سرمایش فلز مایع پلی‌استیشن ۵ | مشکل یا راه‌حلی تضمین شده؟
آیا سرمایش فلز مایع می‌تواند تضمین‌کننده دمای پایین باشد؟
چندی پیش ویدیویی در کانال رسمی پلی‌استیشن در سایت یوتیوب منتشر شد که در آن شاهد دمونتاژ کامل این کنسول بودیم. در کنار طراحی داخلی نسبتاً استاندارد، استفاده از فلز مایع به عنوان خمیر رسانای گرما بین SoC («سیستم برون‌تراشه‌ای»؛ به زبان ساده، چیدمان واحد مرکزی (به صورتی) که دارای واحد گرافیکی نیز باشد) و سینک حرارتی توجه بسیاری از علاقمندان سخت افزار را به خود جلب کرد. این موضوع همچنین بحث‌های شدید و نظرات کاملاً متفاوتی را در رابطه با ارائه سرمایش فلز مایع به عنوان راه‌حلی برای مشکل دمای بسیار زیاد قطعات، ایجاد کرده است. آیا نظرات هیچ یک از این دو گروه (افراد مخالف و موافق استفاده از سرمایش فلز مایع در پلی‌استیشن ۵) درست است؟ برای دریافت پاسخ به این سؤال و بررسی روش سرمایش فلز مایع در ادامه با پیکسل آرتس همراه باشید.
بگذارید کار خود را با توضیح دادن فلز مایع آغاز کنیم. این نام نسبتاً غلط انداز به معنای داشتن آلیاژی از گالیوم، قلع و ایندیوم (که با نام گالینستان نیز شناخته می‌شود) در نسبت‌های ۳۴:۱۱:۵ است. این آلیاژ یک ترکیب یوتکتیک می‌باشد – بدین معنا که این ترکیب در دمایی کمتر از تمام مواد تشکیل دهنده آن از حالت جامد به حالت مایع در می‌آید. از این رو در دمای معمولی اتاق باید همیشه در حالت مایع باشد.
تا پیش از این، گالینستان بیشتر در صنعت بهداشت و درمان به عنوان جایگزینی برای جیوه سمی در دماسنج‌ها استفاده می‌شده است. این آلیاژ همچنین در سنسورهای فرکانس رادیویی به کار رفته و پژوهشگران نیز در حال تحقیق در رابطه با کاربرد فلز مایع در سنسورها در صنعت رباتیک هستند. هرچند، در این مقاله توجه ما به استفاده از فلز مایع به عنوان خمیر رسانای گرمای اعمال شده به CPU در رایانهها است.
هدف اصلی این خمیر افزایش کارایی انتقال حرارت از مبدل گرمای واحد مرکزی به سینک حرارتی موجود در سیستم سرمایش پردازشگر، با افزایش ناحیه اتصال بین عناصر موجود در این سیستم است. فلز مایع (مانند Thermal Grizzly Condunctonaut) دمایی بین ۲ تا ۴ درجه سلسیوس پایین‌تر از چیزی که با با خمیر‌های انتقال گرمای عادی قابل دستیابی است را ارائه می‌دهد، صرف‌نظر از استفاده از سرمایش آبی یا بادی. حتی می‌توان با آزادسازی (که به آن «پوست‌زنی» نیز می‌گویند زیرا در این روش کاور CPU را برمی‌دارید) به نتایج بهتری نیز دست یافت. این راهکار سرمایشی بسیار زیبا به نظر می‌رسد و ما دوست داریم در این مورد سونی را تحسین کنیم که با استفاده از این تکنولوژی پیشرفت قابل توجه‌ای نسبت به پلی‌استیشن ۴ (خصوصاً نسخه پرو) ایجاد کرده است، هرچند شک و تردیدهایی نیز نسبت به سرمایش فلز مایع وجود دارد.
دو عیب بزرگ در رابطه با استفاده از فلز مایع به عنوان رسانای گرما وجود دارد، که مخالفان استفاده از این سیستم در پلی‌استیشن ۵ شدیداً از این موارد در بحث‌های خود استفاده می‌کنند. مورد اول دوام و پایداری استفاده از آن است. آزمایشات و سوابق استفاده از این شیوه در رایانهها نشان می‌دهد که فلز مایع باید پس از ۲-۳ سال استفاده عوض شود. البته این موضوع توصیه شده بوده و حتماً لازم نیست پس از این مدت فلز مایع تعویض گردد. دلیل این کار خراب شدن فلز و «خشک شدن» آن به دلیل قرارگیری در معرض میزان زیادی از گرمای تولید شده به وسیله CPU است.
راه‌حل شرکت سونی برای این مشکل داشتن یک کاور SoC هواناپذیر بوده که هم از نشتی گالینستان به داخل مادربورد جلوگیری می‌کند، و هم جلوی خروج بخار از سیستم را می‌گیرد (یا حداقل آن را کاهش می‌دهد). ایده جالبی به نظر می‌رسد و پس از چندین سال استفاده از سیستم می‌توان عملکرد سرمایش آن را سنجید. اگر این ایده جواب دهد، بدون شک آن را ابتکاری موفقیت‌آمیز خواهند نامید. اما اگر جواب ندهد، در زمستان پلی‌استیشن ۵ به منبع گرمای دیگری بدل شده و حتی ارائه به‌روزرسانی‌های نرم‌افزاری برای بهبود عملکرد فن نیز نمی‌تواند کمکی به آن بکند.
دومین نگرانی در رابطه با استفاده از روش سرمایش فلز مایع تأثیر آن روی سایر فلزات موجود در سیستم سرمایش است. استفاده از یک سینک حرارتی آلومینیومی، علناً استفاده از گالینستان را غیرممکن می‌سازد، زیرا گالیوم با آلومینیوم واکنش نشان داده، و تنها ظرف چند ثانیه باعث خوردگی آلومینیوم می‌شود. لازم نیست بگوییم که در چنین وضعیتی دیگر سیستم سرمایش طبق انتظار عمل نخواهد کرد. (به احتمال بسیار زیاد) سونی از سازه‌‌ای که از مس خالص ساخته شده، در کنسول خود استفاده کرده است. هرچند که در چنین وضعیتی نیز واکنشی بین خمیر و سینک حرارتی ایجاد می‌شود، اما این واکنش تأثیری روی انتقال حرارت نخواهد گذاشت – واکنش موجود در این حالت تنها اثری بصری دارد.
در رابطه با استفاده از سرمایش فلز مایع در کنسول پلی‌استیشن ۵، هم واکنش‌های شدیداً منفی و هم واکنش‌های بسیار مثبت، هر دو اغراق شده هستند و توضیحات و صحبت‌های قابل استناد از هیچکدام پشتیبانی نمی‌کنند. این واکنش‌ها همگی بی‌معنا بوده زیرا پلی‌استیشن ۵ تازه عرضه شده و در این زمان تنها می‌توان عملکرد سیستم سرمایش آن را بررسی نمود و برای دستیابی به جواب اینکه آیا این سیستم پایدار خواهد بود یا نه، باید چندین سال صبر کنیم. آیا پلی‌استیشن ۵ با گذر زمان دوام آورده یا آن که سونی دلایل بیشتری برای انتقاد کردن به منتقدین خود خواهد داد؟ تنها چند سال دیگر می‌توان به این سؤال پاسخ داد.
