Come funziona un dissipatore

In questo articolo spiegherò in maniera semplice come funziona un dissipatore per processori, da cosa è composto, e quali sono le caratteristiche da tenere in considerazione che fanno la differenza. Una CPU, per via delle corrente che circola al suo interno, si scalda, ed è necessario raffreddarla per evitare che raggiunga un punto di surriscaldamento tale da compromettere il corretto funzionamento. È tutta una questione di fisica, ma siccome non voglio tenere una lezione di fisica, cercando di non banalizzare troppo posso dire che l’energia si converte in varie forme, una delle quali è il calore, e siccome non si può “distruggere”, bisogna trovare il modo di spostarla altrove.

Il calore deve essere quindi rimosso dalla CPU e trasferito da un’altra parte, e nel caso di un dissipatore il primo elemento è la base del dissipatore, un blocco di metallo che viene messo a contatto con la superficie del processore. A sua volta la base del dissipatore è collegata a un gruppo lamellare, cioè degli elementi, sempre in metallo, sottili e disposti secondo differenti disegni, che creano le differenti forme dei dissipatori. Il calore passa quindi dalla base del dissipatore alle alette, che vengono poi raffreddate da una ventola, cioè il calore viene “spinto” via dalla superficie del dissipatore e trasferito all’aria.

Con in mente questo processo di funzionamento che permette di spostare l’energia, quindi trasferire il calore e raffreddare le CPU, rispondiamo ad alcune domande.

Prima di tutto perché bisogna usare il metallo, e soprattutto quale metallo, per raffreddare una CPU? Non basterebbe soffiarci semplicemente addosso con una ventola?

La risposta in questo caso riguarda la conduttività termica dei materiali, cioè la capacità di un materiale di condurre calore. La conduttività termica dell’aria è pessima, quindi non è sufficiente per trasferire, togliere il calore dalla CPU, anche perché il calore è decisamente elevato. È quindi necessario usare dei materiali in grado di trasferire calore in maniera più efficiente. Questo è il motivo per cui i dissipatori sono fatti in metallo e non in legno o altri materiali. I metalli più usati sono due, l’alluminio e il rame. Il rame ha una conduttività migliore dell’alluminio, ma costa di più, mentre l’alluminio è più economico. Questo è il motivo per cui spesso viene usato il rame per la base e l’alluminio per il gruppo lamellare, ma ci sono anche prodotti completamente in rame.

Perché i design dei dissipatori sono differenti e di diverse dimensioni?

Uno dei fattori importanti per un dissipatore è l’area di dissipazione. Maggiore è l’aria di dissipazione, meglio si trasferisce e si dissipa il calore, quindi è tendenzialmente più efficiente. Questo è il motivo per cui i dissipatori sono composti da tante lamelle sottili, perché la somma di tutte quelle lamelle crea un’area di dissipazione molto ampia.

Perché è importante la ventola?

Il calore passa dalla base al gruppo lamellare, che si scalda, e come abbiamo detto prima bisogna spostare il calore da qualche altra parte, ed è qui che entra in gioco la ventola che ha il compito di far passare l’aria attraverso le lamelle. Così come la base del dissipatore è ha contatto con la CPU e il calore viene trasferito tramite il contatto delle superfici, anche l’aria che entra in contatto con le lamelle permette di trasferire il calore tra i due elementi, e siccome le molecole dell’aria sono in movimento queste trasportano il calore lontano dal dissipatore.

Cos’è e perché serve la pasta termica?

La pasta termica è, come dice la parola, una pasta, cioè un elemento semi-solido (più o meno in base al tipo), che viene posto tra la superficie del processore e la base del dissipatore. Il motivo è che le superfici non sono perfettamente lisce, è una questione microscopica, quindi l’obiettivo della pasta termica è migliorare il contatto tra le superfici, eliminando le sacche d’aria, migliorando quindi il trasferimento di calore.

Cosa sono le heatpipe?

Sicuramente avrete sentito parlare di questi elementi che si chiamano “heatpipe”, non voglio spiegare ora il funzionamento, vi basti sapere che sono degli elementi che permettono di trasferire più velocemente ed efficientemente il calore dalla base alle alette, rendendo quindi i dissipatori più efficienti.

Questo è il funzionamento di un dissipatore e i principali elementi di cui è composto. Quindi quali sono gli elementi da tenere in considerazione quando si sceglie un dissipatore e che incidono sulle prestazioni?

  • La superficie di dissipazione. Più l’area che si riscalda è ampia, maggiore è il potenziale di raffreddamento.
  • I materiali. Il rame ha il doppio della conduttività termica dell’alluminio. In questo caso non fermatevi alle apparenze, perché anche se in natura il rame ha il suo tipico colore, a volte viene ricoperto da uno strato di altri materiali, come il nickel, che cambia il colore. Guardate sempre le specifiche tecniche per sapere i materiali.
  • Quantità di heatpipe e diametro. Di base possiamo dire che più sono le heatpipe e maggiore è il diametro, migliore sarà il trasferimento di calore.
  • Ventole: più potenti sono le ventole o la quantità è maggiore, più elevato è il potenziale di raffreddamento, ma in questo caso il risvolto negativo è la rumorosità, che sarà maggiore.

Ora che sapete cosa tenere in considerazione quando si sceglie un dissipatore, voglio ricordare che non sempre è necessario acquistare un dissipatore aftermarket. Se non si fa overclock o non si hanno specifiche necessità, quello standard è sufficiente a tenere la CPU a una temperatura corretta per il suo funzionamento.

  2 comments for “Come funziona un dissipatore

  1. Ranmamez
    30 settembre 2015 at 01:12

    “Così come la base del dissipatore è _ha_ contatto con la CPU” ????

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