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Dissipatore PC: meglio il raffreddamento ad aria o a liquido?

dissipatore PC

Per tenere sotto controllo la temperatura della CPU di un PC è necessario utilizzare un sistema per smaltire il calore prodotto, soprattutto quando vengono eseguiti compiti particolarmente intensi. Per questo scopo è possibile utilizzare un dissipatore per PC. Le opzioni a cui ricorrere sono due: un sistema di raffreddamento ad aria oppure un sistema di raffreddamento a liquido. Tra i sistemi a liquido è possibile ricorrere a soluzioni AIO (All in One) oppure a soluzioni custom che offrono diverse opportunità di personalizzazione.

Ecco tutto quello che c’è da sapere in merito al confronto tra i dissipatori ad aria e i dissipatori a liquido per un PC e quali sono i vantaggi e gli svantaggi di entrambi i sistemi.

Perché utilizzare un dissipatore PC

I componenti di un PC desktop sono progettati per offrire il massimo delle prestazioni. Per raggiungere quest’obiettivo, la frequenza di funzionamento (il “clock”) della CPU viene spinta fino a valori molto elevati. In queste condizioni, il calore generato è elevato e deve essere smaltito per evitare che le temperature del sistema crescano in misura eccessiva, fino a toccare il punto di auto-spegnimento impostato dal produttore per evitare danni ai componenti interni.

Utilizzare un sistema di raffreddamento per la CPU (ad aria o a liquido) è, quindi, fondamentale. In questo modo, è possibile smaltire il calore e continuare a lavorare su frequenze elevate in modo da garantire performance sempre al top. Utilizzando un sistema di raffreddamento inefficace, la temperatura salirà e, per evitare di raggiungere valori troppo elevati, le frequenze verranno abbassate. In questi casi, il PC entra in Thermal Throttling (limitazione termica) e continuerà a funzionare a ritmo ridotto per evitare il surriscaldamento.

Questo scenario è molto frequente nei notebook in cui il sistema di raffreddamento è limitato per l’assenza dello spazio necessario per inserire i componenti utilizzati in un PC desktop e smaltire tutto il calore generato può diventare difficile. Sui portatili ed anche sulle console da gioco si ricorre a sistemi di dissipazione più raffinati e compatti in grado di garantire buone prestazioni di smaltimento del calore in spazi molto limitati. Con gli ultrabook, così come su smartphone e tablet, la dissipazione del calore è passiva ed il sistema utilizzato viene definito “fanless” (senza ventole).

Per tutti i notebook è possibile ricorrere anche a dissipatori esterni per migliorare l’efficacia del raffreddamento. Anche con i migliori Mini PC, per questioni di spazio ridotto, il raffreddamento non è semplice e, per questo motivo, le frequenze di esercizio della CPU non possono spingersi troppo in alto.

Cos’è il raffreddamento ad aria

La soluzione più diffusa per tenere sotto controllo le temperature della CPU è rappresentata dal sistema di raffreddamento ad aria. Sul processore viene applicato un dissipatore di calore, realizzato utilizzando, come materiale, un buon conduttore di calore. Tra il dissipatore e la CPU viene posizionata una pasta termica che consente al calore di irradiarsi attraverso il dissipatore. Il ruolo della pasta termica (solitamente pre-applicata e da sostituire periodicamente per mantenere alta l’efficienza del sistema) è di primissimo piano.

Un sistema con raffreddamento ad aria prevede poi l’utilizzo di una ventola che viene posizionata al di sopra del dissipatore. La rotazione della ventola (l’elemento a cui si deve il nome di “raffreddamento ad aria”) consente di smaltire il calore generato del processore. Per ottenere un buon sistema di smaltimento di calore, di solito, il case di un PC prevede almeno una ventola in grado di tirare aria fresca dall’esterno e uno o più ventole che si occupano di espellere l’aria calda verso l’esterno creando un vero e proprio flusso d’aria, spesso chiamato con la locuzione inglese air flow.

dissipatore PC ad aria

Un dissipatore PC ad aria – Credit: Cooler Master

La stragrande maggioranza dei PC desktop in commercio può contare su di un sistema di raffreddamento ad aria così costituito. In base alla qualità della ventola e del dissipatore oltre che dell’air flow all’interno del case, il sistema di raffreddamento ad aria del PC sarà più o meno efficace. Da notare, inoltre, che molti notebook possono contare su di un sistema di raffreddamento ad aria basato su una o due ventole, abbinate ad una heat pipe, che hanno il compito di smaltire il calore in modo più efficace rispetto ai sistemi “fanless” che, non avendo ventole, smaltiscono il calore in modo passivo.

Nella maggior parte dei casi, le CPU desktop acquistabili per assemblare un PC (prodotte da Intel o AMD) sono dotate di un dissipatore ad aria incluso nella confezione. Questi sistemi di raffreddamento ad aria sono, solitamente, di discreta qualità e possono fare un buon lavoro in quasi tutti i task. Per ottenere una dissipazione ad aria di livello superiore, però, è spesso necessario ricorrere ad un dissipatore PC di terze parti facendo attenzione, in fase di acquisto, che il sistema sia compatibile con il socket del proprio processore.

Cos’è il raffreddamento a liquido

Il sistema di raffreddamento a liquido è meno comune rispetto a quello ad aria ma si caratterizza, generalmente, per una maggiore efficacia, riuscendo a dissipare in modo migliore il calore prodotto e contribuendo a tenere sotto controllo la temperatura della CPU. Un dissipatore a liquido, dal punto di vista costruttivo, è decisamente più complesso rispetto al semplice raffreddamento ad aria.

In questo caso, il sistema è un vero e proprio impianto composto da diverse componenti che lavorano insieme per smaltire il calore. Il sistema si basa sulla presenza di un fluido refrigerante che avrà il compito di trasportare il calore generato dal funzionamento del PC. Il fluido scorre all’interno di appositi tubi e viene immagazzinato in un serbatoio. Tubi e serbatoio sono solitamente realizzati in plastica.

L’impianto di raffreddamento include una pompa, che ha il compito di “muovere” il fluido all’interno del sistema. I due punti centrali di un sistema di raffreddamento a liquido sono il Waterblock e il radiatore. Il Waterblock viene posizionato al di sopra del componente da refrigerare ed ha il compito di trasferire il calore generato da tale componente al liquido refrigerante.

Il fluido, una volta riscaldato grazie al Waterblock, si sposta nei tubi dell’impianto, grazie alla pompa, fino a raggiungere il radiatore. Questo componente ha il compito di trasferire il calore dal fluido refrigerante (riscaldato in precedenza) all’esterno. Il radiatore è solitamente composto da un sistema di ventole. La temperatura del sistema si abbasserà quando il radiatore è in grado di dissipare più calore rispetto a quanto il Waterblock ne trasferisce.

Solitamente, i dissipatori a liquidi sono “AIO” ovvero “All in One”. L’utente acquista l’intero sistema, già progettato per funzionare seguendo una precisa configurazione. Per gli utenti esperti o per chi vuole sperimentare, ci sono i sistemi di raffreddamento a liquido custom che offrono ampi margini di personalizzazione, con la possibilità di potenziare il sistema e migliorarne l’efficacia tarandola alle esigenze della propria configurazione.

Le soluzioni custom possono garantire il massimo delle prestazioni ma necessitano di maggiore manutenzione e, soprattutto, sono più complicati da installare e mettere in funzione in modo corretto. Per chi ha poca esperienza, quindi, è consigliabile puntare inizialmente su di un sistema di raffreddamento a liquido AIO.

dissipatore pc liquido

Un dissipatore a liquido AIO – Credit Corsair

Cosa differenza i dissipatori ad aria

I sistemi di raffreddamento ad aria sono, generalmente, molto simili tra loro per quanto riguarda il principio di funzionamento. Le dimensioni e le caratteristiche del dissipatore, che viene posizionato a diretto contato con la CPU, e della ventola sono gli elementi di distinzione principali da tenere in considerazione. Un altro aspetto da considerare è l’altezza del sistema di raffreddamento.

Alcuni dissipatori ad aria, infatti, sono “low profile” presentando un ingombro ridotto in altezza rispetto al piano della scheda madre. Questa particolare tipologia di sistemi di raffreddamento è essenziale quando lo spazio a disposizione non è particolarmente elevato. Solitamente, questo tipo di sistemi viene utilizzato quando il proprio case è Mini ITX o SFF, soluzioni caratterizzate da dimensioni molto compatte.

Una console come la Playstation 4, nota per essere particolarmente rumorosa per via del suo sistema di raffreddamento ad aria, deve utilizzare un dissipatore non troppo alto in quanto lo chassis presenta degli ingombri ben precisi. Un PC assemblato con un case Full Tower o Mid Tower avrà molto più spazio al suo interno e potrà, quindi, ospitare un sistema di raffreddamento ad aria più ingombrante e, sicuramente, più efficace.

Per migliorare l’efficacia dello smaltimento di calore, alcuni sistemi di raffreddamento ad aria possono utilizzare due ventole oppure possono contare su di un dissipatore realizzato con materiali più efficaci (e costosi) per trasferire il calore dalla CPU all’esterno. Da notare, inoltre, che in base alla qualità costruttiva e alla grandezza della ventola (o delle ventole), oltre che a modificare la velocità di rotazione, un sistema di raffreddamento ad aria può essere più o meno silenzioso.

Cosa differenzia i dissipatori a liquido

Quando si deve acquistare un sistema con dissipatore a liquido per il proprio PC sarà necessario verificare, con attenzione, le caratteristiche che differenziano i vari modelli. In commercio si trovano diversi sistemi AIO (All in One) tra cui scegliere la soluzione migliore per raffreddare il proprio computer.

In commercio esistono svariati “tagli” del radiatore. In linea di massima, più grande è il radiatore e maggiore sarà il numero di ventole incluse e l’effettiva efficacia della dissipazione. Ecco alcuni esempi dei radiatori che possono essere inclusi in un sistema di raffreddamento a liquido AIO:

  • 120/140 mm: include una ventola da 120/140 mm
  • 240 mm: include due ventole da 120 mm
  • 280 mm: include due ventole da 140 mm
  • 360 mm: include tre ventole da 120 mm
  • 420 mm: include tre ventole da 140 mm

Un radiatore a tre ventole sarà più efficace, in termini di dissipazione, rispetto ad uno a singola ventola che per poter raggiungere lo stesso livello di dissipazione dovrà portare la ventola ad una velocità di rotazione molto elevata, con un aumento considerevole della rumorosità. Utilizzando ventole da 140 mm, invece che da 120 mm, sarà possibile ottenere una dissipazione migliore (a parità di velocità di rotazione).

Nella scelta del sistema di raffreddamento a liquido è opportuno verificare le caratteristiche del proprio case. Ogni modello di case in commercio è progettato per ospitare un certo numero di ventole e radiatori. Solitamente, i case Mini ITX e Micro ATX, per via dell’ingombro limitato, non hanno spazio a sufficienza e non supportano l’installazione di radiatori troppo grandi. Quando si sceglie un sistema di raffreddamento a liquido, la compatibilità con il case è un passaggio fondamentale.

Dissipatore PC ad aria o a liquido: il confronto

Per tenere sotto controllo la temperatura del proprio PC (soprattutto quando si ha la necessità di prestazioni elevate, come in gaming) è opportuno considerare con attenzione il sistema di raffreddamento da utilizzare. Il confronto tra sistemi ad aria e a liquido è, quindi, un passaggio necessario. Come vedremo, in alcuni casi conviene puntare su di un sistema a liquido mentre in alti sarà più conveniente scegliere una soluzione ad aria.

Ecco i vari passaggi del confronto:

Rapporto prezzo / prestazioni di un dissipatore PC

Partiamo da uno dei parametri più importanti della scelta: il prezzo. In linea di massima, per ottenere un buon raffreddamento del computer, scegliendo un sistema ad aria è possibile risparmiare. Le soluzioni a liquido sono, generalmente, più costose. Con un sistema a liquido AIO è possibile ottenere qualcosa in più in termini di dissipazione ma il costo d’acquisto sarà sensibilmente più elevato.

In linea generale, un sistema di raffreddamento ad aria di fascia alta presenta un costo simile ad un sistema di raffreddamento a liquido di fascia media garantendo, allo stesso tempo, prestazioni eccellenti in termini di dissipazione. Per configurazioni più estreme, dove il budget diventa un aspetto secondario, i sistemi di raffreddamento a liquido sono però la scelta migliore in quanto possono garantire la dissipazione migliore.

Rumorosità

A parità di efficacia di raffreddamento, le soluzioni ad aria sono più rumorose rispetto a quelle a liquido. Quest’aspetto è evidente sia durante le sessioni più intense, in cui le temperature aumentano notevolmente ed il sistema di raffreddamento deve lavorare al massimo delle sue potenzialità, che durante un utilizzo più tranquillo in cui il raffreddamento ad aria “si farà sentire” con molta più facilità.

I sistemi di raffreddamento a liquido, come detto in precedenza, sottraggono il calore dal componente a cui sono collegati tramite un apposito fluido di raffreddamento che sarà poi raffreddato a sua volta dal radiatore. Utilizzando un radiatore particolarmente grande, quindi, sarà possibile ottenere la stessa dissipazione ma con velocità di rotazione delle ventole ridotta. Questo aspetto consente al sistema di smaltire il calore in modo più silenzioso.

Installazione e Manutenzione di un dissipatore PC

Un dissipatore ad aria è, generalmente, molto semplice da installare. Si tratta di un componente da installare direttamente sulla CPU e spesso la pasta termica, necessaria per lo scambio di calore tra processore e dissipatore, è pre-applicata. Quando si assembla un PC, nella maggior parte dei casi, l’installazione del dissipatore ad aria per la CPU non è sicuramente il passaggio più complicato da compiere ed anche chi è alle prime armi potrà montarlo senza troppi problemi.

L’installazione di un dissipatore a liquido, invece, può essere più complicata soprattutto per chi è alle prime armi con PC assemblati. In questo caso, le variabili da considerare sono diverse in quanto l’intero sistema comprende svariati componenti (pompa, waterblock, tubi, radiatore). C’è poi la gestione del liquido che, almeno inizialmente, può risultare ostica. Le difficoltà di installazione si moltiplicano se, invece di un sistema AIO, si punta ad installare un sistema custom, più personalizzabile ma anche molto più difficile da gestire per un utente alle prime armi.

Una volta installati, sia il sistema di raffreddamento ad aria che quello a liquidi (AIO) non richiederanno particolari interventi di manutenzione al netto di operazioni ordinarie oppure della sostituzione della pasta termica dopo alcuni anni di utilizzo (per mantenere sempre alta l’efficacia della dissipazione). Per i sistemi a liquido custom, invece, la manutenzione richiede sempre molta attenzione e anche un certo livello di esperienza.

Prestazioni sulle configurazioni high end

Per ottenere la massima dissipazione, necessaria per le configurazioni di fascia alta a cui vengono richiesti compiti particolarmente impegnativi, il sistema di raffreddamento a liquido ha un vantaggio in termini di prestazioni rispetto a quello ad aria. Le soluzioni a liquido custom sono ideali (per utenti esperti) in questo caso ma anche i sistemi AIO di fascia alta garantiscono performance eccellenti soprattutto se si punta su di un modello di fascia alta abbinato ad un radiatore di dimensioni considerevoli.

Questo non significa, però, che un sistema di raffreddamento ad aria non sia adatto ad una configurazione di fascia alta. In questo caso, infatti, la dissipazione del calore della CPU ad aria  può essere agevolata da un buon airflow all’interno del case che dovrà essere sufficientemente grande per ospitare ventole e radiatori in quantità sufficiente per smaltire il calore generato. Sarà necessario considerare un budget aggiuntivo per l’acquisto di ventole e radiatori extra, per creare il flusso d’aria, e di un case sufficientemente grande per ospitare tali componenti.

Illuminazione

In un PC da gaming ogni occasione è buona per aggiungere un elemento in grado di offrire un’illuminazione aggiuntiva all’interno del case. Anche il dissipatore può, quindi, essere un componente in grado di aggiungere un po’ di personalità al proprio case, a prescindere dalle sue reali prestazioni. In questo caso, il confronto tra un dissipatore PC ad aria ed uno a liquido non ha un vero vincitore. Le soluzioni AIO a liquido, potendo contare su svariati componenti, possono aggiungere diversi elementi cromatici RGB al proprio case.

Allo stesso modo, scegliendo un dissipatore ad aria per il proprio PC, non si sarà vincolati ad un intero sistema di illuminazione e sarà possibile scegliere le ventole (o i radiatori) da installare sul case per creare l’Air flow anche tenendo conto dell’illuminazione. In questi casi, è la fantasia (oltre che il budget e la compatibilità tra componenti) il principale limite da tenere in considerazione nella scelta del dissipatore. Entrambe le soluzioni possono contribuire a rendere il case più luminoso.

Conclusioni: qual è il miglior dissipatore per PC?

Il confronto tra sistemi di raffreddamento ad aria e sistemi di raffreddamento a liquido va fatto su più livelli:

  • Il rapporto prezzo / prestazioni favorisce le soluzioni ad aria che, a parità di spesa, riescono a dissipare meglio il calore
  • Il confronto sulla rumorosità (in particolare quando il PC è sotto stress) favorisce le soluzioni a liquido
  • L’installazione dei sistemi ad aria è più semplice rispetto a quella relativa ai sistemi a liquido (in particolare alle soluzioni custom); entrambi i sistemi non richiedono una particolare manutenzione (anche in questo caso fa eccezione la categoria dei sistemi custom a liquido)
  • Per una configurazione “high-end” in cui è necessario ottenere le massime prestazioni di dissipazione senza limiti di budget i sistemi a liquido sono più indicati
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