كما نعلم جميعًا، فإن درجة حرارة عمل الأجهزة الإلكترونية تحدد بشكل مباشر عمر الخدمة واستقرارها، من أجل الحفاظ على درجة حرارة عمل مكونات الكمبيوتر ضمن نطاق معقول، بالإضافة إلى ضمان أن تكون درجة حرارة بيئة عمل الكمبيوتر ضمن نطاق معقول النطاق، فمن الضروري أيضا لتبديد الحرارة. مع تعزيز قوة حوسبة الكمبيوتر، أصبحت مشاكل استهلاك الطاقة وتبديد الحرارة بشكل متزايد مشاكل لا يمكن تجنبها.
بشكل عام، تشمل أكبر مصادر الحرارة في أجهزة الكمبيوتر وحدات المعالجة المركزية (CPUs) واللوحات الأم وبطاقات الرسومات والمكونات الأخرى مثل محركات الأقراص الثابتة، وسيتم تحويل جزء كبير من الطاقة المستهلكة عند عملها إلى حرارة. خاصة بالنسبة لبطاقة الرسومات المتطورة الحالية، يمكن أن يصل استهلاك الطاقة بسهولة إلى 200 واط، ولا يمكن الاستهانة بتوليد الحرارة لمكوناتها الداخلية، ومن الضروري تبديد الحرارة بشكل فعال لضمان تشغيلها المستقر.
الجيل الأول - العصر الذي لم يكن فيه مفهوم تبديد الحرارة
في نوفمبر 1995، جلبت ولادة بطاقات رسوميات Voodoo رؤيتنا إلى العالم ثلاثي الأبعاد، ومنذ ذلك الحين تتمتع أجهزة الكمبيوتر بنفس مستوى قدرات المعالجة ثلاثية الأبعاد تقريبًا مثل أجهزة الآركيد، مما أدى إلى إنشاء حقبة حقيقية من تكنولوجيا المعالجة ثلاثية الأبعاد. منذ ذلك الحين، أصبح تطوير رقائق الرسومات خارج نطاق السيطرة، مع زيادة تردد التشغيل الأساسي من 100 ميجا هرتز إلى 900 ميجا هرتز الحالي، وارتفاع معدل تعبئة النسيج من 100 مليون في الثانية إلى 42 مليار في الثانية اليوم (GTX480). في مواجهة مثل هذا التغيير الكبير في الأداء، يمكن تصور توليد الحرارة، كما يتم استخدام معدات تبديد الحرارة مثل تبريد الهواء وأنابيب الحرارة وألواح تبريد أشباه الموصلات في بطاقة الرسومات. اليوم، سأقدم لكم تطور واتجاه معدات تبريد بطاقات الرسومات السائدة.
عندما تم إطلاق بطاقة الرسومات Voodoo لأول مرة، لم تكن هناك مرافق لتبديد الحرارة، وكانت المعلمات الأساسية عارية أمامنا. بالمقارنة مع بطاقات الرسومات السائدة الحالية، لم يكن هناك حديث عن وحدات معالجة الرسومات في ذلك الوقت. تعد قوة معالجة الشريحة الأساسية الرئيسية الموجودة على بطاقة الرسومات أضعف من قوة معالجة بطاقة الشبكة الحالية، وبالتالي فإن توليد الحرارة يكاد يكون صفرًا، ولا توجد حاجة تقريبًا إلى معدات إضافية لتبديد الحرارة للمساعدة.
الجيل الثاني - استخدام المشتتات الحرارية
في أغسطس 1997، دخلت NVIDIA سوق شرائح الرسومات ثلاثية الأبعاد مرة أخرى وأصدرت NV3، أي شريحة رسومات Riva 128، Riva 128 عبارة عن نواة رسوميات سريعة 128 بت ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد، والتردد الأساسي هو 60 ميجا هرتز، وأصبح تسخين النواة تدريجيًا مشكلة، واستخدام المشتت الحراري دخل رسميًا مجال البطاقات الرسومية.
الجيل الثالث – وصول عصر تبريد الهواء وتبديد الحرارة
كان إطلاق TNT2 بمثابة قنبلة في قلب 3dfx. التردد الأساسي هو 150 ميجاهرتز، وهو يدعم تقريبًا جميع ميزات التسريع ثلاثي الأبعاد في ذلك الوقت، بما في ذلك عرض 32- بت، والتخزين المؤقت Z 24- بت، والتصفية متباينة الخواص، والتنعيم البانورامي، تعيين الأجهزة المحدبة والمقعرة، وما إلى ذلك، يعني تحسين الأداء زيادة التسخين الأساسي، ولكن لا يوجد تقدم كبير في العملية لا يزال يستخدم 0.25 ميكرون، وبالتالي فإن الطريقة السلبية للمشتت الحراري لم تعد قادرة على تلبية الاحتياجات الحالية، و دخلت طريقة تبديد الحرارة النشطة رسميًا مرحلة بطاقة الرسومات.
باستخدام نظام التبريد TwinTurbo-II الحاصل على براءة اختراع من شركة Leadtek (الجيل الثاني من مراوح التبريد المزدوجة التوربينية ذات التغطية الكاملة)، يغطي المبدد الحراري البطاقة بالكامل، وسيدخل الهواء ويخرج من خلال المروحتين في اتجاه واحد أثناء بدء التشغيل، مما يمكنه بشكل فعال إزالة حرارة الشريحة وذاكرة الفيديو بسرعة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لمروحتين بمحامل كروية تقليل الضوضاء بشكل فعال، ويضمن المشتت الحراري المعدني عمرًا أطول.
على الرغم من أن المروحة عالية السرعة هي الحل الأفضل لمشكلة تبديد الحرارة، إلا أن بعض الأصدقاء لا يمكنهم تحمل ضجيج "غطاء المحرك" أثناء الاستمتاع بمتعة لا نهاية لها من الألعاب ثلاثية الأبعاد. لحسن الحظ، فإن تطبيق تكنولوجيا الأنابيب الحرارية يحل هذه المشكلة، والتي تتكون عمومًا من كتلة امتصاص الحرارة الأساسية، وكتلة امتصاص الحرارة الخلفية، ومشتتي حرارة بمساحة كبيرة وأنبوب حراري. كجهاز توصيل حراري سلبي، يتم نقل أنبوب الحرارة بسرعة من قسم امتصاص الحرارة إلى قسم تبديد الحرارة من خلال تغيير الطور لسائل العمل الداخلي، ثم يعتمد على الهيكل الشعري الداخلي للتدفق مرة أخرى إلى الحرارة. قسم الامتصاص، وهو ترددي، لا يستهلك الكهرباء ولا يصدر ضوضاء، وله قدرة قوية على توصيل الحرارة، وهي وسيلة فعالة لتحقيق نقل سريع للحرارة في مساحة محدودة، وبالتالي زيادة مساحة تبديد الحرارة، وتحسين كبير في تأثير تبديد الحرارة السلبي. ومع ذلك، لا تزال طريقة تبديد الحرارة هذه لها عيوب، لأن قدرة تبديد الحرارة ليست قوية بما يكفي، ولا يمكن استخدامها إلا على البطاقات متوسطة المدى، وإذا كنت تريد استخدام هذه التقنية، فيجب عليك إضافة مروحة في الفئة العليا. .