Ako vybrať chladič CPU?

Procesor je srdcom každého počítača a nepochybne jeho najdôležitejšou súčasťou. Jeho výkon je pre mnohých kľúčovým parametrom. Aj najvýkonnejší procesor však môže mať problém dosiahnuť svoj potenciál, ak nemá vhodné podmienky pre fungovanie v podobe dobrého chladenia. Náš článok vám preto pomôže vybrať vhodný chladič CPU.

O čom sa dočítate:

• Prečo je dôležitý chladič procesora
• Vzduchové chladenie
• Vodné chladenie
• Porovnanie: Vzduchové vs vodné chladiče
• Kompatibilita chladičov
• Ventilátory
• Najznámejší výrobcovia chladičov
• Teplovodivé pasty

Účel chladiča procesora

Moderné procesory obsahujú miliardy tranzistorov. Tranzistor, rovnako ako každá iná elektrická súčiastka, pri prechode elektrického prúdu produkuje teplo. Práve hustota tranzistorov na malej ploche spôsobuje, že sa moderné procesory extrémne zahrievajú.

Chladenie podľa typu chladiča:

Teraz, keď poznáte optimálne teploty, je čas pozrieť sa na jednotlivé riešenia chladení. Na trhu sú aktuálne na výber dva druhy chladičov pre procesory:

• Vzduchové chladenie
• Vodné chladenie

Obe riešenia majú svoje výhody i nevýhody. Finálna voľba závisí predovšetkým od typu procesora a čiastočne aj na osobných preferenciách.

Jedným z najdôležitejších ukazovateľov je TDP procesora. O TDP alebo Thermal Design Power bola reč už v predchádzajúcom článku Ako vybrať procesor. Pre pripomenutie ide o číslo, ktoré reprezentuje, aké teplo vyžaruje procesor pri maximálnom zaťažení.

Pri chladičoch je uvedená hodnota maximálneho TDP, ktoré dokáže spoľahlivo ochladiť.

Vzduchové chladenie

Najrozšírenejším typom chladenia procesorov sú vzduchové chladiče. Samotný chladič sa skladá z dvoch častí: základňa chladiča, ktorá je v priamom kontakte s procesorom a rebrá chladiča. Tieto časti sú v drvivej väčšine prípadov ešte prepojené takzvanými tepelnými trubicami (anglicky Heatpipes). Existujú však aj chladiče, kde sú rebrá priamo napojené na základňu bez použitia trubíc. Podľa rozloženia sa vzduchové chladiče ďalej delia na:

Nízkoprofilové

• Ide o základný typ chladičov. Najčastejšie je možné nájsť ich v balení lacnejších procesorov a pri týchto pribalených chladičoch je základňa spojená s rebrami. Sú to nepríliš účinné chladiče a hodia sa skôr pre menej výkonné procesory.
• Existujú aj pokročilejšie nízkoprofilové chladiče vybavené tepelnými trubicami, ktoré si poradia aj s relatívne výkonnejšími procesormi. Sú preto vhodné najmä do počítačových zostáv s obmedzeným priestorom. Pre najvýkonnejšie procesory sa však stále neodporúčajú.

Nízkoprofilový chladič AKASA. Neobsahuje žiadne tepelné trubice. Podobné chladiče nájdete aj v balení pri lacných procesoroch.

Vežové (Tower)

• Tento typ chladičov je omnoho rozšírenejší pri dedikovaných zostavách. Značne sa líši svojimi rozmermi od relatívne malých až po masívne chladiče, schopné ochladiť aj najvýkonnejší procesor. Tento druh chladičov vždy využíva tepelné trubice.

Vežový chladič od Endorfy. Tu je vidieť, že zo základne vystupujú 4 tepelné trubice, ktoré odvádzajú teplo do rebier.

Tepelné trubice sú v priamom kontakte s procesorom. Ich vnútro je naplnené kvapalinou, ktorá pri zahriatí premení svoje skupenstvo na plynné, a tým dochádza k odvodu tepla od procesora k rebrám chladiča.

Ak ide o použité materiály, v posledných rokoch sa stali štandardom hliníkové rebrá chladičov a medené tepelné trubice. Síce sa experimentuje aj s inými materiálmi, tie ale spravidla zostávajú mimo dosah bežných používateľov.

Ako vybrať vhodný vzduchový chladič?

Ako už bolo spomenuté, najdôležitejším ukazovateľom chladiča je TDP. Okrem neho je však dobré postrážiť si aj ďalšie faktory, ktoré sa dajú vyčítať zo špecifikácií či vypozorovať z konštrukcie chladiča. Ide napríklad o:

• Počet tepelných trubíc: Líši sa podľa kvality chladiča – lacnejšie modely mávajú obyčajne 2 až 3, kým lepšie štandardne ponúkajú 4. Pri niektorých výkonných chladičoch môžete naraziť aj na extrémy s až 8 tepelnými trubicami.
• Veľkosť ventilátora: Najčastejšie sa používajú 120 mm a 140 mm ventilátory. Väčšie modely zaisťujú lepší prietok vzduchu a účinnejšie ochladzujú rebrá chladiča.
• Konštrukcia základne: Pri cenovo dostupnejších chladičoch sú tepelné trubice v priamom kontakte s procesorom. Pri drahších modeloch sú trubice zapustené do základového bloku, ktorý potom prilieha k procesoru a zaisťuje lepší prenos tepla.
• Veľkosť chladiča: Všeobecne platí, že čím väčšia je celková plocha chladiča, tým účinnejšie býva jeho chladenie. Konštrukčné prvky môžu rovnako napovedať o kvalite – napríklad výkonnejšie vežové chladiče bývajú rozdelené do dvoch samostatných veží, čo vďaka zväčšenej ploche zlepšuje odvod tepla.

Začína sa objavovať aj technológia vapor chamber (odparovacia komora), ktorá funguje na rovnakom princípe odparovania ako tepelné trubice, ale dosahuje vyššiu účinnosť. Zatiaľ ide o pomerne málo rozšírené riešenie dostupné len pri niekoľkých málo produktoch.

DeepCool Assasin IV so zabudovanou vapor chamber v základni.

Vodné chladenie

Druhým typom procesorových chladičov sú vodné chladiče. Ako už názov napovedá, na chladenie sa používa destilovaná voda (s aditívami proti korózii či vodným riasam). Ich najväčšou výhodou oproti vzduchovým chladičom je väčšia termálna kapacita. Všeobecne dokážu ochladiť výkonnejšie procesory než ich vzduchové ekvivalenty, sú však drahšie.

Vodné chladiče sa skladajú z troch základných častí:

• Blok procesora, ktorý je v priamom kontakte s procesorom počítača. Práve tu voda pohlcuje teplo generované procesorom.
• Radiátor, v ktorom sa chladí voda zahriata procesorom.
• Vodná pumpa, ktorá sa stará o kolobeh vody vnútri systému.

Všetky časti sú prepojené hadicami, cez ktoré prúdi voda. Vodné chladenie sa ďalej delí ešte na 2 kategórie:

• AIO, teda All-in-One. Tu sú všetky spomenuté časti zakomponované do jedného riešenia. Pumpa je súčasťou procesorového bloku a ten je napevno pripevnený pomocou hadíc k radiátoru. Toto riešenie teda nie je možné rozrobiť a predáva sa ako celok. Ide o jednoduchý a preferovaný spôsob vodného chladenia.

All-in-One chladič. Pumpa a procesorový blok sú skombinované do jednej časti, druhú časť tvorí radiátor.

• Custom loop. Tu sú všetky komponenty vodného obehu riešené zvlášť a používateľ si ich zostavuje podľa svojich predstáv. Ide o veľmi pokročilé a zložité riešenie a v tomto článku sa mu nebudeme venovať.

Rozdelenie vodných chladičov podľa veľkosti

V článku o počítačových skriniach bola spomenutá aj ich podpora vodného chladenia, a to hlavne s ohľadom na rozmery radiátorov. Práve veľkosť radiátora je zásadným ukazovateľom výkonu chladiča – čím väčšia je jeho povrchová plocha, tým efektívnejšie dokáže odvádzať teplo a tým lepšie zvládne udržať v optimálnych teplotách aj výkonnejšie procesory.

Najjednoduchšie rozdelenie vodných chladičov je podľa počtu ich ventilátorov. Treba ale pamätať na to, že ventilátory chladičov existujú v dvoch veľkostiach, a to 120 a 140 mm. Chladiče používajúce 140 mm ventilátory majú, samozrejme, väčšiu plochu než ich 120 mm ekvivalenty. Vodné chladiče preto môžeme rozdeliť nasledovne:

• S jedným ventilátorom – Ide o najmenší druh vodných chladičov. Tieto chladiče sú určené do kompaktných počítačov, podobne ako nízkoprofilové vzduchové chladiče. Ich chladiaci výkon je relatívne nízky a nie sú preto odporúčané na chladenie vysoko výkonných procesorov.

Kompaktný chladič s jedným 120 mm ventilátorom.

• S dvoma ventilátormi – Tieto chladiče, označované ako 240 alebo 280 (záleží na veľkosti ventilátorov, teda 2 × 120 mm alebo 2 × 140 mm), už dokážu ochladiť väčšinu procesorov na trhu. Ak teda nechcete využiť vzduchové chladenie, tieto chladiče ponúkajú dobrú alternatívu.
• S tromi ventilátormi – Tieto chladiče už bez problémov ochladia akýkoľvek bežne dostupný procesor na trhu. Podľa veľkosti použitých ventilátorov sa označujú buď ako 360, alebo 420.

Estetika

Vodné chladenie (na rozdiel od vzduchového chladenia) zaberá v oblasti základnej dosky oveľa menej miesta. Jediné, čo sa v oblasti základnej dosky nachádza, je pumpa s blokom umiestená na procesore. Z estetického hľadiska môže vodné chladenie vyzerať lepšie než veľké kovové bloky vzduchového chladenia.

Väčšina vodných chladičov prichádza s RGB prvkami priamo na bloku procesora, či už sú to len obyčajné LED RGB diódy, alebo dokonca celé displeje, ktoré môžu zobrazovať rôzne informácie ako napríklad aktuálnu teplotu procesora.

NZXT Kraken s displejom, ktorým môžete monitorovať aktuálnu teplotu procesora.

Porovnanie: Vzduchové vs vodné chladiče

Po zoznámení s oboma typmi chladičov je čas pozrieť sa na ich hlavné výhody a nevýhody.

Vodné chladiče

Z uvedených výhod a nevýhod môžeme zostaviť zoznam všeobecných odporúčaní:

• Vzduchové chladiče dokážu pokryť potreby väčšiny procesorov na trhu. Platí to zvlášť pre procesory AMD, ktoré všeobecne majú nižší TDP než ich ekvivalenty od Intelu.
• To platí aj pre hráčov. Väčšina procesorov totiž pri hraní nevyužíva výkon všetkých jadier a nedochádza ku generovaniu tak vysokého tepla.
• Vodné chladiče sú vhodné hlavne pre high-end procesory ako Ryzen 9 v prípade AMD. Pri procesoroch Intel, ktoré z dôvodu architektúry využívajú väčší počet jadier, dochádza ku generovaniu väčšieho množstva tepla a ich TDP je teda vyššie. Série 7 a 9 sú preto dobrými kandidátmi pre vodné chladenie. Zvlášť pri sérii 9 ho odporúčame využiť.
• Vodné chladenie taktiež ocenia tí, ktorí vyžadujú nižšiu hlučnosť systému.
• Ak počítate s tým, že svoj počítač budete často presúvať z miesta na miesto, vodné chladenie je lepšou voľbou, pretože ťažké vzduchové bloky umiestnené na procesore môžu pri manipulácii poškodiť základnú dosku.

Ak je pre vás dôležitá aj estetika, je šanca, že vodné chladenie bude v systéme vyzerať lepšie.

Kompatibilita chladičov 

Ventilátory

Či sa rozhodnete pre použitie vzduchového alebo vodného chladiča, pri oboch nájdete ventilátory. Majú niekoľko kľúčových vlastností, na ktoré je dobré prihliadnuť pri výbere.

Ložiská

Prvými z nich sú vnútorné ložiská, vďaka ktorým sa ventilátor otáča. Druh ložísk použitých vo ventilátoroch určuje hneď dve dôležité vlastnosti – hlučnosť a spoľahlivosť ventilátora. Medzi najrozšírenejšie ložiská patrí:

• Ball Bearing – klasické guľôčkové ložiská pracujú na princípe kovových guličiek umiestených medzi dvoma povrchmi, po ktorých sa následne pohybujú. Ide o veľmi lacný a spoľahlivý variant. Relatívne dobrá výdrž a hlučnosť. Ich využitie ale v dnešných časoch klesá kvôli alternatívam s lepšími vlastnosťami.
• Rifle bearing – typ klzných ložísk. Ide o hriadeľ vyrobený z materiálu s nízkym trením umiestneným do ložiska, v ktorom sa otáča. Na hriadeli je drážka (z toho názov „rifle“), ktorá distribuuje mazivo po dĺžke ložiska a ďalej tak znižuje trenie. Má dlhšiu výdrž a nižšie dlhodobé opotrebenie.
• Fluid Dynamic Bearing a Hydro-Dynamic Bearing – konštruované tak, že pri otáčaní ložiska dochádza vplyvom tlaku k vytvoreniu tenkej vrstvy kvapaliny, vďaka ktorej nedochádza ku kontaktu hriadeľa s telom ložiska. Výhodou je nízke opotrebenie a tichá prevádzka. Sú však zložitejšie na výrobu, a teda aj drahšie.

Existujú aj ďalšie druhy ložísk, vyššie uvedené sú však najčastejšie používané v praxi.

Veľkosť

Ako už vyplýva z článku, najpoužívanejšími veľkosťami sú 120 a 140 mm. Pri vodných sú to exkluzívne tieto dve veľkosti, pri vzduchových možno nájsť aj iné veľkosti. Najčastejšie je to veľkosť 92 mm, ktorú nájdete hlavne pri kompaktných chladičoch. Výnimočne nájdete aj iné veľkosti.

Kompaktný chladič Noctua s 92 mm ventilátorom.

Konštrukcia

Ďalším bodom je samotná konštrukcia ventilátora. Kategorizácia je však takmer nemožná, keďže každý výrobca ventilátorov využíva svoj vlastný dizajn, či už ide o počet lopatiek ventilátora, ich tvar alebo použitý materiál. Všetky tieto prvky majú vplyv na vlastnosti ventilátorov a dochádza k priorizácii rôznych vlastností ako hlučnosť či prietok vzduchu.

Estetika a RGB

Pri ventilátoroch ide koniec-koncov aj o vzhľad. Ak preferujete varianty bez RGB, na trhu nájdete veľa modelov, ktoré splnia vaše požiadavky. Na výber však budete mať aj v prípade, že budete chcieť pridať trochu atraktívnych farieb.

Lacnejšie modely RGB dokážu typicky zobraziť iba jednu farbu alebo majú prednastavený určitý počet režimov. Drahšie ARGB ponúkajú plnú možnosť prispôsobenia vrátane synchronizácie s ostatnými RGB prvkami vášho počítača, ako sú grafické karty či rôzne LED pásiky.  

Pri RGB je treba dávať pozor na kompatibilitu. Rôzni výrobcovia používajú vlastný softvér pre nastavenie RGB a je možné, že niektoré značky spolu nebudú fungovať na 100 %. V takom prípade je treba použiť softvér tretích strán, ktoré dokážu premostiť problémy s kompatibilitou.

Napájanie chladičov a ventilátorov

Ventilátory a pumpy chladičov sa musia, samozrejme, napájať. Na to slúžia dedikované konektory na základnej doske.

Na doske je možné štandardne nájsť nasledujúce konektory súvisiace s chladičmi:

• CPU_FAN – Konektor slúžiaci na pripojenie ventilátorov, a to ako vzduchových, tak aj vodných chladičov. Práve tento konektor riadi rýchlosť ventilátorov pre reguláciu chladenia. Často môžete nájsť na doske aj sekundárny konektor označený ako CPU_FAN2 či CPU_OPT.
• 3pin a 4pin konektory – Slúžia pre ventilátory v skriniach. Označujú sa rôzne, najčastejšie ako SYS_FAN či CHA_FAN. 3pin nastavuje rýchlosť otáčania pomocou napätia, 4pin pomocou PWM (pulzné šírkové modulácie) a ponúka tak precíznejšie ovládanie. Prednosť v dnešných časoch majú hlavne 4pin konektory, pri nákupe ventilátorov zohľadnite výbavu vybranej základnej dosky. 3pin ventilátor je možné zapojiť do 4pin konektora a naopak, často však dôjde ku strate možnosti regulovať rýchlosť a ventilátor pôjde vždy na 100 %.

Hlavný konektor pre ventilátor chladiča CPU uprostred, sekundárny konektor vľavo od neho. Napravo sa nachádza 4pin konektor pre pripojenie ventilátora skrine.

• AIO_Pump – Na doskách je možné často nájsť aj dedikovaný konektor pre pripojenie pumpy vodného chladenia. Ak sa na doske nenachádza, dá sa pripojiť aj do CPU_FAN či SYS_FAN konektora.

Ide o všeobecné pravidlá a napríklad niektoré vodné chladiče vyžadujú zapojenie do interného USB konektora pre správnu funkčnosť. Vždy postupujte podľa manuálu k danému výrobku.

Samostatnou témou je RGB. Okrem zapojenia ventilátorov do konektorov pre napájanie a reguláciu otáčok je treba ventilátory s RGB prvkami pripojiť do dedikovaných konektorov pre ovládanie RGB. Na prvý pohľad to môže byť trochu mätúce, pretože RGB konektory taktiež používajú konfiguráciu 3pin a 4pin a musíte si dávať pozor, aký typ RGB daný ventilátor podporuje.

• 4pin RGB konektor – Starší konektor s napätím 12 V. Nevýhodou je, že nie je možné spravovať jednotlivé LED a nastaviť sa tak dá v daný moment vždy len jedna farba. Dnes sa od neho ustupuje v prospech 3pin ARGB konektora.
• 3pin ARGB konektor – Písmeno A znamená adresovateľný. Ide o 5 V konektor s nastaviteľnými jednotlivými LED. Výsledkom môžu byť zložité svetelné vzory podľa vášho vkusu.

RGB konektory ale nie sú úplne štandardom a lacnejšie základné dosky ich vôbec nemusia obsahovať. Problém môže nastať aj pri doskách, ktoré majú ARGB konektory. Do skríň sa totiž dá umiestiť mnoho ventilátorov a počet ARGB konektorov na doske často nemusí stačiť pre ich pokrytie. Využiť sa dajú aj riadiace jednotky, ktoré rozširujú počet dostupných konektorov.

Riadiaca jednotka od ASUS, do ktorej je možné naraz pripojiť až 6 ventilátorov s RGB.

Výrobcovia chladičov

Na trhu sa aktuálne profiluje veľké množstvo výrobcov, ktorí ponúkajú svoje produkty. Medzi najzaujímavejších patria:

• DeepCool je značka naozaj pre každého. Ponúka vzduchové chladiče pre bežné domáce low-end PC až po vodné chladenie, ktoré obstará potreby tých najvýkonnejších procesorov. Je to taktiež prvá značka, ktorá uviedla vzduchové chladiče s vapor chamber na bežný trh.
• Be quiet! je výrobca známy svojimi ventilátormi, špecializovanými na tichú prevádzku.
• Medzi ďalšie zaujímavé značky patrí Cooler Master či Arctic Cooling.

Teplovodivé pasty

Poslednou dôležitou vecou, ktorú treba spomenúť sú teplovodivé pasty. Teplovodivé povrchy ako na procesore, tak aj na samotných chladičoch, sú vyrobené z kovu. Pri prvom pohľade sa môže zdať, že sú tieto povrchy úplne hladké, avšak v mikroskopickom meradle sú plné trhlín. Práve v týchto trhlinách vznikajú vzduchové bubliny, ktoré fungujú ako izolácia. Preto treba pridať medzi ne rozhranie, ktoré tieto mikroskopické trhliny prehradí a teplo tak bude môcť putovať z procesora ďalej do chladiča.

A na to slúžia teplovodivé pasty. Dnes je to už štandard, že chladiče prichádzajú s teplovodivou pastou už v balení v podobe tubičky, pomocou ktorej musíte naniesť pastu na procesor. Alternatívou je situácia, keď je pasta vopred nanesená priamo na povrchu chladiča a stačí len nasadiť chladič na procesor. Niektoré značky sa špecializujú bezprostredne na výrobu teplovodivých pást. Nemusíte sa preto spoliehať na pastu dodávanú od výrobcu, ale môžete si zvoliť aj inú, podľa svojho uváženia.

Teplovodivá pasta od Arctic Cooling. Umožňuje jednoduchú aplikáciu pasty na procesor.

Teplovodivá pasta sa v priebehu rokov vysúša a odporúča sa ju pravidelne meniť. Bežne udávaný čas na výmenu je zhruba každých 3 až 5 rokov. Teplovodivú pastu by ste mali vymeniť tiež, ak ste chladič odmontovali a došlo tak k narušeniu spojenia medzi ním a procesorom.

***

Pre aké riešenie chladenia sa rozhodnete? Budú to vzduchové chladiče, ktoré pokryjú vaše základné potreby, alebo si vyberiete vodné chladenie pre lepšie chladiace a akustické výsledky? Chladiče a príslušenstvo k nim (ventilátory či teplovodivé pasty) nájdete na našom webe nay.sk.

FAQ - na čo sa pýtate najčastejšie?

Súvisiace články:

Ako vybrať počítačovú skriňu?

Ako vybrať počítačový zdroj?

Ako vybrať grafickú kartu?

Ako vybrať procesor?