Sistema di raffreddamento della CPU: raffreddamento a liquido e raffreddamento ad aria

Ecco ciò che devi sapere per scegliere tra raffreddamento a liquido e raffreddamento ad aria, ad esempio come funzionano i due metodi e qual è adatto a te.1

Come tutti i potenti componenti hardware per PC, la CPU genera calore durante il funzionamento e deve essere opportunamente raffreddata per ottimizzare le prestazioni.

Come spiega Mark Gallina, System Thermal & Mechanical Architect presso Intel, "durante il normale funzionamento, i transistor all'interno di una CPU convertono l'energia elettrica in energia termica (calore). Questo calore genera un innalzamento della temperatura della CPU. In assenza di un sistema di dispersione del calore efficiente, la CPU supererà la temperatura operativa di sicurezza."

Ma qual è il modo migliore per garantire che la CPU funzioni alla temperatura ideale? Ci sono molti modi per raffreddare un processore, ma la maggior parte dei PC desktop e portatili utilizza un sistema di raffreddamento ad aria o a liquido.

Metteremo a confronto il raffreddamento a liquido e quello ad aria, ne analizzeremo il funzionamento, i vantaggi e gli svantaggi e tenteremo di stabilire quale dei due metodi potrebbe essere adatto alle tue esigenze.

Come funziona il sistema di raffreddamento per CPU

I sistemi di raffreddamento a liquido e ad aria si basano su un principio di funzionamento analogo e svolgono essenzialmente la stessa funzione: assorbono il calore originato dalla CPU e lo dissipano all'esterno dell'hardware.

Il calore generato dal processore viene convogliato sul coperchio metallico della CPU, chiamato dissipatore di calore integrato (IHS), e trasferito alla piastra di base del sistema di raffreddamento della CPU, per poi essere indirizzato, tramite liquido o condotto di calore, a una ventola che lo disperde all'esterno del sistema di raffreddamento e del PC.

Anche se i meccanismi di base sono simili, i due metodi ridistribuiscono il calore in modi molto diversi.

Analizziamo per primo un sistema di raffreddamento ad aria.

Raffreddamento ad aria

In un sistema di raffreddamento ad aria, il calore viene trasferito dall'IHS della CPU a una piastra di base conduttiva, solitamente di rame o di alluminio, attraverso una pasta termica applicata. Dalla piastra di base, l'energia termica raggiunge i condotti di calore collegati.

I condotti di calore sono progettati per trasferire il calore da un punto a un altro. In questo caso il calore viene convogliato in un dissipatore situato al di sopra della scheda madre per fare spazio ad altri componenti, come la RAM. Questi condotti trasferiscono l'energia sotto forma di calore alle sottili alette metalliche del dissipatore di calore. Tali alette sono progettate per massimizzare l'esposizione all'aria del sistema di raffreddamento, che assorbe il calore dal metallo. Una ventola quindi allontana l'aria calda dal dissipatore di calore.

I sistemi di raffreddamento passivo sono meno comuni rispetto ai sistemi di raffreddamento ad aria standard, pur essendo in teoria molto simili. Questi sistemi utilizzano uno speciale dissipatore di calore per assorbire e ridistribuire il calore senza l'ausilio delle ventole e possono essere utili nelle strutture in cui la limitazione delle emissioni acustiche rappresenta una priorità. Tuttavia, nella maggior parte dei computer per videogame vengono utilizzati sistemi di raffreddamento ad aria o a liquido.

L'efficacia di un sistema di raffreddamento ad aria può variare in base a fattori come i materiali utilizzati (ad esempio, la conducibilità del rame è maggiore di quella dell'alluminio, ma l'alluminio è più economico) e la dimensione e il numero di ventole collegate al dissipatore di calore della CPU. Questo spiega la differenza nelle dimensioni e nel design dei sistemi di raffreddamento ad aria per CPU.

I sistemi di raffreddamento ad aria più grandi generalmente offrono una migliore dissipazione del calore, ma non sempre si dispone dello spazio sufficiente per installare queste ingombranti soluzioni, specialmente in un PC con fattore di forma ridotto.

Prima di approfondire ulteriormente i vantaggi del raffreddamento ad aria, analizziamo il raffreddamento a liquido in modo da poter fare un confronto.

Raffreddamento a liquido

Analogamente ai sistemi di raffreddamento ad aria, le opzioni disponibili sono numerosissime, anche se rientrano essenzialmente in due categorie: sistemi di raffreddamento all-in-one (AIO) e circuiti di raffreddamento personalizzati. Ci occuperemo principalmente dei sistemi di raffreddamento all-in-one (AIO), anche se le modalità di base utilizzate per il raffreddamento della CPU sono le stesse in entrambi i sistemi.

Analogamente al raffreddamento ad aria, il processo inizia con una piastra di base collegata all'IHS della CPU con uno strato di pasta termica. Ciò permette di migliorare il trasferimento del calore tra le due superfici. La superficie metallica della piastra di base è parte dell'idroblocco, in cui verrà convogliato il liquido di raffreddamento.

Il liquido di raffreddamento assorbe il calore dalla piastra di base muovendosi all'interno dell'idroblocco, quindi continua a fluire nel sistema fino a raggiungere un radiatore attraverso un tubo. Il radiatore espone il liquido all'aria, che contribuisce al raffreddamento, e le ventole collegate disperdono il calore dal sistema di raffreddamento. Il liquido di raffreddamento, quindi, entra nuovamente nell'idroblocco e il ciclo inizia di nuovo.

Qual è la scelta giusta per te?

Entrambe le opzioni di raffreddamento sono estremamente efficaci se implementate correttamente, ma offrono prestazioni superiori in circostanze diverse. Ecco alcuni fattori da considerare al momento della scelta.

Prezzo

Il prezzo può variare sensibilmente a seconda delle funzionalità implementate. In generale, tuttavia, i sistemi di raffreddamento ad aria hanno costi inferiori grazie alla maggiore facilità di utilizzo.

Per entrambi i sistemi sono disponibili versioni di base e premium. La versione premium di un sistema di raffreddamento ad aria può avere un dissipatore di calore più grande e ventole più efficienti, oltre a essere disponibile in vari modelli. I sistemi di raffreddamento a liquido all-in-one (AIO) di fascia alta possono essere dotati di un radiatore più grande e offrono opzioni di personalizzazione estetiche e funzionali, come il software per il controllo della velocità delle ventole e l'illuminazione.

La gamma di prezzi dei sistemi di raffreddamento ad aria e a liquido per CPU è molto ampia e varia in base alle funzionalità offerte dai singoli dispositivi.

Facilità di installazione

L'installazione dei sistemi di raffreddamento a liquido all-in-one (AIO) è piuttosto semplice, sebbene spesso più complessa rispetto a quella dei sistemi di raffreddamento ad aria standard. Nella maggior parte dei casi questi sistemi sono composti dall'idroblocco, dai due tubi per il trasporto del liquido di raffreddamento e dal radiatore. Le operazioni supplementari riguardano il fissaggio dell'idroblocco, analogo all'installazione di un sistema di raffreddamento ad aria, del radiatore e delle ventole per facilitare la dispersione del calore in eccesso dal PC. Poiché liquido di raffreddamento, pompa e radiatore sono integrati nell'apparecchio (da qui il nome "all-in-one"), il sistema richiede un'attività di controllo e manutenzione molto limitata dopo l'installazione.

Al contrario, l'installazione di un circuito personalizzato è più complessa e richiede una maggiore attività formativa da parte del costruttore. La procedura di installazione iniziale potrebbe essere più dispendiosa in termini di tempo, ma la maggiore flessibilità aumenta la capacità di personalizzazione e consente di includere altri componenti, ad esempio una GPU, nel circuito. Questi circuiti personalizzati più complessi supportano strutture di tutte le forme e dimensioni se implementati in modo corretto.

Dimensioni

I sistemi di raffreddamento ad aria possono essere ingombranti, ma occupano un'area limitata e non sono distribuiti all'interno del sistema. Per i sistemi all-in-one (AIO), invece, è necessario prevedere uno spazio per il radiatore e considerare fattori quali il corretto orientamento e allineamento dell'idroblocco e dei tubi del liquido di raffreddamento.

Detto questo, nelle strutture più piccole un sistema di raffreddamento ad aria ingombrante potrebbe non essere la soluzione migliore. Un sistema di raffreddamento ad aria poco ingombrante o un sistema all-in-one (AIO) con un radiatore piccolo è la scelta giusta. Durante la pianificazione dell'upgrade o la scelta del case, è bene verificare che vi sia spazio sufficiente per la soluzione di raffreddamento prescelta e che il case supporti l'hardware selezionato.

Audio

Il raffreddamento a liquido, soprattutto nei sistemi all-in-one (AIO), tende a essere più silenzioso rispetto a quello con ventola su un dissipatore di calore della CPU. Anche in questo caso esistono delle variabili, in quanto alcuni sistemi di raffreddamento ad aria sono dotati di ventole progettate specificamente per ridurre le emissioni acustiche e le impostazioni o la scelta della ventola possono influire sulla quantità di rumore generata. Complessivamente il raffreddamento a liquido tende a essere più silenzioso, poiché la piccola pompa di solito è ben isolata e le ventole del radiatore tendono a effettuare un numero di giri al minuto inferiore rispetto a quelle montate sul dissipatore di calore della CPU.

Regolazione della temperatura

Se hai intenzione di eseguire l'overclocking o prevedi di effettuare attività che richiedono un uso intensivo della CPU, come il rendering o lo streaming video, il raffreddamento a liquido potrebbe essere la scelta migliore.

Secondo Mark Gallina, il raffreddamento a liquido "distribuisce meglio il calore su una superficie di convezione (radiatore) più ampia rispetto alla conduzione pura, consentendo di ridurre la velocità delle ventole (e le emissioni acustiche) o aumentare la potenza totale".

In altre parole, è più efficiente e spesso più silenzioso. Se desideri temperature più basse possibili o sei interessato a una soluzione più silenziosa, anche se con un processo di installazione più complesso, il raffreddamento a liquido è probabilmente la soluzione migliore.

I sistemi di raffreddamento ad aria sono efficienti nel dissipare il calore dalla CPU, ma va tenuto a mente che il calore viene disperso nel case. Ciò può aumentare la temperatura ambiente del sistema nel suo complesso. I sistemi di raffreddamento a liquido sono più efficaci nel dissipare il calore all'esterno del sistema attraverso le ventole del radiatore.

Scegli

Torniamo al tema originale: raffreddamento a liquido e raffreddamento ad aria. Qual è la soluzione migliore?

La risposta dipende dal tipo di utilizzo del computer e dalle prestazioni e dai carichi di lavoro previsti.

Se silenziosità e massima efficienza di raffreddamento sono caratteristiche essenziali e un costo maggiore non rappresenta un problema, il raffreddamento a liquido è la risposta.

Se cerchi una soluzione più economica e facile da installare e non sei interessato a prestazioni e silenziosità ai massimi livelli, è consigliabile il raffreddamento ad aria.

Prima di fare una scelta, pensa a come utilizzi il PC e valuta come prevedi di utilizzarlo in futuro. Anche se entrambe le soluzioni sono eccellenti, sono progettate per casi di utilizzo leggermente diversi. Spetta a te decidere quale è il prodotto migliore in base a come utilizzi il computer.

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