Connect with us

Hi, what are you looking for?

Special Story

Notebook Scoop – มาเข้าใจวิธีการออกแบบระบบระบายความร้อนให้มีประสิทธิภาพบนเครื่องโน๊ตบุ๊คกัน

ระบบระบายความร้อนนั้นถือว่ามีความสำคัญเป็นอย่างมากต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็น PC หรือโน๊ตบุ๊คครับ โดยสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบ PC

ระบบระบายความร้อนนั้นถือว่ามีความสำคัญเป็นอย่างมากต่อเครื่องคอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็น PC หรือโน๊ตบุ๊คครับ โดยสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบ PC นั้นการออกแบบระบบระบายความร้อนอาจจะไม่ยากเท่าไร ทว่ากับโน๊ตบุ๊คแล้วนั้นถือว่าเป็นคนละเรื่องกันเลยทีเดียวครับ ด้วยข้อจำกัดในด้านพื้นที่ที่ฮาร์ดแวร์นั้นจะต้องยัดเยียดกันอยู่ในพื้นที่อันน้อยนิด

รวมไปถึงความบางของตัวเครื่องที่นับวันนั้นจะน้อยลงมากขึ้นทุกที วันนี้นั้นเราจึงอยากขอนำเสนอวิธีการออกแบบระบบระบายความร้อนบนโน๊ตบุ๊คโดยขอยกตัวอย่างมากจาก MSI GT76 ที่มีการออกแบบมาเป็นอย่างดีจนสามารถที่จะทำให้หน่วยประมวลผลสามารถที่จะมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงถึง 5 GHz ทุกแกนเป็นตัวอย่างกันครับ

csm gt76 25 4cdc8d69b1 copy67

การออกแบบระบบระบายความร้อนที่มีความสามารถ

csm Wartung 1 3be2c7c6db

ระบบระบายความร้อนบน MSI GP75 Leopard 9SD

การออกแบบระบบระบายความร้อนที่ดีนั้นจะต้องคำนึงถึงวิธีการที่จะกระจายความร้อนออกจากฮาร์ดแวร์หลักๆ ให้ได้เร็วที่สุดครับ โดยฮาร์ดแวร์ที่มีความร้อนเกิดขึ้นมากบนโน๊ตบุ๊คนั้นก็จะเป็นหน่วยประมวลผล, ชิปกราฟิกและ VRMs ครับ ซึ่งด้วยการออกแบบให้ดีนี้เองนั้นจะต้องใช้การวิจัยและพัฒนาค่อนข้างที่จะนานครับ แต่ละผู้ผลิตนั้นจะมีวิธีการออกแบบระบบระบายความร้อนที่แตกต่างกันออกไปครับแต่ทั้งหมดทั้งมวลแล้วนั้นก็จะมีเป้าหมายเหมือนกันคือการระบายความร้อนออกจากตัวเครื่องให้ได้มากที่สุดและเร็วที่สุดเพื่อที่ตัวเครื่องจะสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่องอยู่ตลอดเวลาครับ

การออกแบบที่ดีนั้นจะต้องทำให้ฮาร์ดแวร์หลักอย่าง CPU/GPU สามารถที่จะระบายความร้อนออกไปได้ด้วยความรวดเร็วครับ โดยดูจากตัวอย่างของรูปทางด้านบนซึ่งเป็นเครื่อง MSI GP75 Leopard 9SD นั้นจะเห็นได้ว่าที่ CPU/GPU นั้นจะมีฐานทองแดงติดตั้งอยู่โดยที่ตัวฐานนั้นจะเชื่อมต่ออยู่กับ Heat Pipes ที่วางตัวยาวไปยังพัดลมระบายอากาศทั้ง 2 ด้านของตัวเครื่องครับ ดังนั้นแล้วความร้อนนั้นจะมีเส้นทางการเดินทางจาก CPU/GPU > ซิลิโคน > Block > Heat Pipes ครับ เรื่องดังกล่าวนี้ถือว่าสำคัญเป็นอย่างมากครับ

macbook pro throttling

หากถามว่าทำไมการระบายความร้อนดังกล่าวถึงได้สำคัญมากนักก็สามารถที่จะตอบโดยยกตัวอย่างได้จาก MacBook Pro 2018 ที่มาพร้อมกับ CPU รุ่น Core i9-8950HK ที่ตามสเปคนั้นตัว CPU จะมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาฐานอยู่ที่ 2.9 GHz ทว่าเมื่อใช้ตัวเครื่องไปแล้วนั้นกลับกลายเป็นว่า CPU สามารถที่จะรันได้ที่ความเร็วเฉลี่ยเพียงแค่ 2.2 GHz เท่านั้นซึ่งนั่นทำให้ประสิทธิภาพของตัวเครื่องไม่เป็นไปอย่างที่ควรจะเป็นและนั่นก็มีเหตุผลมาจากการที่ระบบระบายความร้อนนั้นไม่ดีนั่นเองครับ

โดยปกติแล้วนั้นตัวหน่วยประมวลจะมีการระบุอัตราการคายความร้อนสูงสุดเอาไว้หรือที่เราเรียกว่า TDP ครับ ซึ่งเมื่อหน่วยประมวลผลทำงานจนสร้างความร้อนถึงจุดสูงสุดตามสเปคแล้วนั้นตัวหน่วยประมวลผลจะลดความเร็วสัญาณนาฬิกาลงเพื่อที่จะทำให้ตัวเครื่องยังคงสภาพที่จะสามารถทำการใช้งานได้อยู่เหมือนเดิม ทว่าสิ่งที่ตามมาก็คือประสิทธิภาพของการทำงานนั้นจะลดลงไปจากที่ควรจะเป็นเนื่องจากว่าความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่ลดลงนี่เองครับ

CNC polished copper block 6

ดังนั้นแล้วจุดที่สำคัญก่อนเลยในการออกแบบระบบระบายความร้อนนั้นก็คือตัวฐานที่เชื่อมระหว่างหน่วยประมวลผลกับ Heat Pipes ครับ จากภาพทางข้างบนนี้นั้นจะเห็นได้ว่าฐานเชื่อมระหว่างหน่วยประมวลผลทั่วไปนั้นจะมาในลักษณะที่หยาบๆ ซึ่งทำให้ความร้อนนั้นเดินทางได้ไม่ดีเท่าไรนัก ทว่ากลับกันแล้วกับ MSI GT76 นั้นทาง MSI ได้ใช้ CNC-polished copper block ที่พื้นของฐานนั้นมีความละเอียดมากกว่าจนเป็นพื้นแผ่นเดียวกันเลยทำให้ความร้อนนั้นสามารถกระจายตัวและเดินทางผ่านไปยัง Heat Pipes ได้ดีกว่าครับ

heat pipe working

ส่วนต่อมาที่มีความสำคัญก็คือ Heat Pipes ครับ เพราะเมื่อสามารถที่จะนำความร้อนออกจากหน่วยประมวลผลและชิปกราฟิกได้โดยไปอยู่ที่ฐานเชื่อมได้แล้วนั้นแต่ถ้าไม่นำความร้อนออกต่อไปด้วยความรวดเร็วสุดท้ายความร้อนก็จะสะสมอยู่ที่ฐานอยู่ดี ดังนั้นแล้ว Heat Pipes เองจึงมีความสำคัญเช่นเดียวกันเนื่องจากว่าจะต้องเป็นส่วนที่นำความร้อนไปยังพัดลมระบายอากาศออกจากตัวเครื่องครับ

heat block

Heat Pipes นั้นจะประกอบไปด้วย 2 ส่วนหลักๆ คือส่วนที่ทำให้ความร้อนระเหยเป็นไอและส่วนที่ทำให้ไอความร้อนควบแน่นครับ ใน Heat Pipes นั้นจะมีของเหลว(ซึ่งส่วนใหญ่คือน้ำ) สำหรับการนำความร้อนอยู่ครับ หลักการก็คือส่วนที่เป็นของเหลวนั้นจะดูดซับความร้อนจากฐานแล้วเปลี่ยนเป็นไอที่ส่วนระเหยซึ่งเมื่อระเหยเป็นไอแล้วนั้นไอความร้อนก็จะวนไปตามเส้นทางของ Heat Pipes โดยจะเดินทางจากส่วนที่มีความร้อนมากไปยังส่วนที่มีความร้อนต่ำซึ่งส่วนที่มีความร้อนต่ำนั้นก็จะเป็นส่วนที่ทำการควบแน่นซึ่งจะทำให้ไอความร้อนควบแน่นเป็นของเหลวอีกครั้งวนกลับไปมาเพื่อที่จะนำความร้อนออกจากตัวเครื่องให้เร็วที่สุดครับ

copper pipe 9

โดยทั่วไปแล้วนั้น Heat Pipes จะทำขึ้นมาจากทองแดงหรือไม่ก็อลูมิเนียมครับ โครงสร้างภายในของ Heat Pipes นั้นจะคล้ายกันกับโครงสร้างของไส้ตะเกียงซึ่งภายในจะมีลักษณะอยู่ในรูปของตาข่ายซึ่ง Heat Pipes ที่ดีที่สุดนั้นจะต้องมีโครงสร้างภายในที่เกิดจากการเผารวมวัสดุเข้าไว้ด้วยกันโดยที่กระบวนการเผาเข้าด้วยกันนี่ล่ะครับที่มีราคาในการผลิตที่แผงที่สุด

นอกไปจากนั้นแล้วจำนวนของ Heat Pipes เองก็เป็นปัจจัยหนึ่งที่มีความสำคัญมากเช่นเดียวกันในการระบายความร้อนครับ ยิ่งมีจำนวน Heat Pipes มากเท่าไรนั่นหมายความว่าความร้อนจะมีพื้นที่ในการเดินทางมากขึ้นเท่านั้นเปรียบเสมือนได้กับว่ามีถนนหลายเลนส์นั่นเองครับ

ปัจจัยที่สำคัญต่อมาของ Heat Pipes ที่ดีก็คือขนาดของเส้นผ่าศูนย์กลางและความยาวของ Heat Pipes ครับ หาก Heat Pipes มีเส้นผ่าศูนย์กลางมากนั่นหมายความว่าไอความร้อนก็จะสามารถที่จะเดินทางได้มากขึ้น ส่วนความยาวของ Heat Pipes นั้นก็ไม่ควรยาวเกินไปเพราะยิ่งยาวมากเท่าไรนั่นหมายความว่าความเร็วในการนำไอความร้อนนั้นก็จะลดลงครับ

csm gt76 25 915eb29c7d

โดยทั่วไปแล้วนั้นโน๊ตบุ๊คส่วนใหญ่จะวางตำแหน่ง Heat Pipes โดยใช้ Heat Pipes เส้นเดียวกันเดินทางทั้งระบบผ่านทั้งหน่วยประมวผลและชิปกราฟิกครับ ทว่าบน MSI GT76 นั้นจะใช้ Heat Pipes แยกระหว่างหน่วยประมวลผลและชิปกราฟิกกันไปเลย(ตามรูปทางด้านบน) ทำให้ความร้อนที่เกิดจากหน่วยประมวลผลและชิปกราฟิกนั้นต่างก็มีเส้นทางในการระบายความร้อนแยกจากกันต่างหากครับ

csm Thermal module 2b368d8a0c

ส่วนสำคัญต่อมาก็คือพัดลมระบายความร้อนออกจากตัวเครื่องครับ โดยพัดลมนั้นถือว่าเป็นอีกส่วนประกอบหนึ่งที่มีความสำคัญมากๆ ในการออกแบบเพราะต้องคำนึงถึงจุดกำเนิดลมเย็นและการเดินทางของลมร้อนที่จะออกจากตัวเครื่อง ซึ่ง GT76 นั้นจะเห็นได้ว่าส่วนของลมเย็นนั้นจะไม่ผ่านจุดอื่นๆ บนตัวเครื่องเพื่อทำให้ลมเย็นนั้นอุ่นขึ้นมาไปซะก่อน และในการเดินทางออกนั้น GT67 ก็จะมีช่องทางหลายทิศที่จะทำการระบายลมร้อนออกจากตัวเครื่องครับ

คลิปแสดงลักษณะการระบายความร้อนของพัดลมระบายความร้อนและความร้อนสะสมที่เกิดขึ้น

csm gt76 24 0f9ee67c34

จากทั้งหมดนั้นจะเห็นได้ครับว่าทุกส่วนของการระบายความร้อนนั้นมีความสำคัญมากๆ ส่วนสุดท้ายของการระบายความร้อนที่ดีนั้นก็คือช่องลมออกจากตัวเครื่องซึ่ง GT76 นั้นมีพื้นที่ในการระบายลมร้อนออกมากถึง 252,910 mm2 เทียบกับ GT75 แล้วนั้นจะมีพื้นที่ในการระบายลมร้อนออกอยู่ที่ 110,045 mm2 เท่านั้นครับ

สรุป

จะเห็นได้ครับว่าระบบระบายความร้อนบนเครื่องโน๊ตบุ๊คนั้นสำคัญเป็นอย่างมากในการที่จะทำให้ประสิทธิภาพในการใช้งานตัวเครื่องสูงทีสุดและเสถียรมากที่สุด ซึ่ง MSI GT76 เองนั้นมีครบทุกส่วนขององค์ประกอบในการระบายความร้อนที่ดีนั่นเลยทำให้ MSI GT76 นั้นสามารถที่จะรันหน่วยประมวลผลที่ความเร็วสัญญาณนาฬิกา 5 GHz ได้อย่างต่อเนื่องโดยที่เกิดอาการความเร็วแกว่งไม่มากเท่าไรนักหากเทียบกับผู้ผลิตโน๊ตบุ๊ครายอื่นๆ ซึ่งนั่นเป็นที่มาครับว่าถึงแม้ตัวเครื่องจะสเปคเหมือนกันแต่ประสิทธิภาพที่ได้นั้นอาจจะต่างกันเพราะเจ้าระบบระบายความร้อนนี่ล่ะครับ

ที่มา : notebookcheck

Click to comment
 
Advertisement

บทความน่าสนใจ

Notebook Review

ASUS TUF Dash F15 (FX516) เป็น Gaming Notebook เน้นพกพา สเปกแรง ราคาดี มาในดีไซน์การออกแบบที่บางเบากว่า TUF Gaming ปกติ เพราะมีการใช้ DNA ของ ROG เพิ่มเข้ามา สเปกใหม่ล่าสุดด้วยชิปประมวลผล Intel Core i...

Notebook News

ก่อนหน้านี้มีข้อมูลหลุดของการ์ดจอเกมมิ่งบนโน๊ตบุ๊คอย่าง AMD Radeon RX 6800M บนทวิตเตอร์ของนักปล่อยข่าวหลุดครั้งหนึ่งแล้ว และครั้งนี้ข้อมูลของ Radeon RX 6800M เองก็หลุดอีกครั้งบนฐานข้อมูลของ CPU-Z ของโน๊ตบุ๊ค ASUS ROG Strix รุ่นหนึ่ง จากรหัสแล้วคาดว่าจะเป็น ASUS ROG Strix รุ่นใหม่ โดยทวิตเตอร์ @TUM_APISAK...

INTEL

Intel Tiger Lake H35 นับว่าเป็นอีก 1 นวัตกรรมจากทาง Intel ตัวล่าสุดในส่วนของชิปประมวลผลประสิทธิภาพสูงระดับ Gaming หรืองานประมวลผลหนักๆ แต่ได้เรื่องการปลดปล่อยความร้อนที่น้อยกว่า แบตเตอรี่ใช้งานได้ยาวนานกว่า ประหยัดพลังงานมากกว่า พร้อมกันนั้นยังมีในส่วนของการ์ดจอออนชิป Intel Iris Xe Graphics ตัวแรง และฟีเจอร์ Intel Deep Learning...

Buyer's Guide

AMD Notebook ช่วงต้นปี 2021มาพร้อมกับประสิทธิภาพสูงในการเล่นเกมหรือทำงานได้ดียิ่งขึ้นในทุกๆ มิติ โดยสเปกชิปประมวลผล AMD Ryzen 5000H ได้ความแรงแบบ Gaming Notebook ตัวจริง รวมถึงงานประมวลผลหนักๆ โดยมีราคาที่ถูกคุ้มค่าน่าซื้อ จัดมาครบ 3 แบรนด์ในตอนนี้ ทั้ง Acer / ASUS  Lenovo (อนาคตจะมีใหม่กว่านี้อีก)...