طباعة

• Login
• Register

الرجاءً تسجيل الدخول أو الإشترك معنا.

[mohamadsamir]

تكملة لما جاء في الجزء الاول من الشرح
عادة ما تكون الأنابيب الحرارية مصنوعة من النحاس أو الألمنيوم ، أما بنية الفتيل الموجودة في الداخل فهي إما على شكل اخدود  ، أو شبكة سلكية (شاشة ملفوفة) ، أو ملبدة ، أو ألياف. من بين هذه الأنواع ، تعتبر الأنابيب الملبدة هي الأكثر تكلفة في التصنيع ولكنها توفر توصيلًا ممتازًا للحرارة من الفتيل إلى الحائط والعكس صحيح.




المقطع العرضي لأنبوب التسخين المعدني الملبد. (المصدر: Frosty Tech )
في حين أن بنية الفتيل هي معيار رئيسي لاختيار أنبوب الحرارة الصحيح ، هناك العديد من العوامل الأخرى التي يجب مراعاتها بشكل متساو من أجل كفاءة أداء أنبوب الحرارة. أولها هو الكمية - كلما زاد عدد أنابيب الحرارة ، كلما كان نقل الحرارة أفضل من الكتلة الحرارية إلى الأنبوب. ومع ذلك ، يعتمد تحديد عدد الأنابيب على إجمالي الناتج الحراري من الكتلة ومساحة السطح المتاحة.

يؤثر طول وقطر الأنبوب بشكل مباشر على معدل انتقال البخار داخل التجويف. كلما زاد قطرها ، زاد حجم البخار الذي يمكن نقله. يجب ألا يكون طول الأنبوب أطول من اللازم. يمكن أن تنقل الأنابيب الأقصر حرارة أكثر من الأنابيب الأطول ، كما أن الأنابيب الأقصر لها حدود شعرية أعلى - المعدل الذي يعود عنده السائل من المكثف إلى المبخر.

تعمل العديد من أجهزة الكمبيوتر المحمولة غالبًا على تشغيل أنابيب الحرارة عبر وحدة المعالجة المركزية (GPU) والجرافيك. في حين أن هذا يوفر التكاليف ، فإن جزء الأنبوب بين وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات (GPU) يكون أكثر برودة نسبيًا ، مما قد يؤدي إلى تكاثف مبكر لأوانه لعرقلة كفاءة نقل الحرارة بالسائل. لذلك ، في أجهزة الكمبيوتر المحمولة للألعاب الراقية مثل MSI GT76 ، تحتوي وحدة المعالجة المركزية (CPU) ووحدة معالجة الرسومات (GPU) على أنابيب الحرارة الخاصة بها وتجميعات المروحة الخاصة بها لنقل الحرارة القصوى.




توزيع فردي لأنابيب الحرارة لوحدة المعالجة المركزية و وحده معالجة الرسوميات في  MSI GT76
نظراً لأن الكمبيوتر المحمول لا يحتوي على مساحة كافية لاستيعاب أنبوب التبريد الأسطواني ، فيجب أن يتم تسطيح الأنبوب قبل استخدامه في النظام الحراري. هذا يضيف طبقة أخرى من التعقيد حيث أن التسوية غير المستوية أو المفرطة يمكن أن تعرقل نقل السائل داخل الفتيل. الانحناءات الضيقة هي أيضا ضارة. ومع ذلك ، فقد تبين أنه طالما أن نصف قطر الانحناء هو 3x من قطر الأنبوب ، فإن الأداء لا يتأثر.
تدفق الهواء الافضل يضمن وجود كمبيوتر محمول اكثر برودة
إن نقل الحرارة بعيدًا عن المعالج بنجاح هو نصف المهمة فقط. و إن التخلص من الحرارة تمامًا من الهيكل أمر صعب أيضًا. هذا هو المكان الذي تأتي فيه موزعات الحرارة والمراوح. على مستوى أساسي للغاية ، يزيد الموزع الحراري من المساحة السطحية للحرارة المنبعثة من أنبوب الحرارة بينما تقوم المروحة بإبعاد هذه الحرارة عن طريق السحب في الهواء البارد من الخارج.




تخطيط يظهر دخول الهواء البارد (الأزرق) وخروج الهواء الساخن (الأحمر) في جهاز كمبيوتر محمول نموذجي. (المصدر: Inyes.org)

إن تحديد نوع المروحة وموزع الحرارة يتجاوز مجرد اختيار أفضل الأجزاء لهذا المنصب. يجب أن تحقق المروحة المعنية توازنًا بين عدد الشفرات والمسافات بينها - إن الاحتشاد في عدد كبير جدًا من الشفرات في مساحة صغيرة يعني أنه لا يمكن إخراج الهواء الكافي. في الوقت نفسه ، تنخفض الكفاءة عندما يكون هناك عدد أقل من الشفرات مع وجود مساحة كبيرة بينها. فكيف يمكن للمرء تحديد أفضل هيكل مروحة للتبريد الأمثل؟




مروحة كمبيوتر محمول نموذجية مع كتلة حرارية ، وأنابيب الحرارة ، وموزع الحرارة. (المصدر: Any PC Part with edits)
داخل برنامج المحاكاة. يستخدم العديد من مصنعي المعدات برامج محاكاة قياسية يمكن أن تقدم تقييمًا عادلًا لما سيكون عليه تدفق الهواء لهيكل معين. تتمثل فكرة استخدام برنامج المحاكاة في معرفة نوع المروحة التي تعمل بشكل أفضل لمتطلبات التبريد المحددة بدلاً من البحث عن أسرع مروحة في السوق. يأخذ برنامج المحاكاة في الاعتبار العديد من الخصائص ، مثل كيفية توجيه تدفق الهواء إلى داخل الهيكل وخارجه ، والمساحة المتاحة داخل الهيكل ، وحجم الهواء الناتج عن تصميم المروحة ، ومساحة سطح زعانف تشتيت الحرارة ، إلخ. يمكن للبرنامج التنبؤ بتوزيع درجة الحرارة داخل الهيكل المعدني في ظل عمليات محاكاة الحمل المختلفة. يساعد هذا المصنعين على فهم وتحسين إعداد التبريد الخاص بهم لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة.




تحتوي آلة تشتيت الحرارة MSI GT76 على مساحة أكبر من الزعانف ومراوح إضافية
في الفيديو أدناه لاختبار المحاكاة ، يمكننا الحصول على فكرة عن كيفية مساعدة محاكاة تدفق الهواء و فهم النتيجة المحتملة لتطبيق التبريد. هنا ، نرى أن تصميم العينة هذا أدى إلى امتصاص الهواء الساخن في المدخول مما أدى إلى ارتفاع درجات الحرارة.


https://www.youtube.com/watch?v=kGLf9QOzoZI

بعد إجراء التغييرات المطلوبة على اليمين ، نرى الآن أن جميع الهواء الساخن يتم طرده من قبل المراوح مما يؤدي إلى توزيع درجة حرارة أكثر اتساقاً. لذلك ، باستخدام مثل هذه المحاكاة ، من الممكن إجراء تغييرات على تصميم التبريد في مرحلة النموذج الأولي نفسه. كما أنه يساعد في اكتشاف المشكلات التي قد لا يكون من الممكن تحديدها ماديًا.



https://www.youtube.com/watch?v=m9O3ArMt9og

الآن ، دعونا نفكر في كيفية عمل كل شيء في مثال عملي على سبيل المثال  MSI GT76. يهدف GT76 إلى تحقيق أداء مستدام على المدى الطويل بسرعة 5 جيجاهرتز في جميع النوى على Core i9-9900K. كما هو موضح في الصورة ، يتميز نظام التبريد GT76 بما لا يقل عن 11 أنبوبًا للحرارة ، وكتلتين نحاسيتين مصقولين ، وموزعات حرارة معززة ، وتصميم رباعي المراوح . تمتد موزعات الحرارة على كامل طول الكمبيوتر المحمول ، كما يساعد توفر أربعة مراوح على تبديد الحرارة عبر الجانب الخلفي بأكمله بدلاً من ركن واحد أو اثنين فقط.







يمكن GT76 تبديد الحرارة على طول كامل الهيكل.
تقول MSI أن عمليات المحاكاة المكثفة ساعدت في تصميم نظام تدفق الهواء الجديد الذي يحقق تدفق هواء أفضل بنسبة 2.25x مقارنةً بالمنافسة مع قيام مراوح GT76 بدفع 96 CFM ( قدم مكعب في الدقيقة)  من الهواء مقارنة بـ 42.6 CFM في الأنظمة الأخرى. تلعب مساحة سطح الزعنفة الأكبر في الموزع الحراري الجديد دورها في منع 9900K من الاختناق. تبلغ مساحة سطح وحدة المعالجة المركزية لجهاز GT76 مساحة 252،910 مم 2 - حوالي 2.3x من مساحة GT75 Titan (110،045 مم 2).




يمكن لمراوح  GT76 دفع 125٪ من الهواء مقارنةً بالمنافسة.





تبلغ مساحة سطح زعنفة مشتت الحرارة  GT76 130٪ أعلى من العام الماضي GT75.
في مراجعتنا الخاصة GT76 ، وجدنا أن الكمبيوتر المحمول لم يختنق على الإطلاق حتى لو تعرض لاختبار 60 دقيقة من FurMark و Prime95 ، على الرغم من أننا لاحظنا أن المكونات كانت أكثر سخونة من المعتاد. لاحظنا أيضاً أن الكمبيوتر المحمول يمكن أن يعمل بشكل مستمر عند 4.7 جيجا هرتز في حلقة Cinebench R15 دون اي تقصير .




استنتاج
كما قد تكون فهمت الآن ، فإن تصميم نظام تبريد مناسب يسمح للمكونات بأداء وظائفها بكامل طاقتها هو أحد أهم أهداف البحث والتطوير للكمبيوتر المحمول. تلعب الجوانب المختلفة ، بدءاً من تصور كيفية حدوث تدفق الهواء داخل الهيكل المعدني إلى اختيار المواد المناسبة واختبار المحاكاة ، دورًا مهماً في ضمان قدرتك على العمل أو اللعب دون التضحية بالأداء.

على الرغم من أننا بحثنا في بعض جوانب أجهزة التبريد ، إلا أن هناك حاجة إلى الكثير من تحسينات البرامج لضمان قدرة النظام على استشعار المغلف الحراري وتنظيمه وفقاً لذلك. نأمل أن يكون هذا التمهيدي حول كيفية تصميم حلول تبريد الكمبيوتر المحمول قد لعب دوره في زيادة معرفتك بهذا الجانب المهم الذي يتم تجاهله في كثير من الأحيان في عمليات شراء أجهزة الكمبيوتر المحمول.
تقول MSI أن أجهزة الكمبيوتر المحمولة المزودة بحلول تبريد أفضل ستكون محط تركيز برنامج العودة إلى المدرسة ، لذا نتوقع رؤية حلول تبريد مُحسّنة عبر المجموعة.
شاهد هذه المقالات للتعرف على موضوعات الكمبيوتر المحمول 101 القادمة ، بما في ذلك ، ما الذي يحدد تحديد دقة لوحة LCD وتصميم لوحة اللمس والصوتيات والمزيد.

إلى جانب هذا المكون الدقيق المطابق ، فإنه يضمن أن أحدث رسومات GeForce RTX Turing تقع في مركز أجهزة الكمبيوتر المحمولة من MSI. سواء كنت تلعب ألعاباً رائعة مثل Battlefield V مع raytracing للحصول على أفضل جودة للصورة أو العمل مع التطبيقات الإبداعية مثل Autodesk 3DS Max أو Adobe Premiere Pro و Lightroom أو DaVinci Resolve أو RTX Laptops ، فهي "منشئي عمل" للمحترفين والطلاب واللاعبين. إنها تجمع بشكل مثالي بين أوقات الفراغ والعمل.