طباعة

• Login
• Register

الرجاءً تسجيل الدخول أو الإشترك معنا.

[mohamadsamir]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

مقال مترجم عن نظام التبريد وكيف يجب ان يكون ونقاط اساسية يجب اخذها بعين الاعتبار قبل شراء الجهاز

بسم الله الرحمن الرحيم

أجهزة الكمبيوتر المحمولة: فهم ما يكمن في تصميم حلول التبريد الفعاله للكمبيوتر المحمول.

يتطلب تصميم وتنفيذ نظام حراري فعال في الكمبيوتر المحمول الكثير من البحث والتطوير والاختيار المناسب لكل مكون فردي في النظام لضمان أداء جميع المكونات إلى أقصى إمكاناتها. في هذه المقالة الأساسية ، نلقي نظرة على ما يدور في كل خطوة من خطوات عملية التصميم الحراري وكيف تقوم شركات تصنيع المعدات الأصلية باختباروتصميماتها الحرارية النموذجية للحصول على أقصى كفاءة. نأخذ مثال الكمبيوتر المحمول GT76 الرائد من MSI   والذي يمكنه تشغيله بسرعة 5 جيجاهرتز على جميع النوى لتوضيح العملية بشكل أفضل.




يجب أن يتيح التصميم الحراري لجهاز الكمبيوتر المحمول تحقيق أعلى مستوى من الأداء لفترات أطول دون اختناق.

المقدمة
على سبيل المثال فقد حصلت للتو على جهاز كمبيوتر محمول كوحش مطلق وهو نحيف ولكنه قوي ويمكن أن يوفر لك نظريًا كل الإطارات التي تحتاجها للسيطرة على عالم الألعاب. بعد إعدادها ، وبعد تشعل اللعبة في فرحة على أمل أن تستمتع بساعات لعب شيقة . بعد مرور ثلاثين دقيقة على اللعبة ، تجد أن إطاراتك تتساقط سريعًا وأن الكمبيوتر المحمول حار مثل الفرن. يبدو أن المواصفات لا يمكن أن تتطابق تمامًا مع الأداء الواقعي ، بعد كل شيء. ما حدث للتو هو أنك واجهت سرعة اختناق بسبب عدم كفاية التبريد.
لا يمكن المبالغة في أهمية التبريد المناسب في أجهزة الكمبيوتر المحمولة. سيكون القراء العاديون لـ Notebookcheck على دراية بالعديد من المقالات التي أكدنا عليها مرارًا وتكرارًا الحاجة إلى إجراء تقييم صحيح لأنظمة تبريد أجهزة الكمبيوتر المحمولة التي تستخدم المكونات الرئيسية والمخاطر المرتبطة بالاختناق. يمكن أن يؤدي التبريد غير السليم إلى خسارة كبيرة في الأداء وقد ينتهي بك الأمر إلى دفع المزيد مقابل جهاز كمبيوتر يعمل بالفعل بشكل أقل.
عند شراء جهاز كمبيوتر محمول ، عليك فهم كيفية تنفيذ آلية التبريد هي إحدى الطرق لاستنتاج إمكانية الأداء الجيد. تعد المساحة المتاحة للتبريد في جهاز كمبيوتر محمول أقل بكثير مما تحصل عليه في جهاز كمبيوتر مكتبي ، لذا ابتكر مصنعو اجهزة الحواسيب المحمولة طرقاً مبتكرة للاحتفاظ بمكونات مثل Intel Core i9-9980HK من فئة معالجات الاجهزة المكتبية  وحمل NVIDIA GeForce RTX 2080 دون الكثير من الفوارق .
في هذه المقالة ، سوف نلقي نظرة على ما يذهب إلية تصميم حلول التبريد الفعالة ، بما في ذلك اختيار المكونات والنماذج الأولية التي تدخل في هذه العملية إلى جانب بعض التحسينات التي تمكنت الشركات المصنعة من إجرائها في الآونة الأخيرة. هل أنت مهتم بمعرفة ما الذي يجعل صناعة الكمبيوتر المحمول مثل MSI GT76 تدير جميع النوى الثمانية على 5 جيجاهرتز؟ واصل القراءة.
تصميم حل حراري قادر على العمل
إن تصميم حل حراري جيد يمكن أن يشمل متطلبات تبديد الحرارة للمكونات الرئيسية مثل وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات ووحدات معالجة الواقع الافتراضي ليس بالأمر الهين. تكمن الكثير من العوامل والاختبارات في محاولة لفهم مقدار الحرارة التي تولدها الرقائق ومدى ملاءمتها لعامل شكل الكمبيوتر المحمول المحدد.

تمثل عملية تصميم حل التبريد للكمبيوتر المحمول جانبًا مهمًا للغاية في عملية البحث والتطوير ، وهذا يحدث عادةً على النحو المفصل أدناه. لاحظ أنه على الرغم من أن كل مصنع من المعدات سيكون له طريقته الخاصة في تصميم درجات الحرارة لزيادة الأداء ، إلا أن المفاهيم التي ينطوي عليها استخدام الكتل الحرارية وأنابيب الحرارة وموزعات الحرارة والمراوح قابلة للتطبيق في جميع الشركات المصنعة تقريبًا.

رقاقة من كتلة التبريد القديمة
ألقِ نظرة على الأجزاء الداخلية لجهاز MSI GP75 Leopardpictured. هذا جهاز كمبيوتر محمول قادر على لعب 1080 بكسل وهو مدعوم من Intel Core i7-9750H و NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti. من الصورة ، نرى العديد من الأنابيب النحاسية التي تنتقل بعيدًا عن وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات باتجاه المراوح . إذا نظرت عن كثب ، يمكنك أن ترى أن هذه الأنابيب النحاسية تؤدي فعليًا بعيدًا عن كتلة النحاس الموجودة في كلا المعالجات. تقوم هذه الكتلة النحاسية ، أو الكتلة الحرارية ، إن شئت ان تسميها  ، بالاتصال بوحدة المعالجة المركزية / وحدة معالجة الرسومات الفعلية عبر عجينة حرارية. لذلك الفكرة هي نقل الحرارة من الشريحة بأسرع ما يمكن إلى الكتلة الحرارية لتبديد فعال. لماذا هذا مهم؟





نظام التبريد في جهاز MSI GP75 Leopard 9SD
دون الخوض في الكثير من التفاصيل ، يتم تصنيف كل رقاقة لتبديد كمية معينة من الحرارة عند تشغيلها. على الرغم من عدم وجود إجماع بين صانعي الرقائق حول كيفية حساب كمية الحرارة  ، فإن مصنعي المعدات الأصلية يقومون باختبارهم الخاص لمعرفة مدى دفع هذا الكم من الحرارة  داخل حجم هيكل معين. الآن ، إذا لم يتم سحب الحرارة بعيدًا عن الرقاقة في الوقت المناسب ، فإن غلاف الحرارة الزائد حول الرقاقة يجبرها على العمل على تردد أقل لمنع الضرر ، مما يؤثر على الأداء. ومن الأمثلة على ذلك ، كيف لم يتمكن جهاز Apple MacBook Pro من 2018 مع Core i9 في البداية من الحصول على تردد التعزيز المقدر بسبب التصميم الحراري السيئ.





Apple MacBook Pro  2018 مع معالج انتل  i9-8950HK core  كان سيئ السمعة بسبب مشاكله الخانقة بسبب عدم كفاية التبريد. (المصدر: Dave Lee  على يوتيوب)

أيضًا ، تعني الحرارة الزائدة أن الرقاقة ستعمل بكفاءة أقل في ، وعلى الرغم من أنها قد تبدو وكأنها تصل إلى التردد المطلوب ، إلا أن الأداء الكلي يتعرض للخطر. والقدرة على رفع تردد التشغيل غير مجدية بشدة كذلك.




كتلة النحاس العادية مقابل كتلة النحاس المصقولة المستخدمة في MSI GT76
لذلك ، من المهم سحب الحرارة بعيدًا عن الرقاقة بكفاءة عالية وفي أقل وقت ممكن. النحاس هو الخيار المفضل للكتل الحرارية بسبب الموصلية العالية وكتلة النحاس الموجودة في معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة ذات سطح خشن ، والذي على المستوى المجهري لا يسمح بالاتصال الشامل بالمعجون الحراري . للتحايل على هذه المشكلة وتقديم موصلية أكثر فاعلية ، تستخدم أجهزة الكمبيوتر المحمولة للألعاب الأكثر قوة ، مثل MSI GT76 ، كتلة نحاسية مصقولة لزيادة مساحة تلامس السطح ، مما يساعد في تبديد الحرارة بشكل أفضل بعيدًا عن المعالج.





مبدأ عمل الانابيب الحرارية ( المدر موسوعة ويكيبيديا )
الآن ، بعد أن أزلنا الحرارة من الرقاقة بطريقة فعالة ، نحتاج إلى تحويل هذه الحرارة بعيدًا عن وحدة المعالجة المركزية / وحدة معالجة الرسومات عن طريق أنابيب التدفئة. يتكون أنبوب الحرارة من قسم مبخر وقسم مكثف ويشار إليه تقنيًا على أنه نظام نقل حراري ثنائي الطور. في أنبوب الحرارة ، يمتص السائل (عادة الماء) الحرارة من الكتلة الحرارية ويتحول إلى بخار (قسم المبخر) الذي ينتقل عبر تجويف الأنبوب إلى منطقة ذات درجة حرارة منخفضة (قسم المكثف). هنا ، يتكثف البخار إلى سائل ، يتم امتصاصه بواسطة الفتيل ويتدفق إلى الوضع الأصلي عن طريق العمل الشعري أثناء تبديد الحرارة في الخارج.


كمثال ، فكر في الرسم التخطيطي المرفق. نرى أن السائل الموجود في أنبوب الحرارة يتم تسخينه في بخار ، وينتقل إلى منطقة نقل الحرارة ، وينقل الحرارة ، ويتكثف مرة أخرى إلى شكل سائل. يمكن تشبيه الجزء المسمى "التبخير" بالكتلة الحرارية التي ناقشناها أعلاه ، في حين أن منطقة "نقل الحرارة" تشبه زعانف رش الحرارة التي سنراها قريباً. هذه هي الطريقة التي يتم بها نقل الحرارة من الكتلة الحرارية وفي نهاية المطاف إلى الزعانف الموزعة للحرارة حيث يتم بعد ذلك دفع الحرارة خارج المراوح.




تخطيط نقل الحرارة المصدر calyos

يتبع