Tất tần tật về tản nhiệt máy tính

Tản nhiệt nước là thứ mà các game thủ “dân chơi” hoặc dân ép xung máy tính thường nhắc đến. Hay đến các hội triển lãm máy tính, điển hình là Extreme PC Master, máy nào cũng có tản nhiệt nước, kiếm một cái tản nhiệt khí muốn đỏ con mắt. Vậy tản nhiệt nước là gì, nó khác với tản nhiệt truyền thống ở điểm nào.

Tản nhiệt khí là gì ?

Tản nhiệt khí (tản nhiệt truyền thống) sử dụng một bề mặt hút nhiệt gọi là heatsink, heatsink sẽ tiếp xúc với bề mặt phần cứng tỏa ra nhiều nhiệt(điển hình là CPU) thông qua một lớp keo tản nhiệt (thermal paste). Nhiệt độ từ CPU sẽ truyền qua keo tản nhiệt rồi sau đó qua heatsink, tiếp đó sẽ được truyền qua các ống dẫn nhiệt (thường là ống đồng) lên các lá thép tản nhiệtphía trên, tại đây quạt sẽ phát tán nhiệt độ của các lá kim loại ra không khí. Sau đó quạt hút của thùng máy sẽ tống không khí nóng ra ngoài.

Đây là phương pháp tản nhiệt cơ bản và cũng đơn giản nhất. Thích hợp cho nhiều người sử dụng từ cơ bản tới cao cấp, với nhu cầu sử dụng máy tính cho làm việc và chơi game ở mức trung bình khá.

Ưu điểm: Giá thành rẻ, dễ vệ sinh / bảo trì, không gây thiệt hại nặng nề cho phần cứng khi gặp sự cố.

Khuyết điểm: Hơi ồn nếu sử dụng các loại quạt lớn hay hoạt động với công suất cao, hiệu quả làm mát không lớn và phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh, dễ bám nhiều bụi.

Tản nhiệt nước là gì ?

Tản nhiệt nước thì phức tạp hơn vì có nhiều bộ phận hơn. Dung dịch làm mát hay còn gọi là dung dịch tản nhiệt sẽ chạy trong một vòng tuần hoàn nhờ các ống dẫn theo thứ tự qua các bộ phận sau:

• Reservoir
• Pump
• Water block
• Radiator + Fan

Cũng sử dụng heatsink để hấp thụ nhiệt, nhưng heatsink của tản nhiệt nước sẽ rỗng và có 2 lỗ để nước chảy vào và ra nên gọi là water block, water block vẫn sẽ tiếp xúc với bề mặt phần cứng tỏa nhiệt thông qua keo tản nhiệt. Dung dịch làm mát (coolant) sẽ được chứa trong bể chứa (reservoir), từ bể chứa dung dịch sẽ chạy qua máy bơm (pump) và được bơm thẳng lên water block. Ở đây nước sẽ hấp thụ nhiệt từ heatsink và tiếp tục chảy lên bộ tản nhiệt (radiator) có gắn quạt. Nước sẽ chạy qua các đường dẫn nhỏ trong Radiator và các lá tản nhiệt này sẽ hút lại nhiệt, sau đó xả ra bên ngoài nhờ quạt. Dung dịch làm mát sẽ từ Radiator quay trở lại bể chứa và tiếp tục lặp lại chu trình.

Tản nhiệt nước chủ yếu dành cho những người sử dụng máy tính cường độ cao hay chơi game và làm những chương trình nặng, lúc đó phần cứng sẽ tỏa nhiệt lượng rất nhiều, khi đó thì một bộ tản nhiệt khí có thể sẽ không còn đáp ứng được nữa.

Ưu điểm: Hiệu quả làm mát cao, không ồn, làm đẹp cho máy tính, ít bụi hơn.

Khuyết điểm: Giá thành cao hơn tản nhiệt khí rất nhiều, khó vệ sinh / bảo trì, có thể gây thiệt hại nặng nề cho phần cứng khi gặp sự cố.

Chọn tản nhiệt nào cho hợp lý ?

Nói về tản nhiệt khí thì bạn cũng chả cần phải đầu tư nhiều, vì thùng máy đã có sẵn quạt, card đồ họa và cả CPU cũng vậy. Với điều kiện chơi game trung bình thì chỉ nhiêu đó là đủ, cần thiết hơn thì bạn lắp thêm vài cái quạt nữa và độn một cái CPU Cooler mua riêng hẳn hoi, vậy là máy tính bạn đã chạy phà phà mà vẫn giữ được nhiệt độ không quá cao, nhưng bù lại nó có thể sẽ hơi ồn và bụi. Nói về ồn thì thật sự nó không đáng kể lắm, người ta thường nói như vậy chứ lúc bạn chơi game thì đâu còn thời gian đâu để mà nghe tiếng quạt chạy ồn hay không, không phải như quạt công nghiệp chạy ầm ầm đâu. Còn về bụi thì vệ sinh cũng rất dễ, chỉ cần tháo ra lấy cọ quẹt quẹt là xong.

Vậy tản nhiệt nước thì sao, tản nhiệt nước sẽ luôn giữ cho máy có nhiệt độ thấp nhất có thể, nhưng muốn sử dụng thì bạn phải bỏ ra một “cục tiền” để đầu tư, nhưng bù lại thì máy vừa mát mà lại vừa đẹp. Bạn cũng phải xem xét nhu cầu mình có cần tới tản nhiệt nước hay không chứ không phải cứ mua là tốt, ví dụ bạn là dân ép xung hoặc PC Master Race thích Ultra High các kiểu con đà điểu và bật máy 24/24 thì OK – tản nhiệt nước là lựa chọn hợp lý rồi. Ngược lại nếu chỉ sử dụng mức trung bình hoặc nhà bạn mát mẻ hay có máy lạnh thì thay vì tiền bỏ ra mua tản nhiệt nước, thì bạn có thể bù vào để nâng cấp phần cứng.

Phân loại tản nhiệt nước

Tản nhiệt nước chia thành 2 loại là custom và pre-filled:

Custom chính là các bộ tản nhiệt có ống ngoằn ngoèo mà bạn thường thấy, người sử dụng sẽ mua các bộ phận riêng và ráp lại theo ý muốn. Muốn làm được một bộ custom hoàn chỉnh và hoạt động trơn tru thì bạn phải bỏ ra kha khá thời gian để nghiên cứu từng món, xem xét các món mình mua có vừa với phần cứng hay thùng máy hay không.v.v.. Qua thời gian sử dụng, bạn cũng phải bảo trì toàn bộ hệ thống như thay nước vệ sinh ống dẫn hay tản nhiệt. Bạn muốn làm một bộ như thế này thì giá cũng khá đắt tiền, vì phải mua từng món, đương nhiên tiền nào của nấy, những món bạn mua riêng thì chất lượng phải tốt rồi.

Custom water cooling kit (custom kit) cũng là dạng custom nhưng được sản xuất thành một gói hoàn chỉnh, giống như bạn mua một bộ vòi sen vậy – trong đó có tất cả những thứ cần thiết, chỉ cần bạn lắp ráp mà thôi. Các bộ phận của tản nhiệt nước custom sẽ rõ ràng từ Pump – Reservoir – Water block cho tới Radiator và cả ống dẫn, thứ duy nhất thường không bán kèm là dung dịch làm mát nên bạn phải mua riêng. Tuy được sản xuất thành mộ bộ hoàn chỉnh, nhưng bạn cũng phải xem xét các thông số kỹ thuật giữa phần cứng + thùng máy của mình với những món sắp mua, để kiểm tra độ tương thích. Bảo trì và làm vệ sinh cũng như custom loop. Loại này đóng thành một gói nên giá cũng khá mềm, chênh lệch một bộ  Pre-filled không nhiều lắm.

Pre-filled là loại được làm sẵn, hoàn toàn khép kín, nói cho dễ hiểu là “Đồ may sẵn” – mua về là mặc thôi. Loại này thì dễ hơn nhiều, thích hợp cho những ai muốn sử dụng tản nhiệt nước mà không cần bỏ thời gian ra nghiên cứu. Chỉ cần mua về một bộ, ráp vào phần cứng cần làm mát theo hướng dẫn vậy là xong. Bạn cũng cần xem thông số kỹ thuật của tản nhiệt nước có hỗ trợ cho phần cứng của mình hay không, ví dụ như water block cho CPU có hỗ trợ cho socket của bạn không. Cũng tùy loại mà bảo trì và làm vệ sinh cũng khác nhau, có loại thì bạn phải thay nước khi sử dụng qua khoảng vài tháng, có loại thì sử dụng đến vài năm là hết tuổi thọ. Một bộ Pre-filled có giá cũng khá dễ chịu, không quá chát mà lại dễ lắp ráp và sử dụng.

Tự làm một bộ tản nhiệt nước custom đơn giản và tiết kiệm nhất

Phần này cũng giống như chơi Gundam vậy, bỏ công sức và tiền bạc ra để mua xong rồi về lắp ráp, thú vị nhất là lúc ráp, nhưng vui hơn là lúc thấy bộ tản nhiệt nước chạy trơn tru.

Những thành phần cơ bản cũng tương tự như trên và thêm một số linh kiện đi kèm:

• Reservoir
• Pump
• Water block
• Radiator
• Tube (tubing)
• Fan
• Coolant
• Fitting
• Biocide / Kill coil
• Zip tie (dây nhựa rút)

  

• Reservoir: Chỉ đơn giản là bình chứa mà thôi. Có loại thì làm riêng, có loại thì đặt sẵn pump bên trong giúp tiết kiệm không gian trong thùng máy cho bạn. Cũng có loại được thiết kế sẵn cho vị trí đặc biệt trong thùng máy như nằm trong khe để ổ đĩa quang chẳng hạn, hoặc nằm rời tùy theo vị trí mà bạn muốn lắp. Bạn nên xem xét kích thước của Reservoir và vị trí lắp đặt trong thùng máy, như lắp vào thành máy hoặc vào khay đựng ổ đĩa.

  

• Pump: Dùng để bơm nước. Pump cũng có nhiều loại, có loại thì sử dụng riêng cho một loại Reservoir hoặc có sẵn bên trong Reservoir, có loại thì sử dụng độc lập với nhiều loại Reservoir. Một điều cần lưu ý là nếu dung dịch làm mát chảy qua nhiều bộ phận và bị cản trở nhiều (chảy qua các khúc cua) thì bạn phải cần máy bơm có áp suất cao.

• 

• Water block: Có nhiều loại water block cho các phần cứng khác nhau từ CPU – GPU cho tới RAM. Ở đây nếu bạn mua Water block cho CPU thì phải kiểm tra sản phẩm có hỗ trợ socket bạn đang sử dụng hay không, đối với GPU và RAM cũng như vậy. Nhưng thường là chỉ áp dụng cho CPU và GPU là chính còn RAM thì không thông dụng lắm.

  

  Radiator: Khá quan trọng khi chọn mua, bạn nên kiểm tra không gian trong thùng máy của mình rồi lựa chọn kích thước cho phù hợp, đặc biệt là xem xét thùng máy có chỗ để lắp hay không – nhất là các thùng máy cũ. Những thùng máy hiện nay thì thường sẽ hỗ trợ, ngoài ra còn có các thùng máy có chú thích “hỗ trợ tản nhiệt nước” thì càng tốt. Radiator sẽ có các thông số như sau: độ dài, độ dày và vây (fin). Độ dài của Radiator sẽ cho bạn biết số quạt và kích thước quạt bạn có thể gắn. Độ dày thì sẽ ảnh hướng tới công suất tản nhiệt. Vây là miếng kim loại được xếp thành hình zigzag trên Radiator, có thông số mà bạn cần biết là FPI (Fin per inch) có nghĩa là số vây trên 1 inch, FPI càng cao thì vây sẽ càng nhiều. Độ dày và FPI sẽ ảnh hưởng luồng khí mà quạt thổi qua, nếu bạn có thể gắn được nhiều Radiator trong thùng máy thì nên lựa loại có độ dày và FPI vừa phải, nếu chỉ gắn được một thì nên sử dụng Radiator dày và FPI lớn.

• 

• Fan: Bộ phận quan trọng tác động tới quy trình tản nhiệt. Quạt sẽ thổi không khí nóng từ Radiator ra ngoài. Công suất của quạt cũng ảnh hưởng rất nhiều và đi song song với Radiator, Radiator có độ dày và FPI lớn bao nhiêu thì quạt phải có công suất lớn bấy nhiêu, nếu quạt quá yếu thì không thể đẩy không khí xuyên qua Radiator được.

  

  Tube: Có nhiều loại như ống nhựa dẻo, ống nhựa cứng và thủy tinh hay thậm chí là kim loại. Ống nhựa dẻo thì bạn nên lựa loại cao cấp nhất mà mua, hoặc chọn những nhà sản xuất nổi tiếng chẳng hạn như Thermaltake. Ống nhựa cứng thì chia thành nhựa PETG và nhựa Acrylic, nhựa PETG thì dễ gia công hơn – bền hơn – nhưng đục dần qua thời gian, nhựa Acrylic thì rất trong và đẹp nhưng lại khó gia công và giòn. Thủy tinh thì đẹp hơn nhưng cực kỳ khó gia công và cũng khá nguy hiểm, kim loại thì dễ gia công hơn thủy tinh nhưng chủ yếu để làm những bộ custom đặc biệt chứ không sử dụng nhiều. Vì ở đây làm một bộ tiết kiệm nhất nên sử dụng ống nhựa dẻo là hợp lý nhất.

  

  Compression Fitting có một cái đai để siết ống

  Fitting: Phần để bạn cắm ống dẫn vào từng bộ phận trong hệ thống. Mỗi món trong hệ thống sẽ cần 2 Fitting cho đầu ra và vào. Fitting cũng có 2 loại là Barbs Fitting là món rẻ và tiết kiệm nhất, đây đơn giản là một đầu nối ống để bạn cắm ống vào. Compression Fitting là loại cao cấp hơn, nó có thêm một cái đai để giữ chặt ống (loại này thì mắc tiền hơn). Khi mua Tube và Fitting thì bạn phải chú ý kích thước, đường kích bên trong thành ống phải bằng với đường kính của viền ngoài Fitting.

  

• Coolant: Dung dịch làm mát – thứ tối quan trọng trong cả hệ thống. Theo các chuyên gia và dân chuyên nghiệp trong nghành này khuyên dùng đó là nước cất. Nước cất là nước cực kỳ tinh khiết, không có bất cứ tạp chất nào trong đó, để khi chảy trong hệ thống, nước sẽ không có hiện tượng đóng rêu hay cặn gây nghẽn và dơ. Người ta thường thêm màu cho đẹp nhưng không khuyến khích, nếu bạn muốn màu mè mà giữ được cho hệ thống sạch thì lựa ống dẫn có màu là xong (vừa tiết kiệm vừa đẹp). Tuy nhiên để tìm được loại nước cất chất lượng thì cũng hơi khó vì có nhiều loại nước cất “hàng lô”, nên nếu không tìm được những chỗ như bán dụng cụ thí nghiệm hóa học hoặc y tế để mua nước cất thì bạn cứ mua Coolant của các nhà sản xuất luôn cho chắc ăn. Ngoài ra để tìm được các loại hóa chất kháng khuẩn cũng rất khó nên mua luôn Coolant cũng tốt, giá cũng đa dạng mà lại dễ tìm.

  

  Biocide / Kill Coil: Biocide là chất kháng khuẩn, nó sẽ giúp tiêu diệt vi sinh vật hay các loại tảo sinh ra trong dung dịch làm mát, chỉ cần nhỏ 2 giọt vào (Reservoir) là đủ. Kill Coil cũng tương tự như vậy, nhưng chỉ đơn giản là một miếng bạc được cuộn thành giống lò xo, bạc cũng có tác dụng khử vi khuẩn, bạn cũng sẽ bỏ Kill Coil vào Reservoir. Thường thì chỉ cần sử dụng 1 trong 2 để giữ cho nước cất được sạch nhưng nếu bỏ cả 2 vào thì cũng không sao. Lưu ý là 2 thứ này chỉ sử dụng cho nước cất mà thôi, còn các dung dịch làm mát từ các nhà sản xuất thì không được thêm vào.

  Lắp ráp tản nhiệt nước

  

  Trước hết là rửa các bộ phận từ Tube – Water block – Reservoir cho tới Radiator. Loại nước sử dụng để rửa tốt nhất vẫn là nước cất nhưng nếu bạn không tìm được thì có thể thay thế bằng nước đun sôi sau đó để nguội một chút rồi rửa. Trong Radiator mới mua về sẽ có những vụn li ti còn sót lại bên trong nên đầu tiên bạn phải súc cho sạch Radiator bằng nước cất, bạn có thể đun sôi nước cất lên sau đó dùng phễu để chế vào, sau đó bịt 2 đầu lại và lắc. Trong khi đó, bạn xem xét tình hình thùng máy của mình nên đặt Reservoir và Pump ở đâu, đi đường ống như thế nào cho đẹp. Nhân tiện tháo luôn tất cả dây nhợ bên trong và ngoài thùng máy, chỉ chừa lại dây từ ổ điện đi vào PSU và nhớ là tắt công tắt của PSU.

  

  Sau khi xem xét tình hình trong thùng máy, bạn tháo hết các loại quạt và CPU cooler có sẵn. Vệ sinh lớp keo tản nhiệt cũ bằng cồn và vải mịn / khăn giấy cao cấp để tránh bụi giấy sót lại, sau đó gắn giá giữ Water block ở mặt sau motherboard (đọc kỹ hướng dẫn sử dụng trước khi lắp). Sau đó bạn bôi lên một ít keo tản nhiệt rồi gắn Water block lên, nhớ là siết ốc chặt vừa phải. Sau đó vặn Fitting vào Waterblock, bạn sẽ vặn bằng tay sao cho chặt nhất có thể, sau đó có thể dùng cờ lê (mỏ lết) để siết nhẹ thêm một chút – nhớ là phải thật nhẹ. Lưu ý là có một số Water block sẽ ký hiệu đường ra và vào của dòng chảy, nên bạn nên xem kỹ và sắp xếp sao cho thuận lợi của cả hệ thống.

  

  Tiếp đó là gắn Fitting vào Radiator, sau đó là quạt. Cách tối ưu và thường được áp dụng nhất là gắn quạt bên dưới Radiator, để quạt có thể đẩy không khí nóng ra ngoài (áp dụng được cho các loại quạt có công suất khác nhau). Radiator thường sẽ đi kèm ốc vít phù hợp, nhưng trường hợp không có thì bạn phải vặn ốc khác vào, chú ý không sử dụng ốc quá dài phòng trường hợp ốc khi vặn xuống sẽ đâm thủng Radiator (nếu thủng là Radiator của bạn sẽ đi bụi). Xong xuôi hết thì bạn luồn dây nhợ của quạt sao cho dễ cắm vào nguồn, canh hướng của 2 đầu ra vào của Radiator sao cho tiện khi bạn nối ống.

  

  Kế đó là chuẩn bị Reservoir và Pump. Bạn vặn Fitting vào Reservoir và Pump, lưu ý là thật cẩn thận vì Reservoir và Pump bằng nhựa – chỉ cần nứt một chút là coi như bỏ đi, bạn chỉ nên vặn chặt bằng tay sau đó siết thật nhẹ bằng cờ lê (mỏ lết). Tiếp đến là gắn Reservoir và Pump vào thùng máy, một điểm quan trọng cần chú ý là bạn phải đặt Reservoir luôn cao hơn Pump một chút để nước / Coolant có thể tự chảy trực tiếp xuống Pump (trường hợp gắn Reservoir và Pump riêng lẻ). Ngoài ra bạn cũng phải kiểm tra đường vào và ra của Pump rõ ràng trước khi lắp. Bạn không nên cắm dây nguồn của Pump vào motherboard, chỉ nên cắm vào dây từ PSU mà thôi.

  

  Sau đó bạn ướm độ dài bằng mắt để cắt ống, nên cắt dư một chút rồi sau đó điều chỉnh độ dài sau, cố gắng cắt cho đầu ống càng đẹp càng tốt để khi gắn vào Fitting sẽ không bị lỏng. Lưu ý là các đường ống không được gấp khúc, vì sẽ ngăn không cho nước lưu thông. Khi đã chắc chắn đường ống đã được nối hoàn chỉnh rồi thì bạn sử dụng Zip tie (dây rút nhựa) để thắt chặt lại chỗ đầu ống và Fitting, trường hợp bạn sử dụng Compression Fitting thì không cần Zip tie.

  Chạy thử và kiểm tra

  Kế tiếp là bắt đầu chạy thử, bạn phải gỡ ra hết những dây nhợ gắn trên phần cứng, sau đó lấy khăn giấy lót bên dưới các đường dẫn và chỗ nối ống để kiểm ra rò rỉ. Lúc này bạn sẽ chỉ chạy không bộ nguồn và hệ thống tản nhiệt nước thôi nên phải “đề” bộ nguồn và chạy độc lập. Bạn sẽ chập 2 dây xanh lá và đen lại với nhau trên đầu cắm 24-pin, bạn sẽ sử dụng một cái kẹp giấy để cắm 2 dây này lại với nhau (nhớ tắt nguồn trước khi cắm). Một số bộ có thể có sẵn dụng cụ để chập dây nên bạn chỉ cần cắm thẳng vào thôi, nếu không có thì sử dụng cách trên.

  

  Tiếp đến là đổ dung dịch vào Reservoir bằng phễu, chỉ đổ tới gần đầy bình thôi, sau đó bật nguồn lên cho nước chảy xuống tới khi mực nước gần tới đáy là tắt nguồn ngay, không được để Pump chạy khô, tốc độ chảy khá nhanh vì chưa tới 1 giây nên bạn nhớ chú ý mực nước cẩn thận. Tiếp nước cho Reservoir và lập lại quy trình cho tới khi mực nước trong Reservoir không trồi sụt như lần đầu nữa. Nhiệm vụ của bạn lúc này là tống hết bong bóng nhỏ li ti bám trên ống và Radiator ra bằng cách gõ nhẹ vào ống hoặc nghiêng nhẹ thùng máy (cẩn thận vì bạn chưa đậy nắp Reservoir lúc này). Càng tống không khí ra nhiều thì mực nước sẽ giảm đi một chút, nên bạn nhớ canh chừng và tiếp thêm nước. Khi thấy nước đã chảy ổn định và đã hết hoặc còn rất ít bong bóng khí thì bạn có thể nhỏ 2 giọt Biocide vào Reservoir, hoặc cho Kill Coil vào, sau đó đổ nước lên gần đầy Reservoir (chừa lại một chút khoảng trống) và đậy nắp lại.

  Chú ý để mắt tới hệ thống để kiểm tra rò rỉ, để bảo đảm thì bạn phải để cả hệ thống chạy như vậy liên tục qua tối thiểu 12 tiếng, hoặc 24 tiếng để chắc ăn hơn sau đó cắm mọi phần cứng về vị trí cũ. Trường hợp bị rò rỉ thì bạn tắt nguồn ngay và kiểm ra chỗ rò, sau đó cũng phải để phần cứng khô hoàn toàn rồi mới bắt đầu chạy lại (tối thiểu 12 tiếng). Vậy là xong, bạn đã tự ráp được cho mình một hệ thống tản nhiệt nước cực kỳ đơn giản nhưng lại hiệu quả để giải nhiệt cho máy tính. Lúc này bạn sẽ thấy phần cứng được gắn tản nhiệt mát hơn hẳn, nhiệt độ thấp hơn nhiều so với lúc trước, bạn sẽ có thể bắt đầu ép xung hay chơi những game hầm hố trong thời gian dài.