¿Por qué no hacen todos los disipadores de procesador de cobre?

¿Por qué no hacen todos los disipadores de procesador de cobre?

Rodrigo Alonso

La gran mayoría de disipadores para PC están fabricados con una combinación de cobre y aluminio. Pero, si el cobre es mejor conductor de calor que el aluminio, ¿por qué no fabrican todos los disipadores totalmente de cobre? Os lo explicamos a continuación.

El objetivo de un disipador es usar una de las reglas de la termodinámica en el cual los objetos con menos calor la absorben de los que la tienen más. Algunos materiales tienen esa capacidad mayor que otros y son utilizados en el mundo del hardware informático para enfriar chips que alcanzan una alta temperatura. Muchas veces acompañados por un ventilador que se encarga de desplazar el calor absorbido por el propio disipador hacia afuera, lo cual ocurre cuando la circuitería con chips con un TDP muy alto.

 

Un concepto importante, la conductividad térmica

La conductividad térmica es una medida de la capacidad de un material para conducir el calor, y se mide en vatios por metro Kelvin (W/mK). Un material con una alta conductividad térmica es más propenso a calentarse y enfriarse rápidamente, motivo por el que para disipadores de PC se utilizan metales con un alto coeficiente de conductividad para que puedan extraer el calor rápidamente del procesador, y a su vez enfriarse rápidamente con los ventiladores.

 

¿Cuál es el mejor conductor?

El metal que tiene mejor conductividad térmica es la plata, con un coeficiente de 429 W/mK, seguido del cobre con 399 W/mK, el oro con 316 W/mK y el aluminio con 235 W/mK. Así, el cobre tiene un 60% más de conductividad térmica que el aluminio, y un 3000% más que el acero inoxidable, por ejemplo.

Cryorig C7 CU - Disipador cobre

Solo la plata tiene mayor conductividad térmica que el cobre, y el motivo por el que no hay disipadores de plata es principalmente porque se trata de un metal precioso y, por lo tanto, es muy caro debido a su escasez y su mayor dificultad a la hora de obtenerlo. . Además, la plata sin tratar es endeble, por lo que su uso en disipadores es inviable.

En la actualidad hay varios disipadores para procesador de PC que están fabricados íntegramente en cobre, pero son muy pocos en comparación con los que tienen una combinación de heatpipes de cobre y aletas de aluminio. Los motivos por los que los fabricantes lo hacen así son principalmente dos: el coste y el peso.

El último punto es importante por el hecho que si el PCB en el que están montados los chips es muy endeble entonces este se puede empezar a doblar y empezar a romper las conexiones y el cableado. Enviando al traste a toda la circuitería.

 

¿Por qué apenás vemos disipadores solo de cobre?

Aunque el cobre es un material común y no es excesivamente caro, sí que es más caro que el aluminio, por lo que los costes de fabricación y venta son más elevados. Además, un disipador por aire de grandes dimensiones pesaría mucho, ya que el aluminio pesa aproximadamente un tercio de lo que pesa el cobre. Imaginad esos disipadores de grandes dimensiones como el Noctua NH-D15 cuyo peso es de 1320 gramos, si estuviera hecho íntegramente de cobre pesaría más de 2 Kg, y eso probablemente terminaría dañando el socket y la placa base aunque se instalara un backplate más resistente todavía.

Disipador Aluminio

Estos son los motivos por los que los fabricantes prefieren fabricar los disipadores solo con los heatpipes de cobre, que son los que «sacan» el calor del IHS de los procesadores, y luego se distribuye el calor a través de láminas de aluminio, mucho más baratas y ligeras y que, aun así, tienen un buen coeficiente de conductividad térmica. Por lo que se opta siempre por una solución que combina lo económico con la eficiencia.

El resultado son disipadores muy eficientes y ya no solo en cuanto a rendimiento, sino también en cuanto a la relación prestaciones / precio, que si bien lo son menos que los que están fabricados íntegramente en cobre, son mucho más baratos de fabricar (y por ello su precio de venta también es menor) y pesan mucho menos. Es, por tanto, el alto coste del cobre lo que hace que la mayoría de los disipadores se fabriquen en aluminio en vez de hacerse puramente en cobre, eso si, utilizando partes en cobre para mejorar la eficiencia a la hora de disipar el calor.

 

En sistemas con capacidades de refrigeración limitadas

Tener un buen sistema de ventiladores o un radiador en el caso de que optemos por refrigeración líquida no es algo que esté en la mano de todos los sistemas. Por ejemplo, si tenemos un portátil, lo más seguro es que sus disipadores sean de cobre por dos motivos: su altura es muy baja y el peso no afecta a la estructura y no tenemos espacio apenás y, por tanto, hemos de buscar la máxima capacidad de disipación por área que se pueda. Muchos de estos sistemas además vienen acompañados de carcasas de aluminio-magnesio, que añaden otro nivel de reducción de calor y, en consecuencia, forman parte de la estructura de disipación del mismo.

 

¿Pertenece el futuro de los disipadores al grafeno y no al cobre?

Por otro lado, y ya para terminar. Existen desarrollados en laboratorio disipadores construidos en una variante del carbono, el grafeno. Los cuales se han pensado para disipar el calor de varios cientos de vatios. En realidad no son estructuras puramente de este material, sino que se combinan con el cobre para crear disipadores mixtos. Si tenemos en cuenta que a medida que pasa el tiempo nos encontramos con que el consumo energético y el calor aumentan en la gama alta, entonces se hacen cada vez más necesarios este tipo de disipadores.

En todo caso, no podemos olvidar que tienen una mayor conductividad térmica que los de aluminio-cobre, lo que permite que en ciertos niveles de consumo se pueda prescindir de la refrigeración activo y, por tanto, de los ventiladores. ¿Las consecuencias de ello? Sistema como portátiles ultrafinos capaces de funcionar con un TDP más alto en sus chips. Lo cual a su vez es un aumento de rendimiento considerable.

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