Una delle caratteristiche di raffreddamento incluse nelle moderne schede grafiche è una camera di vapore. Le camere di vapore sono occasionalmente menzionate nel materiale di marketing per le schede grafiche: questi materiali di marketing non coprono quasi mai ciò che una camera di vapore è effettivamente o fa.
Cosa fa una camera a vapore?
Una camera di vapore è una piastra sottile e relativamente piatta, utilizzata per diffondere il calore su un'ampia superficie. Tipicamente, una pila di alette viene applicata direttamente sulla superficie della camera di vapore per offrire la massima superficie possibile per il raffreddamento tramite flusso d'aria.
Mancia: Una pila di alette è un insieme di alette metalliche progettate per massimizzare la superficie. L'aria spinta da un ventilatore ha quindi un'ampia superficie da cui può assorbire il calore in modo più efficiente.
La camera di vapore è una piastra di rame cava, sigillata sotto vuoto. Il punto della camera di vapore che è collegato alla fonte di calore, come una GPU, è chiamato evaporatore. Quando l'evaporatore viene riscaldato, il liquido nello stoppino evapora in un gas. Il gas caldo si espande quindi per riempire l'interno della camera, quindi una volta raggiunta una superficie più fredda, il gas si condensa nuovamente. La superficie più fredda è chiamata condensatore. Il liquido condensato viene poi riportato all'evaporatore attraverso lo stoppino, per continuare il ciclo.
Suggerimento: uno stoppino a camera di vapore agisce esattamente come uno stoppino per candela: attira il liquido verso la fonte di calore.
Perché le camere a vapore sono così efficaci?
Sebbene i metalli come il rame siano bravi a condurre il calore, non sono il metodo più efficiente. Una grande quantità di energia termica può essere trasferita a qualsiasi materiale che passa attraverso un cambiamento di fase. Un cambiamento di fase è una transizione da una forma di materia a un'altra, ad es. da liquido a gas o da gas a liquido.
Il processo di evaporazione del liquido nella camera di vapore in un gas trasferisce una grande quantità di energia termica al gas. Quando il gas si condensa nuovamente, questa energia termica viene trasferita in modo efficiente al condensatore.
Alternative a una camera a vapore
Sarebbe possibile utilizzare solo un blocco di rame solido per eseguire un compito simile, tuttavia, questo design sarebbe molto più pesante di una camera di vapore cava. Sarebbe anche molto più lento nel trasferire il calore dalla fonte di calore alle alette di raffreddamento. Questa riduzione della velocità di trasferimento del calore influenzerebbe le prestazioni della GPU in quanto tratterrebbe più calore.
Un'altra alternativa comunemente usata nei dispositivi di raffreddamento della CPU sono i tubi di calore. I tubi di calore funzionano in modo simile, con un processo di cambiamento di fase. I tubi di calore, tuttavia, possono trasferire il calore solo da un'estremità all'altra del tubo, mentre una camera di vapore diffonde attivamente quel calore su un'ampia superficie. Questa differenza nella superficie dell'estremità/lato di raffreddamento significa che le camere di vapore sono più efficienti a trasferire il calore a pile di alette più grandi, semplicemente perché può essere a diretto contatto con più alette di un tubo di calore può essere.