Dissipatore ad aria per CPU – Come funziona?

Nonostante sia un aspetto fondamentale da prendere in carico quando scegli la tua CPU, il dissipatore è una componente di cui spesso si ignora l’importanza.

Nel loro funzionamento, infatti, i processori dei computer sviluppano molto calore. Se non dissipate correttamente, le alte temperature possono portare a un vasto range di conseguenze: dai malfunzionamenti alla completa rottura del chip.

Per questa ragione, scegliere il dissipatore giusto può fare la differenza nelle prestazioni e nella durabilità nel tempo della tua CPU.

Tuttavia, non tutti i dissipatori sono uguali.

Innanzitutto, c’è una differenza fra dissipatori ad aria e dissipatori a liquido, e sia nel primo che nel secondo gruppo ci sono vari aspetti da considerare.

In questa guida, ti mostrerò come funziona un dissipatore ad aria, quali sono i suoi componenti e come riesce a tenere sotto controllo le temperature della CPU.

Sei pronto? Iniziamo subito! 😉

Cos’è un dissipatore ad aria e com’è fatto

Quando si parla di dissipatori ad aria, vengono immediatamente in mente quelli a torre, come per esempio il Cooler Master Hyper H412R. In realtà le cose non stanno proprio così.

Per dissipatore ad aria si intende infatti un dispositivo a contatto con la CPU che riesce a trasferire il calore dal microchip all’aria circostante. Da questo punto di vista, può essere:

• passivo, cioè senza ventole e al massimo con delle heat pipe a fare da tramite fra il processore e le lamelle metalliche;
• attivo, dove una ventola velocizza la dissipazione del calore verso l’esterno del case.

Per tenere fede a questa descrizione, un vero e proprio dissipatore ad aria è il Golden Field MHT. Si tratta di un unico blocco in alluminio che integra sia la piastra metallica di contatto con la CPU sia le alette metalliche che dissipano il calore.

Questo è il tipo più semplice di dissipatore ad aria, che puoi trovare anche nelle soluzioni stock Intel o AMD. Ne sono provvisti per esempio il Core i5-10400F o il Ryzen 5 3600 con il famoso AMD Wraith Stealth.

Come vedremo, anche i dissipatori a torre vengono considerati “ad aria”, ma in realtà sono formati da:

• una piastra metallica a cui il processore trasferisce il calore;
• delle heat pipes, chiamati anche tubi di calore;
• un blocco in alluminio con tantissime alette metalliche, o metal fins;
• una o più ventole che allontanano il calore dal dissipatore.

Capire com’è formato un dissipatore ad aria è fondamentale per comprendere anche il suo funzionamento. 😉

Vediamolo in dettaglio.

Come funziona un dissipatore ad aria?

Dopo aver visto da cosa sono composti i dissipatori che sfruttano il trasferimento di calore con l’aria circostante, possiamo andare più nello specifico sul loro funzionamento.

Come ti dicevo, il caso più semplice è quello dei dissipatori stock, dove il calore va:

• dalla CPU alla piastra metallica a diretto contatto;
• dalla piastra metallica alle lamelle in alluminio;
• da queste ultime all’aria del case, con la ventola che allontana l’aria calda dal blocco.

Per quanto riguarda invece i dissipatori a torre, le cose sono un po’ più complesse.

Ma come? 😉

Integrated Heat Spreader e piastra metallica

Quando pensi a un processore qualsiasi, come un Ryzen o un Core i7, viene in mente l’immagine di un chip con il circuito stampato, il die con i transistor, i pin e la copertura metallica.

Quest’ultima è chiamata in gergo informatico Integrated Heat Spreader o IHS. Tradotto con diffusore di calore integrato, si tratta di una parte del microchip che:

• funge da livello protettivo per la CPU;
• convoglia il calore generato dalla componente verso l’esterno del chip.

Quando monti un dissipatore ad aria, la piastra metallica poggia direttamente sull’IHS del processore, e in questo modo assicura il trasferimento del calore.

Tuttavia, entrambe queste parti possono presentare infinitesimali imperfezioni nella superficie di contatto. Ciò vuol dire che non c’è un contatto perfetto fra le superfici e, per questa ragione, il calore non viene dissipato correttamente.

Al fine di evitare danni alla CPU, quindi, viene utilizzata la pasta termica, ovvero un composto da apporre sull’IHS e prima del dissipatore in modo da riempire queste piccole imperfezioni.

Una buona pasta termica è la Arctic MX-4 o anche la Noctua NT-H1. Da questo punto di vista, ti consiglio sempre di rivolgerti a brand conosciuti per qualità e affidabilità, un po’ come avviene quando scegli un alimentatore per il tuo PC. 🙂

Tornando sull’argomento di questa guida, il calore prodotto dal microchip passa all’IHS e – tramite la pasta termica – alla piastra metallica del dissipatore ad aria.

Inizia in questo modo il viaggio dell’aria calda verso l’esterno del case. 😉

Dissipatore ad aria: cosa sono le heat pipe

Come puoi vedere sia nei dissipatori a torre sia in quelli low profile, grande importanza rivestono la qualità e il numero dei tubi di calore, ovvero le heat pipe.

Da questo punto di vista, si va dalle due presenti nell’Arctic Freezer 11 LP fino alle sei del modello a doppia torre Noctua NH-D15.

Per andare nello specifico, si tratta di dispositivi che trasmettono il calore sfruttando l’ebollizione di un fluido. Esatto: dentro le heat pipe c’è un fluido a tutti gli effetti.

Il calore che dalla CPU è arrivato alla piastra metallica del dissipatore riscalda il fluido dei tubi di calore. Il fluido, passando da liquido a vapore, viaggia fino ad arrivare alla zona più fredda.

Quest’ultima si trova in corrispondenza del blocco di alluminio con le alette metalliche. Arrivato lì, il fluido contenuto nella heat pipe potrà finalmente:

• condensare;
• cedere il calore al rivestimento del tubo di calore;
• ridiscendere verso la base del dissipatore.

Grazie a questo sistema, i dissipatori ad aria permettono di tenere sotto controllo le temperature della CPU. Come avrai intuito, inoltre, i dissipatori a torre di cui stiamo parlando in questa guida:

• derivano direttamente dai più semplici dissipatori ad aria, come quelli stock Intel e AMD;
• costituiscono un caso particolare dei dissipatori a liquido.

Per concludere questa parte della guida, devi sapere che uno dei maggiori vantaggi delle heat pipe risiede nella velocità con cui il fluido è in grado di cambiare fase e attraversare il condotto.

In questo modo il dissipatore ad aria riesce a garantire un’efficace dissipazione del calore per processori con TDP anche abbastanza alti. 😉

A cosa serve la ventola in un dissipatore ad aria?

Nel raffreddamento di un case per PC, le ventole possono essere disposte:

• in entrata, così da convogliare l’aria fredda all’interno del case;
• in uscita, in modo da espellere l’aria calda dal case.

Nel caso dei dissipatori ad aria che montiamo sui processori, e in special modo per i modelli a torre, la ventola serve ad allontanare l’aria calda che si è accumulata sulle metal fins.

Infatti, il calore viene trasmesso dall’IHS alla piastra metallica e da questa – attraverso le heat pipe – fino al blocco in alluminio con le alette metalliche.

La loro distribuzione capillare consente di scambiare calore con l’aria, raffreddando il metallo ma allo stesso tempo riscaldando l’interno del case.

Interviene quindi la ventola che troviamo sui dissipatori ad aria attivi, che con la sua rotazione allontana l’aria calda e la indirizza all’esterno del computer.

Ovviamente, esistono diversi modelli con una o più torri e – in egual misura – con una o più ventole, ma il principio rimane lo stesso. La ventola consente un raffreddamento molto più veloce del dissipatore e quindi della CPU. 😉

Dissipatori ad aria passivi: come funzionano?

Come ti dicevo più su nella guida, esistono anche dissipatori ad aria passivi. Ti faccio due esempi:

• Arctic Alpine 12, senza heat pipe;
• Noctua NH-P1, modello di fascia alta con sei heat pipe.

Come puoi vedere, la prima caratteristica che puoi notare sono le dimensioni. La ragione è semplice.

Fare affidamento su una ventola permette al calore di essere dissipato velocemente, con due conseguenze:

• da una parte, è possibile mantenere contenute le dimensioni del dissipatore;
• dall’altra parte, aumenta necessariamente anche la rumorosità del sistema.

Un dissipatore passivo invece capovolge queste due caratteristiche.

Per un verso, è completamente silenzioso dal momento che non ha nessuna rotazione con cui fare i conti. Per l’altro verso, invece, ha bisogno di maggiori dimensioni e di una maggiore superficie con cui dissipare il calore.

Si tratta di una soluzione senza dubbio interessante, ma che diventa utilizzabile soprattutto con:

• case full tower;
• schede madri ATX.

Per tutti gli altri casi, un dissipatore a torre o a doppia torre farà il suo e manterrà livelli di rumorosità accettabili, specialmente se con ventole di ottima qualità. 😉

Considera comunque che tantissimi dispositivi utilizzano dissipatori passivi, non soltanto i processori. Alcuni esempi sono:

• le schede video entry level, come la ASUS GeForce GT730;
• gli SSD M.2 PCIe NVMe;
• le migliori memorie RAM.

Conclusioni

Nonostante siano in molti a scegliere dei dissipatori all-in-one a liquido, ancora oggi i dissipatori ad aria rivestono una grande importanza per i computer.

Come hai potuto vedere, il loro funzionamento permette alla CPU di mantenere un range accettabile di temperature nell’utilizzo quotidiano, nel gaming e anche nell’uso più intensivo.

Dopo aver visto come funzionano, puoi anche dare un’occhiata ai migliori dissipatori ad aria oggi disponibili!

E se avessi ancora qualche dubbio, scrivilo pure in un commento qui sotto: ti risponderò cercando di… dissiparlo al meglio. 😉