CPU Bisa Kepanasan?
Halo Sob! Pada kesempatan kali ini, mimin CHIMP mau bahas masalah yang cukup umum dan menarik nih, yaitu CPU Cooling! Pernah nggak sih, lagi asik mengerjakan tugas di laptop atau komputer tiba-tiba nge-hang? Atau lagi main game tiba-tiba shutdown? Nah, bisa jadi hal tersebut terjadi karena CPU pada komputer mengalami overheat. Ingin tahu bahasannya lebih lanjut? Ayo simak artikel singkat berikut!
Mengapa CPU bisa panas?
Secara simpel nya, CPU merupakan otak sebuah komputer. Tanpa adanya CPU, komputer tidak bisa melakukan apa-apa. Seperti halnya otak manusia, CPU merupakan komponen yang kerjanya paling berat dan tidak akan berhenti selama komputer itu menyala. Pada zaman modern, CPU itu sendiri terdiri dari jutaan hingga milyaran transistor yang dapat nyala dan mati jutaan kali dalam satu siklus. Artinya, dalam satu detik, transistor dalam CPU dapat melakukan perhitungan sebanyak jutaan kali. Aliran listrik yang terus berganti-ganti dalam laju yang sangat tinggi lama kelamaan akan menghasilkan panas. Hal tersebut terjadi karena jumlah energi listrik yang berlebihan akan terbuang sebagai energi panas (hukum termodinamika). Selain itu, energi panas juga dapat dihasilkan dari aliran listrik yang tertahan oleh resistansi transistor ketika tertutup (hukum Joule). Jika dibiarkan saja, panas yang dihasilkan akan terakumulasi dan temperatur pada CPU dapat meningkat hingga melebihi 100° C.
Jika panas terus kenapa?
Jika energi panas dalam CPU tidak dapat dikeluarkan, temperatur CPU akan melebihi batas aman dan CPU akan mengalami hal yang dinamakan dengan overheat. Hal tersebut umumnya terjadi akibat overclocking. Overclocking adalah istilah yang dipakai ketika CPU bekerja pada frekuensi yang lebih tinggi dari yang seharusnya, sehingga akan menggunakan listrik yang lebih banyak pula. Pemakaian energi listrik yang meningkat umumnya akan melebihi Thermal Design Power (TDP) yang merupakan jumlah watt maksimum yang dapat digunakan oleh CPU tanpa terjadinya overheat. Akibatnya, temperatur yang sangat tinggi tersebut dapat menyebabkan kerusakan fisik permanen pada CPU atau bahkan terbakar. Oleh karena itu, CPU saat ini banyak dilengkapi dengan berbagai mekanisme pendinginan untuk menjaga temperatur CPU dibawah batas aman.
Bagaimana cara menjaga temperatur CPU?
Seiring meningkatnya performa CPU, metode pendinginan yang dapat dilakukan juga terus berkembang. Pada dasarnya, semua metode ini memiliki konsep yang sama: memindahkan energi panas dari CPU dan komponen komputer lain ke lingkungan. Hal tersebut memanfaatkan konsep hukum termodinamika yang membahas tentang perpindahan panas atau kalor. Sistem cooling atau pendinginan secara umum terbagi menjadi passive cooling dan active cooling.
- Passive cooling
Passive cooling merupakan pendinginan yang dicapai melalui pendekatan desain dari sistemnya itu sendiri, tanpa bantuan sistem eksternal. Passive cooling dapat meningkatkan efisiensi dan biaya penggunaan CPU tetapi berkemungkinan untuk mengurangi performa. Pada kasus CPU umumnya dicapai dengan mengurangi voltase pada CPU atau undervolting agar konsumsi energi listrik dapat berkurang sehingga mengurangi potensi terjadinya overheating pula. Namun, undervolting yang berlebihan dapat mengurangi performa dari CPU. Sebenarnya metode yang serupa sudah diterapkan pada CPU konsumer modern, yaitu thermal throttling. Thermal throttling adalah mekanisme pencegahan overheat oleh sistem dengan mengurangi input energi listrik secara otomatis ketika temperatur CPU melebihi batas aman. Mekanisme tersebut cukup efektif tetapi dapat mengurangi performa komputer secara signifikan. Metode lain yang dapat dilakukan adalah dengan mengatur bentuk dan peletakan dari sistem. CPU pada komputer dapat diatur sedemikian rupa agar panas terkumpul dapat tersebar rata dengan memperbesar area permukaannya. Hal tersebut akan memperbanyak kontak permukaan panas dengan udara sehingga panas yang terdapat pada sistem dapat dikeluarkan melalui udara.
2. Active cooling
Sebaliknya dengan passive cooling, active cooling menggunakan bantuan sistem pendingin eksternal untuk memindahkan panas keluar dari sistem sehingga sistem dapat bekerja dengan maksimal. Metode active cooling yang paling banyak digunakan terbagi menjadi dua yaitu air cooling dan liquid atau water cooling.
- Air cooling
Air cooling adalah metode pendinginan yang memanfaatkan udara sebagai medium penghantar panas. Air cooling bekerja dengan memindahkan udara panas pada CPU keluar dari sistem dan menarik udara dingin ke dalam sistem dengan bantuan kipas. Metode ini relatif murah dan mudah untuk dipasang dan di-maintenance. Namun, pemasangan air cooling harus memperhatikan arah gerak udara atau air flow agar pendinginan lebih maksimal. Air cooling banyak dimanfaatkan pada komputer atau laptop konsumer yang tidak terlalu membutuhkan performa tinggi.
- Liquid cooling
Liquid cooling memiliki performa pendinginan yang jauh lebih baik dibandingkan dengan air cooling. Konsep bekerjanya serupa dengan radiator pada mobil atau rumah. Komponen-komponen dalam komputer mengalami kontak dengan “water block” pada saluran yang dialiri oleh cairan. Cairan ini kemudian menyerap panas dari komponen tersebut dan membawanya ke radiator untuk didinginkan kembali dengan bantuan udara dingin dari kipas. Liquid cooling umumnya memiliki harga yang lebih mahal dan resiko yang lebih tinggi. Jika terjadi kegagalan pada cooling seperti bocor, komponen yang didinginkan dapat mengalami korsleting dan rusak. Sehingga diperlukan maintenance yang lebih agar sistem pendinginan dapat bekerja dengan baik. Metode ini umumnya digunakan pada komputer atau laptop dengan performa sangat tinggi seperti untuk high-end gaming, server, 3D animation, crypto mining, dan sebagainya.
Hal kecil lain yang sangat penting!
Tetapi Sob, cooling system tersebut harus dapat menyerap panas dari CPU dengan kontak langsung dengan sumber panasnya. Oleh karena itu, agar sistem pendingin tersebut dapat bekerja dengan baik, diperlukan teknologi pelengkap lainnya sebagai berikut:
- Integrated Heat Spreader (IHS)
IHS merupakan penutup CPU yang berfungsi untuk menjaga dan meratakan penyebaran panas pada CPU. Komponen ini umumnya terbuat dari paduan tembaga.
2. Thermal paste (TIM)
Thermal paste adalah material komposit konduktif seperti paste yang diletakkan diatas IHS untuk menghubungkan CPU dengan sistem pendingin sehingga panas dari CPU dapat pindah ke pendingin. Thermal paste digunakan untuk memastikan bahwa CPU dengan sistem pendingin dapat terhubung dengan sempurna tanpa ada celah sedikitpun sehingga konduksi dapat terjadi dengan maksimal. Thermal paste itu sendiri tersusun dari dua komponen seperti halnya komposit, yaitu matriks dan pengisi atau filler. Matriks untuk thermal paste dapat berupa epoksi, silicone, uretan, atau akrilat. Filler pada thermal paste berfungsi sebagai agen konduksi dengan material yang umumnya partikel karbon, aluminium oksida, boron nitrida, seng oksida, atau aluminium nitrida. Thermal paste didesain sedemikian rupa agar dapat berfungsi dalam jangka waktu yang panjang tanpa mengalami pengeringan atau kerusakan lainnya.
Nah, bagaimana nih Sob setelah baca artikelnya? Jadi ingin rakit PC kah? Semoga membantu ya!
Penulis
Muhammad Khalif Azhari (13721010)
Editor
Rizkynadifa Anggarine (Teknik Material 2019)
Annisa Yudiani (Teknik Material 2019)
Referensi
- https://computerinfobits.com/why-do-cpus-generate-heat/#:~:text=CPUs%20generate%20heat%20as%20they,loss%20and%20conversion%20to%20heat.
- https://www.newegg.com/insider/how-to-choose-the-right-cpu-cooler-pc-radiator-for-you/
- https://smallbusiness.chron.com/temperature-affect-performance-computer-components-28197.html
- https://ultimatelytech.com/cpu-overheating-damage/
- https://www.cdw.com/content/cdw/en/articles/hardware/liquid-vs-air-cooling-pc.html
- https://www.arrow.com/en/research-and-events/articles/thermal-paste-a-critical-tool-for-heat-management#:~:text=What%20is%20thermal%20paste%20made,zinc%20oxide%2C%20and%20aluminum%20nitride.
