの1つであるため、その操作と、構造およびコンポーネントの基本に焦点を当てています。

Noctua NH-D15s 、Gamer Storm Assassin、または巨大なScythe Ninja 5およびCooler Master Wraith Ripperなどの残忍な構成が市場に出ているため、優れたヒートシンクは液体冷却のニーズを完全に満たすことができます。 今、私たちはあなたに私たちのガイドを残します。

PCに最適なヒートシンク、ファン、および液体冷却のガイド

PCにはどのようなヒートシンクがありますか？ 空気冷却器と液体冷却のどちらを好みますか？