Jedną z funkcji chłodzenia zawartych w nowoczesnych kartach graficznych jest komora parowa. O komorach parowych od czasu do czasu wspomina się w materiałach marketingowych dotyczących kart graficznych – te materiały marketingowe prawie nigdy nie opisują, czym właściwie jest komora parowa lub czym się zajmuje.
Co robi komora parowa?
Komora parowa to cienka, stosunkowo płaska płyta, która służy do rozprowadzania ciepła na dużej powierzchni. Zazwyczaj stos żeber jest nakładany bezpośrednio na powierzchnię komory parowej, aby zapewnić maksymalną powierzchnię możliwą do chłodzenia przez przepływ powietrza.
Wskazówka: stos płetw to zestaw metalowych żeber zaprojektowanych tak, aby zmaksymalizować powierzchnię. Powietrze popychane przez wentylator ma wówczas dużą powierzchnię, z której może skuteczniej pochłaniać ciepło.
Komora parowa to wydrążona, uszczelniona próżniowo płyta miedziana. Punkt komory parowej, który jest połączony ze źródłem ciepła, takim jak GPU, nazywany jest parownikiem. Gdy parownik jest podgrzewany, ciecz w knotu odparowuje do postaci gazu. Gorący gaz następnie rozpręża się, wypełniając wnętrze komory, a gdy dociera do chłodniejszej powierzchni, gaz ponownie się skrapla. Chłodniejsza powierzchnia nazywana jest skraplaczem. Skondensowana ciecz jest następnie zawracana do parownika przez knot, aby kontynuować cykl.
Wskazówka: knot komory parowej działa dokładnie tak samo, jak knot świecy – przyciąga ciecz w kierunku źródła ciepła.
Dlaczego komory parowe są tak skuteczne?
Chociaż metale, takie jak miedź, dobrze przewodzą ciepło, nie są to najbardziej wydajna metoda. Duża ilość energii cieplnej może zostać przekazana do dowolnego materiału, który przechodzi przemianę fazową. Zmiana fazy to przejście z jednej postaci materii w drugą, np. ciecz w gaz lub gaz w ciecz.
Proces parowania cieczy w komorze parowej do gazu przenosi dużą ilość energii cieplnej do gazu. Gdy gaz ponownie się skrapla, ta energia cieplna jest efektywnie przekazywana do skraplacza.
Alternatywy dla komory parowej
Do podobnego zadania można by po prostu użyć litego bloku miedzi, jednak konstrukcja ta byłaby znacznie cięższa niż wydrążona komora parowa. Przenoszenie ciepła z dala od źródła ciepła do żeberek chłodzących byłoby również znacznie wolniejsze. To zmniejszenie szybkości wymiany ciepła wpłynęłoby na wydajność GPU, ponieważ zatrzymałoby ono więcej ciepła.
Inną alternatywą powszechnie stosowaną w chłodnicach procesora są rurki cieplne. Rurki cieplne działają w podobny sposób, z procesem zmiany fazy. Rurki cieplne mogą jednak w rzeczywistości przenosić ciepło tylko z jednego końca rury na drugi, podczas gdy komora parowa aktywnie rozprowadza to ciepło na dużej powierzchni. Ta różnica w polu powierzchni końca/strony chłodzącej oznacza, że komory parowe są bardziej wydajne przy: przenoszenie ciepła do większych stosów żeber, po prostu dlatego, że może mieć bezpośredni kontakt z większą liczbą żeber niż rura cieplna może być.