ヒートシンクのしくみ

熱は、対流、放射、伝導の3つの異なる方法で伝達できます。伝導は、熱が固体内で伝達される方法であり、したがって、ヒートシンク内で熱が伝達される方法です。伝導は、温度の異なる2つの物体が互いに接触したときに発生します。2つの物体が出会う点で、暖かい物体の速く動く分子が、冷たい物体の遅い動きの分子に衝突します。これが起こると、暖かい物体から速く動く分子が動きの遅い分子にエネルギーを与え、それが次に冷たい物体を加熱します。このプロセスは熱伝導率として知られており、ヒートシンクがコンピューターのプロセッサから熱を逃がす方法です。

ヒートシンクは通常、金属でできており、CPUから熱を逃がす熱伝導体として機能します。ただし、あらゆる種類の金属を使用することには長所と短所があります。まず、各金属の熱伝導率は異なります。金属の熱伝導率が高いほど、熱伝達の効率が高くなります。

ヒートシンクに使用される最も一般的な金属の1つはアルミニウムです。アルミニウムの熱伝導率は、ケルビン/メートル(W / mK)あたり235ワットです。(熱伝導率の数値、この場合は235は、金属が熱を伝導する能力を示しています。簡単に言えば、金属の熱伝導率が高いほど、金属が伝導できる熱は多くなります。また、アルミニウムは安価に製造でき、軽量です。ヒートシンクを取り付けると、その重量がマザーボードにある程度のストレスをかけますが、マザーボードはそれに対応するように設計されています。それでも、アルミニウムの軽量構成は、マザーボードに重量とストレスをほとんど追加しないため、有益です。
ヒートシンクの製造に使用される最も一般的な材料の1つは銅です。銅の熱伝導率は400W/mKと非常に高いです。ただし、アルミニウムよりも重く、高価です。しかし、大量の熱放散を必要とするオペレーティングシステムでは、銅が頻繁に使用されます。

では、プロセッサからヒートシンクを介して伝導された熱はどこに行きますか?コンピュータ内部のファンは、ヒートシンクを通ってコンピュータから空気を送り出します。ほとんどのコンピューターには、プロセッサを適切に冷却するために、ヒートシンクの真上に追加のファンも取り付けられています。これらの追加のファンを備えたヒートシンクはアクティブヒートシンクと呼ばれ、単一のファンを備えたヒートシンクはパッシブヒートシンクと呼ばれます。最も一般的なファンはケースファンで、コンピューターの外部から冷気を吸い込んでコンピューター全体に吹き込み、熱気を背面から排出します。