Kupfer- vs. Aluminiumkühlung (kein Luftstrom)

Question

Ich habe eine WD Gen4 SSD (500 GB) bestellt, sie wird ohne Kühlkörper geliefert und es gibt Beschwerden über Überhitzungsprobleme.

Ich habe meinen Laptop geöffnet und es scheint, als gäbe es in der Nähe der SSD-Steckplätze keinen Luftstrom. Ich habe einen Abstand von ungefähr 11 mm zwischen dem Motherboard und dem Rahmen gemessen.

In Online-Shops habe ich eine dünne Kupferplatte mit 1 mm Dicke (und einen Passivkühler mit 12 mm Dicke, der wahrscheinlich nicht passt) und eine Aluminiumplatte mit 7 mm – 9 mm (6,6 mm + Oberseite, die 2,4 mm hineingedrückt wird) gefunden.

Welches ist für mein Szenario besser?

Sagen Sie mir auch Bescheid, wenn ich falsch liege und die SSDs der 4. Generation sich nicht erhitzen, sofern keine Probleme auftreten.

Answer 1

Bei passiven Kühlkörpern geht es darum, eine Masse bereitzustellen, die Wärme aufnehmen kann und gleichzeitig eine größere Oberfläche für die Wärmeableitung bietet.

Das Problem mit der m.2 SSD ist wahrscheinlich, dass sich die Hitze um den Controllerchip und den Flash-Speicher konzentriert. Wenn nur ein Flash-Chip vorhanden ist (billigere SSD), bedeutet dies, dass sich die gesamte Hitze in kleinen Zonen konzentriert. Kleine konzentrierte Hitzezonen sind schlecht.

Jeder Kühlkörper absorbiert die Wärme und verteilt sie gleichmäßiger über die Oberfläche des Geräts. Dadurch werden die einzelnen Teile kühl gehalten, da die Wärme über die gesamte Oberfläche des Kühlkörpers verteilt wird. Die erzeugte Wärmemenge bleibt gleich, aber da sie verteilt werden kann, wird die Gesamtwärme, die auf einen bestimmten Bereich konzentriert ist, reduziert.

Ein Kühlkörper bietet auch eine Masse, die Hitze bei hoher Belastung effektiv „puffern“ kann. Ein kleiner Kunststoffchip wird unter Belastung schnell heiß und hat Mühe, Hitze abzugeben (und in Ihrem Fall wird die Leistung gedrosselt), aber sobald die Belastung nachlässt, muss er Hitze langsam abgeben. Die Masse des Kühlkörpers bedeutet, dass die Hitze irgendwo hin muss, aber sie wird um das Metall des Kühlkörpers „herumfließen“, was zu niedrigeren Spitzentemperaturen und wahrscheinlich etwas niedrigeren Durchschnittstemperaturen für die Hotspots führt. EinenZufallsgraph aus dem InternetZur Veranschaulichung würde ich etwa Folgendes erwarten: Die blaue Linie ist der Controller ohne Kühlkörper und die grüne Linie ist der Controller mit Kühlkörper. Es gibt deutlich weniger Spitzen und im Zeitverlauf einen insgesamt glatteren Graphen.

Sie können sich das so vorstellen, als ob ein großer Metallklumpen eine größere „Wärmekapazität“ hätte als ein kleinerer Metallklumpen.

Die Tatsache, dass der Kühlkörper eine größere Oberfläche als die SSD-Chips selbst hat, bedeutet, dass die geringe Luftzirkulation um ihn herum die Wärme effizienter an die Luft abgeben kann, was insgesamt zu etwas niedrigeren Temperaturen führt.

Bei Geräten mit geringer Wärmeabgabe, die normal ohne Kühlkörper funktionieren, ist es besser, etwas zur Aufnahme und Verteilung der Wärme zu verwenden, als gar keinen Kühlkörper.

Obwohl Kupfer eine bessere Wärmeleitfähigkeit als Aluminium hat, ist es unwahrscheinlich, dass die von einer SSD erzeugte Wärmemenge einen signifikanten Unterschied macht. Da keine aktive Kühlung stattfindet, würde die tatsächliche Masse des Kühlkörpers einen größeren Unterschied machen, da dieselbe Wärmeabgabe bei einer größeren Masse eine niedrigere Durchschnittstemperatur ergibt. In der Reihenfolge der Präferenz:

1. Der größte Kühlkörper, der 12 mm große, wäre aufgrund der höheren Masse am besten, wenn er passt.
2. Der 6-7 mm große Kühlkörper würde etwas Masse bieten, um die Wärme von den Komponenten abzuleiten und die Wärme gleichmäßiger zu verteilen.
3. Der dünne 1-2 mm dicke Kupferkühlkörper hätte eine geringere Wärmekapazität, würde die Wärme jedoch gleichmäßiger über die verfügbare Oberfläche verteilen
4. Das Schlimmste wäre, überhaupt keinen Kühlkörper zu haben.

Answer 2

Kupfer hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit pro Volumen. Aluminium hat eine höhere Leitfähigkeit pro Gewicht und Kosten. Heatpipes sind beiden überlegen. Wärmeleitpaste zwischen dem Gerät und dem Wärmeverteiler versucht, jeden isolierenden Luftspalt zwischen ihnen zu eliminieren.

Kupfer hat außerdem eine höhere spezifische Wärmekapazität als Aluminium, was bedeutet, dass es bei gleichem Volumen mehr Wärme aufnehmen kann.

Aber nichts davon hilft auf lange Sicht, wenn Sie keinen Kühlkörper/Radiator mit Luftzirkulation haben, um die Wärme tatsächlich abzuleiten, anstatt sie nur zu bewegen.