مراسم
2009-08-06, 17:54
تبريد الكمبيوتر بواسطة الماء
نلاحظ في أجهزة الحاسوب لدينا وجود مراوح عدة, والتي نعلم أن وظيفتها هي القيام بتبريد درجة حرارة الجهاز, ولكن هل سمعت أو شاهدت يوماً تبريداً للكمبيوتر بواسطة الماء ؟ فكرة جديدة لتبريد أجهزة الكمبيوتر أحببت أن أشارككم ما اكتشفته من معلومات عنها, وأود في بداية هذا المقال أن أطرح هذا التساؤل: لماذا نقوم بتبريد أجهزة الكمبيوتر؟
* أهمية تبريد جهاز الكمبيوتر: سأخصص الحديث لتبريد معالج الكمبيوتر ( processor ), مع تطور التقنية وظهور معالجات جديدة من حين لأخر أكثر سرعة وأكثر تطوراً ومع هذا التطور نجد إن هذه المعالجات أصبحت أيضاً أكثر انبعاثاً للحرارة ونجد أيضاً أن كل شركة من الشركات المُصنعة لهذه المعالجات ( Intel , AMD .... ) تضع في مواقعها على شبكة الإنترنت الحرارة الطبيعية لكل معالج وتحذر من تجاوزها, والسؤال المطروح الآن: لماذا يجب أن تبقى درجة حرارة المعالجات تحت درجة حرارة معينة ؟ والسبب في ذلك, أنه في حالة ارتفاع درجة حرارة المعالج لدرجة حرارة عالية قد تجعله عديم الاستقرار وأيضاً قد تحدث إعادة لتشغيل الجهاز تلقائياً أو توقف مفاجئ للجهاز (Hang ) وأيضاً قد يصل الأمر إلى انصهار المعالج وتلفه, ولهذا السبب نجد اهتمام الشركات بالحفاظ على درجة حرارة المعالج من خلال وضع مراوح للتبريد ومشتتات الحرارة , وينطبق الحديث على كروت الشاشة والصوت التي تبعث الحرارة كذلك فيُهتم بتبريدها هي الأخرى..
تبريد الكمبيوتر بواسطة الماء: ظهرت هذه الفكرة منذ سنوات قليلة لتقدم لنا رؤية جديدة في مجال تبريد الكمبيوتر, وتحديداً في بعض القطع المهمة فيه كـ الـ( CPU ) و كروت الشاشة, ولعلنا نستطيع القول أن هذه التقنية شبهيه تقريباً بنظام التبريد المستخدم في السيارات..
وتمتاز هذه التقنية بمميزات عدة, فمن خلالها تستطيع الحصول على سرعة أكبر وذلك لما يمتلكه الماء من قدرة على إبعاد الحرارة عن القطع المراد تبريدها بكفاءة أكبر من تيار الهواء ( لأن الموصلية الحرارية للماء أكبر من موصلية حرارة الهواء ), ومن ناحية أخرى ستتخلص من الإزعاج الذي تسببه المراوح ( خاصةً لمن يسعى لزيادة عدد المراوح ليحصل على نظام تبريد أكثر فعالية ), قد لا يعتبر البعض هذه ميزة تُذكر وذلك لوجود مراوح لا تصدر أصواتاً, تُجيب شركة NEC بإعلانها أن نظام تبريدها للماء يستهلك 5 فولت فقط بينما نظام التبريد للمراوح يستهلك طاقة أكبر ( تصل إلى 12 فولت ) , وبالتالي تُضاف ميزة أخرى لهذا النظام..
http://69.59.144.138/icon.aspx?m=blank (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater1.jpg)
http://69.59.144.138/icon.aspx?m=blank (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater1.jpg)
ومما يعيب هذا هذه التقنية تكلفتها العالية, وكبر حجمها داخل الجهاز, ومن ناحية أخرى قد تفسد قطع جهازك إذا حدث تسرب غير مرغوب للماء, ولكن يمكن التغلب على هذه المشكلة بإحكام ربط مكوناتها داخل جهازك.
نظام تبريد الكمبيوتر بواسطة الماء : لتحقيق هذا النظام لابد من توفر عدة أجزاء أساسية, سأسعى إلى ذكرها مع توضيح بسيط لكل جزء:-- Water block :
قطعة معدنية ذات موصلية حرارية ( غالباً ما تكون من النحاس أو الألمنيوم ) تكون مُثبته على القطعة ( المعالج , كرت الشاشة ..) المراد تبريدها النحاس أفضل من الألمنيوم ولكنه الأغلى كذلك..
تحتوي على مدخل ومخرج, بحيث يُضخ الماء البارد إليها من المدخل فيمتص الحرارة من القطعة ثم يخرج مع المخرج, وغالبية الـ water blockتحتوي على ما يعرف بالـ Maze الذي يجعل الماء يضطرب أثناء دخوله إلى
http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater3.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater3.jpg)
الـ water block , والهدف من هذه العملية هي: الحصول على أكبر مساحة ممكنة يتم تبريدها بواسطة الماء الداخل, وهناك ملاحظة أود إضافتها في هذا الصدد وهي: ليس كلwater block يتناسب مع القطعة الموجودة في جهازك, فيجب انتقاء ال water blockالذي يتناسب مع القطعة المراد تبريدها, وأخيراً لتوضيح العملية هناك من يشبه وظيفة الـ water blockبوظيفة الرئة في جسم الانسان.. .http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater2.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater2.jpg)
Radiator :
فائدة الـRadiatorهنا تكمن في أنه يقوم بعملية تبريد الماء ( يقوم بتبريد الماء بواسطة المروحة – كما هو ملاحظ بالشكل - ), فبعد مرور الماء في الـWater blockسوف يسخن الماء, ونحن نحتاج إلى الماء بارداً كي يقوم بامتصاص الحرارة من القطعة, وهذه هي وظيفة الـ radiator , يقوم بتبريد الماء بعد تعرضه للحرارة ثم يعود لإكمال دورته في نظام التبريد, ويشبه البعض وظيفة عمله بوظيفة عمل الجلد لدي الإنسان..
http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater4.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater4.jpg)
- خزان الماء reservoir:
هذه القطعة ليست إلزامية لتحقيق النظام, ولكن يُفضل استخدامها لزيادة سعة الماء المُستخدم في التبريد وكذلك من مهامها القيام بعملية ملء وسحب الماء من وإلى النظام.
في حال عدم استخدام خزان الماء, يتم استخدام ما يُعرف بـ( fillport) والتي تقوم بذات العملية الملء والسحب وكذلك تسمح للمستخدم بإدخال الماء إلى نظام التبريد...http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater5.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater5.jpg)
- المضخة Pump:
توجد المضخة غالباً داخل خزان الماء, ويجب أن تكون ذات قوة كافية لتحريك الماء داخل نظام التبريد بحيث لا تسمح له بالبقاء مدة طويلة داخل الـ water block , وذلك لأن مرور الماء بصورة بطيئة داخل الـwater block لن يساهم في تبريد ( امتصاص الحرارة ) من القطعة بصورة فعالة, ومن ناحية أخرى فإن مرور الماء بسرعة كبيرة جداً داخل الـwater block لن يساهم أيضاً في تبريد القطعة بالصورة المطلوبة وذلك لأنه لن يجد الوقت الكافي لامتصاص الحرارة من القطعة ! , وعلى المنوال يتم تشبيه عمل المضخة بعمل القلب داخل جسم الإنسان ..
http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater6.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater6.jpg)
وطبعاً لن ننسى أهمية وجود الأنابيب التي يمر الماء بداخلها وأخيراً قد يسأل سائل فيقول كيف يتم تركيب هذه الأجزاء داخل الجهاز ؟ أولاً, لابد أن نشير إلى وجود أغطية (cases) مخصصة لنظام التبريد بالماء نستطيع الاستفادة منها وأيضاً لابد أن نوضح أنه لا توجد طريقة ثابتة لتركيب هذه الأجزاء فقد يكون radiator وخزان الماء خارج الغطاء, وقد تكون داخله.. وكما يقال الصورة أبلغ من الكلام, لذا سأعرض صورة توضح أحد طرق تركيب هذه الأجزاء داخل الغطاءhttp://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater7.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater7.jpg)
نوعية الماء المستخدمة في للتبريد:
هل الماء يختلف؟ بالطبع نعم, وفي حديثنا هنا نوعية الماء لها دور واضح في جودة نظام تبريد عن الأخر, كيف هذا ؟ هذا هو ما سنتكلم عنه الآن :-
أولاً: لابد أن نحذر من استخدام ماء الصنبور وذلك لما قد يحتويه من المياه المعدنية والبكتيريا والطحالب المترسبة به مما يسبب الاحتكاك بمكونات نظام تبريدك للماء فتفسد النظام.
ثانياً: الماء الغير متأين (الغير موصل), ويعتبر جيد من ناحية أنه غير موصل, وذلك لأنه لن يحدث إفساد كبير في حال حدوث تسرب غير مرغوب للماء من النظام, ولكنه في المقابل يسبب الاحتكاك للـ water blockأثناء المرور به ولذلك لا ينصح به كثيراً.
ثالثاً: الماء المقطر, وهو اختيار جيد لأنه لا يترسب ولا يحتوي على الطحالب التي قد تفسد النظام, وأيضاً لن يتسبب في احتكاك الـ water blockكما في الماء الغير متأين رابعاً وأخيراً, الماء المُرطب
http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater8.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater8.jpg)
, وهو الأفضل لزيادة التبريد في نظامك, وأيضاً هو الأخر لا يتسبب في الاحتكاك لمكونات نظام تبريدك
نلاحظ في أجهزة الحاسوب لدينا وجود مراوح عدة, والتي نعلم أن وظيفتها هي القيام بتبريد درجة حرارة الجهاز, ولكن هل سمعت أو شاهدت يوماً تبريداً للكمبيوتر بواسطة الماء ؟ فكرة جديدة لتبريد أجهزة الكمبيوتر أحببت أن أشارككم ما اكتشفته من معلومات عنها, وأود في بداية هذا المقال أن أطرح هذا التساؤل: لماذا نقوم بتبريد أجهزة الكمبيوتر؟
* أهمية تبريد جهاز الكمبيوتر: سأخصص الحديث لتبريد معالج الكمبيوتر ( processor ), مع تطور التقنية وظهور معالجات جديدة من حين لأخر أكثر سرعة وأكثر تطوراً ومع هذا التطور نجد إن هذه المعالجات أصبحت أيضاً أكثر انبعاثاً للحرارة ونجد أيضاً أن كل شركة من الشركات المُصنعة لهذه المعالجات ( Intel , AMD .... ) تضع في مواقعها على شبكة الإنترنت الحرارة الطبيعية لكل معالج وتحذر من تجاوزها, والسؤال المطروح الآن: لماذا يجب أن تبقى درجة حرارة المعالجات تحت درجة حرارة معينة ؟ والسبب في ذلك, أنه في حالة ارتفاع درجة حرارة المعالج لدرجة حرارة عالية قد تجعله عديم الاستقرار وأيضاً قد تحدث إعادة لتشغيل الجهاز تلقائياً أو توقف مفاجئ للجهاز (Hang ) وأيضاً قد يصل الأمر إلى انصهار المعالج وتلفه, ولهذا السبب نجد اهتمام الشركات بالحفاظ على درجة حرارة المعالج من خلال وضع مراوح للتبريد ومشتتات الحرارة , وينطبق الحديث على كروت الشاشة والصوت التي تبعث الحرارة كذلك فيُهتم بتبريدها هي الأخرى..
تبريد الكمبيوتر بواسطة الماء: ظهرت هذه الفكرة منذ سنوات قليلة لتقدم لنا رؤية جديدة في مجال تبريد الكمبيوتر, وتحديداً في بعض القطع المهمة فيه كـ الـ( CPU ) و كروت الشاشة, ولعلنا نستطيع القول أن هذه التقنية شبهيه تقريباً بنظام التبريد المستخدم في السيارات..
وتمتاز هذه التقنية بمميزات عدة, فمن خلالها تستطيع الحصول على سرعة أكبر وذلك لما يمتلكه الماء من قدرة على إبعاد الحرارة عن القطع المراد تبريدها بكفاءة أكبر من تيار الهواء ( لأن الموصلية الحرارية للماء أكبر من موصلية حرارة الهواء ), ومن ناحية أخرى ستتخلص من الإزعاج الذي تسببه المراوح ( خاصةً لمن يسعى لزيادة عدد المراوح ليحصل على نظام تبريد أكثر فعالية ), قد لا يعتبر البعض هذه ميزة تُذكر وذلك لوجود مراوح لا تصدر أصواتاً, تُجيب شركة NEC بإعلانها أن نظام تبريدها للماء يستهلك 5 فولت فقط بينما نظام التبريد للمراوح يستهلك طاقة أكبر ( تصل إلى 12 فولت ) , وبالتالي تُضاف ميزة أخرى لهذا النظام..
http://69.59.144.138/icon.aspx?m=blank (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater1.jpg)
http://69.59.144.138/icon.aspx?m=blank (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater1.jpg)
ومما يعيب هذا هذه التقنية تكلفتها العالية, وكبر حجمها داخل الجهاز, ومن ناحية أخرى قد تفسد قطع جهازك إذا حدث تسرب غير مرغوب للماء, ولكن يمكن التغلب على هذه المشكلة بإحكام ربط مكوناتها داخل جهازك.
نظام تبريد الكمبيوتر بواسطة الماء : لتحقيق هذا النظام لابد من توفر عدة أجزاء أساسية, سأسعى إلى ذكرها مع توضيح بسيط لكل جزء:-- Water block :
قطعة معدنية ذات موصلية حرارية ( غالباً ما تكون من النحاس أو الألمنيوم ) تكون مُثبته على القطعة ( المعالج , كرت الشاشة ..) المراد تبريدها النحاس أفضل من الألمنيوم ولكنه الأغلى كذلك..
تحتوي على مدخل ومخرج, بحيث يُضخ الماء البارد إليها من المدخل فيمتص الحرارة من القطعة ثم يخرج مع المخرج, وغالبية الـ water blockتحتوي على ما يعرف بالـ Maze الذي يجعل الماء يضطرب أثناء دخوله إلى
http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater3.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater3.jpg)
الـ water block , والهدف من هذه العملية هي: الحصول على أكبر مساحة ممكنة يتم تبريدها بواسطة الماء الداخل, وهناك ملاحظة أود إضافتها في هذا الصدد وهي: ليس كلwater block يتناسب مع القطعة الموجودة في جهازك, فيجب انتقاء ال water blockالذي يتناسب مع القطعة المراد تبريدها, وأخيراً لتوضيح العملية هناك من يشبه وظيفة الـ water blockبوظيفة الرئة في جسم الانسان.. .http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater2.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater2.jpg)
Radiator :
فائدة الـRadiatorهنا تكمن في أنه يقوم بعملية تبريد الماء ( يقوم بتبريد الماء بواسطة المروحة – كما هو ملاحظ بالشكل - ), فبعد مرور الماء في الـWater blockسوف يسخن الماء, ونحن نحتاج إلى الماء بارداً كي يقوم بامتصاص الحرارة من القطعة, وهذه هي وظيفة الـ radiator , يقوم بتبريد الماء بعد تعرضه للحرارة ثم يعود لإكمال دورته في نظام التبريد, ويشبه البعض وظيفة عمله بوظيفة عمل الجلد لدي الإنسان..
http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater4.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater4.jpg)
- خزان الماء reservoir:
هذه القطعة ليست إلزامية لتحقيق النظام, ولكن يُفضل استخدامها لزيادة سعة الماء المُستخدم في التبريد وكذلك من مهامها القيام بعملية ملء وسحب الماء من وإلى النظام.
في حال عدم استخدام خزان الماء, يتم استخدام ما يُعرف بـ( fillport) والتي تقوم بذات العملية الملء والسحب وكذلك تسمح للمستخدم بإدخال الماء إلى نظام التبريد...http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater5.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater5.jpg)
- المضخة Pump:
توجد المضخة غالباً داخل خزان الماء, ويجب أن تكون ذات قوة كافية لتحريك الماء داخل نظام التبريد بحيث لا تسمح له بالبقاء مدة طويلة داخل الـ water block , وذلك لأن مرور الماء بصورة بطيئة داخل الـwater block لن يساهم في تبريد ( امتصاص الحرارة ) من القطعة بصورة فعالة, ومن ناحية أخرى فإن مرور الماء بسرعة كبيرة جداً داخل الـwater block لن يساهم أيضاً في تبريد القطعة بالصورة المطلوبة وذلك لأنه لن يجد الوقت الكافي لامتصاص الحرارة من القطعة ! , وعلى المنوال يتم تشبيه عمل المضخة بعمل القلب داخل جسم الإنسان ..
http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater6.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater6.jpg)
وطبعاً لن ننسى أهمية وجود الأنابيب التي يمر الماء بداخلها وأخيراً قد يسأل سائل فيقول كيف يتم تركيب هذه الأجزاء داخل الجهاز ؟ أولاً, لابد أن نشير إلى وجود أغطية (cases) مخصصة لنظام التبريد بالماء نستطيع الاستفادة منها وأيضاً لابد أن نوضح أنه لا توجد طريقة ثابتة لتركيب هذه الأجزاء فقد يكون radiator وخزان الماء خارج الغطاء, وقد تكون داخله.. وكما يقال الصورة أبلغ من الكلام, لذا سأعرض صورة توضح أحد طرق تركيب هذه الأجزاء داخل الغطاءhttp://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater7.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater7.jpg)
نوعية الماء المستخدمة في للتبريد:
هل الماء يختلف؟ بالطبع نعم, وفي حديثنا هنا نوعية الماء لها دور واضح في جودة نظام تبريد عن الأخر, كيف هذا ؟ هذا هو ما سنتكلم عنه الآن :-
أولاً: لابد أن نحذر من استخدام ماء الصنبور وذلك لما قد يحتويه من المياه المعدنية والبكتيريا والطحالب المترسبة به مما يسبب الاحتكاك بمكونات نظام تبريدك للماء فتفسد النظام.
ثانياً: الماء الغير متأين (الغير موصل), ويعتبر جيد من ناحية أنه غير موصل, وذلك لأنه لن يحدث إفساد كبير في حال حدوث تسرب غير مرغوب للماء من النظام, ولكنه في المقابل يسبب الاحتكاك للـ water blockأثناء المرور به ولذلك لا ينصح به كثيراً.
ثالثاً: الماء المقطر, وهو اختيار جيد لأنه لا يترسب ولا يحتوي على الطحالب التي قد تفسد النظام, وأيضاً لن يتسبب في احتكاك الـ water blockكما في الماء الغير متأين رابعاً وأخيراً, الماء المُرطب
http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater8.jpg (http://knol.google.com/k/-/-/32bse8d0mhgg8/vlx09h/coolingwater8.jpg)
, وهو الأفضل لزيادة التبريد في نظامك, وأيضاً هو الأخر لا يتسبب في الاحتكاك لمكونات نظام تبريدك