Khi chuẩn bị xây dựng một hệ thống máy tính, bạn hãy cân nhắc sử dụng giải pháp tản nhiệt nào để làm mát linh kiện phù hợp với nhu cầu của mình nhất.
Tản nhiệt Heat sink
Heat sink là giải pháp tản nhiệt cơ bản và cũng đơn giản nhất, thích hợp cho nhiều người dùng từ cơ bản đến cao cấp. Giải pháp tản nhiệt truyền thống này sử dụng một bề mặt hút nhiệt bằng kim loại (thường là nhôm), tiếp xúc với bề mặt phần cứng tỏa ra nhiều nhiệt chẳng hạn như CPU, RAM, card đồ họa hay thậm chí vài thành phần trên bo mạch chủ.
Heat sink là một giải pháp tản nhiệt cơ bản nhất cho máy tính.
Nhiệt độ từ các linh kiện khi hoạt động sẽ truyền qua Heat sink, tiếp đó sẽ được truyền qua các ống dẫn nhiệt (thường là ống đồng) lên các lá kim loại (thường là thép) phía trên. Tại đây, các quạt tản nhiệt dính liền với Heat sink sẽ phát tán nhiệt độ của các lá tản nhiệt và sau đó quạt hút của thùng máy sẽ tống hơi nóng ra ngoài. Trong lĩnh vực tản nhiệt, Heat sink là giải pháp làm mát "thụ động" vì hầu như không cần yếu tố nào tác động trừ việc hơi nóng tự động thải ra xung quanh.
Ưu điểm của tản nhiệt Heat sink là giá thành rẻ vì hầu như đều được các nhà sản xuất gắn sẵn trên linh kiện. Bên cạnh đó, Heat sink dễ vệ sinh và bảo trì, không gây thiệt hại nặng nề cho phần cứng khi gặp sự cố. Tuy nhiên, khuyết điểm là hơi ồn nếu sử dụng quạt loại lớn hay hoạt động với công suất cao, hiệu quả làm mát không lớn và phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh, đồng thời dễ bám nhiều bụi.
Tản nhiệt keo
Không như các thành phần linh kiện khác, ngoài tấm tản nhiệt Heat sink thì các nhà sản xuất CPU còn kết hợp dùng thêm một hợp chất để làm mát, có thể được gọi là keo tản nhiệt hay gel tản nhiệt. Chất này được bôi lên bề mặt của CPU trước khi Heat sink cùng với quạt tản nhiệt được gắn lên trên cùng.
Keo tản nhiệt thường được bôi để làm mát CPU.
Keo tản nhiệt sẽ lấp đầy phần tiếp xúc giữa thành phần linh kiện sinh ra nhiệt và tấm tản nhiệt Heat sink để cho phép giải nhiệt hiệu quả hơn. Tuy nhiên, hãy lưu ý không dùng quá nhiều keo tản nhiệt mà chỉ đủ để lấp đầy khoảng trống giữa CPU và Heat sink, nếu không keo sẽ chảy ra hai bên và có thể làm hỏng CPU hay bo mạch chủ.
Một lưu ý khác là keo tản nhiệt có thể bị khô đi sau một thời gian sử dụng. Đặc biệt là nếu CPU tạo ra nhiệt nhiều hơn bình thường (tức là thường xuyên sử dụng các ứng dụng đòi hỏi hiệu năng cao) thì bạn phải thường xuyên làm vệ sinh thổi bụi ra khỏi tấm tản nhiệt Heat sink và quạt, đồng thời cần phải thay lớp keo tản nhiệt mới.
Tản nhiệt quạt gió
Về mặt kỹ thuật, quạt nói chung là một thiết bị để hút hay thổi không khí chuyển động nhằm tạo ra gió. Quạt tản nhiệt trong máy tính cũng hoạt động với nguyên tắc tương tự, nhằm hút hay thổi hơi nóng ra khỏi những thành phần linh kiện có sinh nhiệt trong quá trình hoạt động. Tản nhiệt bằng quạt là phương pháp làm mát chủ động và nó đòi hỏi phải được cấp nguồn khi hoạt động.
Quạt cũng là một giải pháp tản nhiệt cơ bản cho máy tính.
Thông thường, thùng máy tính cần phải được trang bị nhiều quạt tản nhiệt. Người dùng có thể thiết lập một hệ thống gồm quạt hút không khí mát từ bên ngoài vào thùng máy và quạt thổi hơi nóng từ bên trong ra. Trong máy tính, CPU là thành phần phải hoạt động thường xuyên với hiệu suất cao nên thường được yêu cầu lắp thêm quạt tản nhiệt ở phía trên Heat sink (cùng với keo tản nhiệt) nhằm tăng cường làm mát. Ngoài ra, một số model card đồ họa cao cấp đời mới cũng được trang bị quạt tản nhiệt để làm mát.
Quạt tản nhiệt cũng là một phần không thể thiếu trong bộ nguồn máy tính. Chính vì làm nhiệm vụ hút và thổi không khí nên quạt tản nhiệt thường bị bám nhiều bụi bẩn sau một thời gian sử dụng. Do đó, bạn thường xuyên nên làm vệ sinh quạt tản nhiệt cũng như các tấm tản nhiệt Heat sink để chúng có thể hoạt động hiệu quả hơn.
Tản nhiệt nước
Trên đây là những giải pháp tản nhiệt khí vốn được chủ yếu sử dụng trong hầu hết máy tính hiện nay. Tuy nhiên, đối với người dùng máy tính cao cấp chẳng hạn dân thiết kế đồ họa, game thủ hay những người đam mê công nghệ thì các giải pháp truyền thống đó có thể không phù hợp. Chính vì vậy, giải pháp tản nhiệt nước ra đời nhằm thay thế trong những trường hợp tản nhiệt khí không đủ sức đáp ứng được nữa.
Sơ đồ giải pháp tản nhiệt nước.
Tản nhiệt nước phức tạp hơn vì đòi hỏi phải có nhiều bộ phận hơn. Về cơ bản, giải pháp tản nhiệt nước cũng sử dụng Heat sink để hấp thụ nhiệt từ CPU, nhưng Heat Sink của tản nhiệt nước là một khối rỗng làm bằng đồng và có 2 lỗ để nước chảy vào và ra nên gọi là túi nước (Water block). Water block vẫn tiếp xúc với bề mặt phần cứng cần tỏa nhiệt thông qua keo tản nhiệt.
Dung dịch làm mát (Coolant), hay còn gọi là dung dịch tản nhiệt, được chứa trong bể chứa (Reservoir) và sẽ từ đó chạy qua máy bơm (Pump) vào túi nước để hấp thụ nhiệt và tiếp tục chảy lên bộ tản nhiệt (Radiator) có gắn quạt. Nước sẽ chạy qua các đường dẫn nhỏ (Pipe) trong Radiator và các lá tản nhiệt để hút nhiệt ra bên ngoài nhờ quạt. Dung dịch đã được làm mát sẽ từ Radiator quay trở lại bể chứa và tiếp tục lặp lại chu trình trên.
Như vậy một ưu điểm thấy rõ của tản nhiệt nước là nhiệt được đưa ra xử lý bên ngoài vỏ máy tính theo hướng định sẵn chứ không bị phát tán "lung tung" như với giải pháp tản nhiệt khí. Ngoài ra, hiệu quả làm mát của tản nhiệt nước được đánh giá rất cao, không ồn và ít bụi hơn. Khuyết điểm của tản nhiệt nước là chi phí đầu tư cao hơn nhiều so với tản nhiệt khí, quy trình lắp đặt phức tạp, khó vệ sinh hay bảo trì, có thể gây thiệt hại nặng nề cho phần cứng khi gặp sự cố.
Tản nhiệt nhúng nhiệt điện
Nhúng nhiệt điện (Immersion) là một giải pháp làm mát ít phổ biến trong lĩnh vực máy tính nhưng lại cực kỳ hiệu quả. Khi sử dụng phương pháp này, các thành phần linh kiện trong máy tính cần làm mát sẽ được ngâm trong một loại chất lỏng có tính dẫn nhiệt nhưng không dẫn điện. Chất lỏng này không phải là nước mà là một loại dầu thích hợp.
Một mô hình tản nhiệt nhúng nhiệt điện trong trung tâm dữ liệu.
Các linh kiện máy tính khi tạo ra nhiệt sẽ được hấp thụ bởi chất lỏng xung quanh chúng. Về cơ bản, chất lỏng sẽ hấp thụ nhiệt hiệu quả hơn hơn không khí. Phần bề mặt của chất lỏng tiếp xúc với không khí sẽ giúp tiêu tán nhiệt từ linh kiện.
Nói một cách khác dễ hiểu, hãy tưởng tượng toàn bộ bên trong máy tính của bạn được bơm đầy chất dầu và các thành phần linh kiện có tỏa nhiệt khi hoạt động sẽ ngập trong dầu để làm mát. Rõ ràng là giải pháp này sẽ chỉ có thể sử dụng loại dầu thích hợp để tránh trường hợp bị rò rỉ. Trong thực tế, vì lý do phức tạp nên giải pháp nhúng nhiệt điện chỉ được sử dụng để làm mát đối với các siêu máy tính (supercomputer) trong trung tâm dữ liệu (data center).