導入
高性能電子機器が高価な文鎮に変わるのを防ぐ縁の下の力持ちであるヒートシンクについて話しましょう。{0}頑丈なゲーム用 PC を操作している場合でも、サーバーの子守をしている場合でも、頑丈な産業用機械を実行している場合でも、大きな敵は 1 つあります。それは熱です。多すぎると、突然システムの速度が低下したり、クラッシュしたり、あるいは動作を停止したりすることがあります。特にセットアップのパフォーマンスを最後の一滴まで絞り出すことを重視している場合、アルミニウムと銅の議論全体が生きてくるのはここです。
アルミニウムと銅はヒートシンクの世界を支配しています。どちらも CPU や GPU などの敏感なコンポーネントから熱を奪い、熱を空気中やその他の冷却魔法に逃がします。それらは機能しますが、それぞれに独自の雰囲気があります。アルミニウムは軽量で安価なので、-お金をかけずに仕事を終わらせたい場合に最適です。一方、銅は熱伝導率のトップです。熱をより速く移動させるため、オーバークロッカーや狭いスペースに大量の電力を詰め込む人にとっては大変革となります。-
正直なところ、どちらを選ぶかということは、どちらがより熱を伝えやすいかということだけではありません。確かに、銅の数値は約 400 W/m・K ですが、アルミニウムは約 200 W/m・K です。しかし、実際の冷却はそれだけではありません。-空気の流れ、フィンの形状とサイズ、全体がシステムにどのように適合するかを考慮する必要があります。電力を大量に消費する CPU を搭載したモンスター ゲーム機器やデータセンター サーバーを実行している場合、素材の選択は冷却に影響するだけではありません。-ファンの動作音、部品の寿命、さらにはマシンの重量さえも変化します。
最近、冷却技術がおしゃれになっています。多くのハイエンド設定ではハイブリッドが使用されています。熱を素早く吸収する銅製のベースと、余分な重量を追加することなく効率的に熱を逃がすアルミニウム製のフィンです。液体クーラーとベーパーチャンバーは、両方の長所を活かすために組み合わせて使用されることがよくあります。したがって、ここには普遍的な答えはありません。最適な選択は、財布、スペース、ハードウェアにどれだけ熱心に取り組んでいるかによって異なります。
これを読み終わるまでに、アルミニウムがどこで輝くのか、いつ銅に価格の価値があるのか、そしてスペックシート上で見た目が良いものだけでなく、実際に自分に適したものを選択する方法がわかるようになります。{0}}
アルミニウム製ヒートシンク
アルミヒートシンクの特性
アルミニウム製ヒートシンクがどこにでもあるのには理由があります。安くて軽いので、十分な効果を発揮します。-特に本格的な冷却が必要な場合に最適です。アルミニウムの重さは 1 立方センチメートルあたり約 2.7 グラムで、銅の約 3 分の 1 です。これは、ポータブルなものを構築している場合、または単にマザーボードや取り付けブラケットに余分な負担をかけないようにする場合に非常に役立ちます。部品が軽いということは、時間の経過とともに曲がったり反ったりするリスクも少なくなります。
そしてお金の話をしましょう。アルミニウムは銅よりも製造コストと機械加工コストがはるかに低くなります。そのため、メーカーは価格をつり上げることなく、空気の流れと冷却を高めるためにあらゆる種類の複雑なフィンの形状を自由に開発できるようになりました。
アルミニウムと銅のヒートシンクを比較すると、特に目立つのはアルミニウムの耐腐食性です。自然に保護酸化膜を形成するので、湿気やほこりを寄せ付けません。これは、毎年過酷な産業環境で立ち往生している機器にとっては大きな問題です。
確かに、-アルミニウムは銅ほど熱を伝えにくく、合金に応じて約 167 ～ 235 W/m·K になります。しかし実際には、それが常に問題となるわけではありません。大きなヒートシンクや空気を動かすファンがある場合、主なボトルネックは熱が金属を通過する速さではなく、{5}}その熱を空気中にどれだけ速く押し込めるかです。そしてここでは、アルミニウムが驚くほどよく耐えます。
アルミニウム製ヒートシンクの製造は非常に簡単です。メーカーは押出成形、ダイキャスト-、または CNC 機械加工を使用して、空気の通過を助け、冷却を保つためのあらゆる種類の形状を作り出します。-ピン フィン、スタック フィンなど-。ラップトップから LED ライトに至るまで、あらゆるものにアルミニウム ヒートシンクが使用されているのはこのためです。
ただし、非常に高い熱に対処する場合は、アルミニウムのサイズを大きくするか、対応するために追加のファンが必要になる可能性があります。これにより、騒音や設置面積が大きくなる可能性があります。それにもかかわらず、予算内で構築する人、または単にしっかりとした信頼性の高い冷却を探している人にとっては、依然としてトップの選択です。わずかな価格で銅の約 60% の導電率が得られます。
実際のテストでは、-CPU クーラーなど-、アルミニウム ヒートシンクは、通常の負荷の下で銅モデルに比べて温度をわずか 1 ～ 2 度以内に維持できることが示されています。ほとんどの人にとって、その違いはほとんどわかりません。さらに、アルミニウムは加工が容易です。熱放射を良くするために陽極酸化処理をしたり、手間をかけずにヒートパイプと組み合わせることができます。
したがって、価値、軽量、製造の容易さを重視し、-熱性能を最大限に引き出すことにこだわっていないのであれば、-アルミニウム ヒートシンクに勝るものはありません。
銅製ヒートシンク
銅製ヒートシンクの特性
銅製ヒートシンクについて話しましょう。電子機器から熱を奪うという点では、これらはゴールド スタンダード-銅規格-です。銅は熱伝導率が約 391 ～ 400 W/m・K と上昇し、アルミニウムのほぼ 2 倍の速さで熱を移動させます。オーバークロックされた CPU を実行している場合、または大量のコンポーネントを近くに詰め込んでいる場合、これは大きな問題です。そのような状況では、あらゆる学位が重要になります。見返りは？より冷却されたチップ、CPU、GPU、パワー トランジスタの寿命が長くなります。-特に、ハードなゲームをしている場合、重いグラフィックスのレンダリングを行っている場合、またはスリープ状態にならないサーバー ラックを実行している場合に最適です。
しかし、銅は完璧ではありません。 -1 立方センチメートルあたり約 8.9 グラム-と重いため、ノートパソコンや、持ち運ぶものを組み立てる場合は、余分な重量を考慮する必要があります。それはより頑丈なマウントを意味するかもしれませんが、繊細な機材を扱う場合には必ずしも理想的とは限りません。そして価格もある。銅は、原材料としてもヒートシンクの形状にもコストがかかります。密度が高く、柔らかく、機械をダメにする可能性があるため、メーカーは、予算を投じる準備ができていない限り、設計をシンプルにしなければならないことがあります。
銅が真価を発揮するのは、狭いスペースまたは受動的冷却設定です。効率が良いため、より小さなヒートシンクで済みます。これは、スペースにあまり余裕のない小型フォーム ファクタ PC、車や飛行機の組み込みシステムにとっては救世主です。{2}}さらに、銅は制御不能になり始める前により多くの熱を吸収することができるため、システムが突然立ち上がるときに最適です。
最高級のクーラーの多くは、熱源のすぐ近くに銅ベースを使用し、コストとパフォーマンスのバランスをとるためにフィンに他の金属を使用しています。欠点としては、銅は酸化しやすいため、特に荒れた環境での長期的な信頼性を確保するには、優れた保護コーティングが必要です。-また、銅から何かを作るには特別な工具が必要であり、そのため価格が跳ね上がります。
それでも、ハードウェアのパフォーマンスを最後の一滴まで絞り出すのが好きな人であれば、銅製ヒートシンクを使う価値はあります。ギアを限界まで押し上げているときでも、物事をより涼しく、より安定させます。
比較: アルミニウムと銅の長所と短所
早速本題に入りましょう。{0}アルミニウムと銅のヒートシンクにはそれぞれ独自の長所があり、正直なところ、どちらを選択するかは、何を最も重視するかによって決まります。
アルミニウムは物事を軽く保ちます。システムを移動する場合、それは重要です。また、はるかに安価です-場合によっては、銅に比べて 3 分の 1 (またははるかに安く) 支払うこともあります。形を整えるのが簡単なため、メーカーはこれを気に入っており、より効率的に空気を押し込むあらゆる種類の賢いデザインが見られます。さらに、錆びず、適切な空気の流れがあれば、またはヒートパイプを混合すると、アルミニウムは銅とほぼ同じように冷却できます。-ほとんどのテストではわずか数度遅れます。
しかし、アルミニウムも完璧ではありません。熱はそれほど速く移動しないため、システムを本格的に使用する場合は、より大型でかさばるヒートシンクやジェット エンジンのような音のファンが必要になる場合があります。また、熱を吸収しにくいので、急激な温度上昇があるとすぐに熱くなります。
一方、銅はコンポーネントから熱を奪うのに非常に優れています。そのため、オーバークロッカーなど、最大のパフォーマンスを目指す人々がこれを選択します。より多くの熱を保持し、あらゆる温度が重要となる狭いスペースやファンレスのセットアップで最適に機能します。
それでも、銅には特有の悩みがある。重いです。取り付けが面倒な場合もありますし、送料も高くなります。お財布もそう感じるでしょう-銅は安くありません。さらに、機械加工が難しいため、高級な機材を散財しない限り、創造的な形状をたくさん作ることはできません。-
数字を見ると、銅は同じ形状であれば通常 10-20% 冷却が優れています。しかし、サイズを拡大したり、気流を増やしたりすると、その差は縮まり、空気はそれ以上早く熱を運び去ることができなくなります。
つまり、軽くて手頃な価格のものが必要な場合は、アルミニウムを使用してください。冷却に関して妥協したくないなら、銅がその答えです。あるいは、重要なベース部分にはハイブリッド銅を使用し、その他の部分にはアルミニウム フィンを使用します。{2}本当に、両方の長所を持っています。
アプリケーションと適切なヒートシンクの選択
アルミニウムと銅のヒートシンクのどちらを選ぶかは、-すべてに当てはまる-万能の呼び方-だけではなく、何を構築するか、どこで使用されるかによって決まります。自宅にある平均的なラップトップまたはデスクトップを考えてみましょう。ここではアルミニウムが優れています。安くて、軽くて、正直言って、Web ブラウジング、オフィスでの仕事、その他日常的なことすべてに役立ちます。物事を過度に複雑にする必要はありません。
しかし、ゲーム機器や頑丈なワークステーションの世界に足を踏み入れると、状況は変わります。{0}}これらのマシンは、特にオーバークロックしている場合に高温になります。突然、銅または銅-アルミニウムのハイブリッドが非常に理にかなっています。これらは 300 ワットという恐ろしい熱負荷を処理し、温度を抑制し、システムの高速性と安定性を維持するのに役立ちます。
さて、大規模な産業設備を見ると、-通信機器や太陽光発電インバータを思い浮かべてください-。通常はアルミニウムが使われています。スケールアップが簡単で、熱や天候に耐え、大金もかかりません。航空宇宙と軍事？彼らはめちゃくちゃなことはしません。特に状況が極端になった場合には、信頼性を確保するために銅の追加重量を採用します。
電気自動車では、両方の金属が並行して機能します。銅はバッテリーを冷却して効率を最大化し、アルミニウムはラジエーターを軽くて扱いやすい状態に保ちます。
したがって、選択する前に、どの程度の熱に対応するか、どのくらいのスペースがあるか、予算はいくらか、空気の流れはどのようなものであるかなど、ニーズを把握してください。単に推測するだけではなく、-いくつかのテストを実行したり、実際のベンチマークを確認したりしてください。-システムが圧力下で調理されている場合、銅には一銭でも価値があるかもしれません。ハイブリッドも忘れないでください。-ハイブリッドはパフォーマンスとコストのバランスを取る賢い方法です。最後に、すべてが適合しており、将来のアップグレードの余地があるかどうかを確認してください。自分自身を熱の隅に追いやりたくありません。
パワーウィンクスは高性能サーマル ソリューションの専門家であり、高度な冷却ニーズに合わせてカスタマイズされたアルミニウムと銅のヒートシンクを専門としています。{0}ヒートシンクの製造と熱設計における豊富な経験を持つ PowerWinx は、幅広い業界に効率的で高品質の製品を提供しています。-当社の専門知識により、パフォーマンスとコストの両方の要件を満たす信頼性の高い熱管理ソリューションが保証されます。
