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PC硬件知识必修系列——散热器




 

【目录】

一、前言

二、风冷散热器
1、散热风扇相关要素——尺寸、转速、风量、噪音、温控
2、散热片相关要素——材料、鳍片、热管
3、导热介质——硅脂的涂法

三、液冷散热器
*、优点
*、缺点

四、要点总结

五、主流型号推荐

 

一、前言

时至今日,随着CPU制造工艺的越发成熟,其发热量也呈现出越来越小的趋势,我们对散热器散热效能的依赖也会越来越低。这点决定了本文不会有较深、较多的理论,只是一些浅显、入门的散热器相关知识。即便是这样,由于撸主水平有限,有些观点、认识上可能会存在错误,所以希望散热器方面的高手们发现文中的错误能及时指出,撸主必虚心学习并改正,以免本文对众小白造成误导。废话不多说,入主题吧……

众所周知,高温是集成电路的大敌。高温不但会导致系统运行不稳,使用寿命缩短,甚至有可能使某些部件烧毁。散热器的作用就是将这些热量吸收,然后发散到机箱内或者机箱外,保证计算机部件的温度正常。散热器的种类非常多,CPU、显卡、主板芯片组、硬盘、机箱、电源甚至光驱和内存都会需要散热器,这些不同的散热器是不能混用的,而其中最常接触的就是CPU的散热器。依照从散热器带走热量的方式,可以将散热器分为主动散热和被动散热。前者常见的是风冷散热器,而后者常见的就是散热片。进一步细分散热方式,可以分为风冷,热管,液冷,半导体制冷,压缩机制冷等等,而市场主流的,也是最热销的散热器主要为风冷散热器。

 

二、风冷散热器

1、散热风扇

【尺寸】:风扇的尺寸对出风量有直接的影响,在允许的范围内风扇的尺寸越大,风扇的出风量也就越大,风力效果的作用面积也就越大。所以拥有12CM风扇的九州风神玄冰智能版出风能力明显要强于9CM风扇的玄冰旗舰版。在合理的范围内,其它参数都差不多、价格又相近的情况下,风扇尺寸更大的自然更具选择性。

【转速】:在一定的范围内,风扇的转速越高,它向CPU传送的进风量就越大,CPU获得的冷却效果就会越好。但是一旦风扇的转速超过它的额定值,那么风扇在长时间超负荷之下工作时,本身也会产生热量,时间越长产生的热量也就越大,此时风扇不但不能起到很好的冷却效果,反而会“火上浇油”;另外,风扇在高速运转过程中,可能会产生很强的噪音,时间长了可能会缩短风扇寿命。因此,我们在参考风扇的转速时,应量“热”而行,而不是想当然地认为越大越好。

【风量】:风扇排风量可以说是一个比较综合的指标,换句话说,它是衡量一个风扇性能的最直接因素。任何一个扇叶扁平无角度的风扇在旋转时都不会形成气流,所以扇叶的角度是关系散热风扇排风量的决定性因素。测试一个风扇排风量的方法很容易,只要将手放在散热片附近感受一下吹出的风的强度即可。通常质量好的风扇,即使我们在离它很远的位置上,也仍然可以感到气流,这就是散热效果上佳的表现。

【噪音】:衡量散热风扇质量高低的另外一个指标是噪音大小。试想一下,如果买回来的风扇噪音很大,就算风扇其它性能非常完好,用户心里也不会踏实,因为太大的噪音将极大地影响我们操作电脑时的心情。因此,在购买风扇时,允许的情况下最好试听一下风扇的噪音,如果太大,就不要购买;当然风扇发出噪音不一定都是风扇质量的问题,也有可能是风扇的转轴润滑效果不行,或者是风扇没有被正确安装好,如果是这样的话,最好能重新给风扇定位,或者给风扇的转轴加上一些润滑剂,以保证其润滑效果良好。风扇的转动要平稳,否则很容易产生噪音,因此我们在购买风扇时,一定还要记住检查风扇滚轴轴心是否松动。

【温控】:是否支持根据温度自动调节风扇转速,同样是我们选择一款散热风扇应注重的重要参数之一。绝大多数情况下我们的CPU并非满载工作,例如我们听音乐、浏览网页时,CPU本身就很“清凉”,支持智能温控的风扇能以较低的转速工作,从而达到静音,而不支持智能温控的风扇则会不长眼色地满速运转,静音自然无从谈起了。如何判断一款风扇是否支持只能温控,很简单,看风扇供电接口就行——4PIN表支持。(除非是假四线,二封盒的都是四线,但不是温控的,注意区分;再就是技嘉AM3接口的主板,760、780、770,880等凡是AM3接口的技嘉主板,即使风扇是3P的,照样支持调速。它有一个温控电路,通过软件ET-6可进行调节,安上风扇默认自动调速)


2、散热片

【材质】:在金属材料中,银的导热系数最高,但成本高;纯铜其次,但加工不容易。风冷散热器的散热片一般采用铝合金,这是因为铝合金的加工性好(纯铝由于硬度不足,很难进行切削加工)、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高,综合运用各种导热系数高的材料已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如,有的散热片底部采用纯铜,是为了发挥铜的导热系数大、传热量相对较大的优点,而鳍片部分仍采用铝合金片,是为了加工容易,将换热面积尽可能做大,以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接,如果连接不好,反而会影响散热效果。

【鳍片】:散热片的任务除了负责将热源的热量大量吸去外,另一任务是要提供足够大的换热面积,在风扇对流的配合下,把从CPU处吸来的热量及时散发到空气中去。而负责散发热量的主要是散热片的鳍片部分。对流换热面积越大,则换热量越大,当然还必须配合风量风压都足够大的风扇才能实现。因此选用散热器时,要选散热片的鳍片较多较密的。

【热管】:热管并不是我们从表明上所看到的那样一根普通的“铜管”,它是一种具有极高导热性能的传热元件,通过在全封闭真空管内工质(热力循环中可使热与功相互转换的可压缩流体)的汽、液相变来传递热量,具有极高的导热性,高达纯铜导热能力的上百倍,有“热超导体”之美称。工艺过关、设计出色的热管散热器,将具有普通无热管风冷散热器无法达到的强劲性能。散热器上热管的数目、粗细大小都会影响散热器的散热性能。

3、导热介质

利用导热介质填充CPU与散热器底部间的缝隙,能增大CPU与散热片的接触面积,进而增大传热量。目前导热介质普遍用的是硅脂(硅脂导热膏因具有热阻低、高填充性及高温下具有流体性质且不会风干等特点,使用效果最好)。关于硅脂的涂抹,也是有讲究的,具体请参考:http://tieba.baidu.com/p/2365618825

 

三、液冷散热器

液体散热包括水冷、油冷等,普遍为水冷。

水冷散热器主要有以下优点:
1、散热效率更高。
水冷散热器的大致工作原理为:利用水的超高比热容将,再配合水泵的快速推动,将CPU(或其它热源)的热量带走,推向冷排,再由冷排与空气做热交换,完成整个换热过程。
2、对机箱风道、占用空间的要求较风冷更小。
风冷散热对散热器和机箱风道都有一定的要求,但是水冷相对于风冷,对风道的要求就小很多。你可以把冷排扔外面,完全不用担心机箱风道什么的东西;通过冷排外置,甚至连小机箱都可以安装发热很大的配件而又不用担心散热…
3、更易兼顾静音。
由于水冷冷排方面大小号都有,散热面积方面也比风冷有优势,冷排+低速扇可以完美的兼顾性能和静音。
4、有更出色视觉效果。
在机箱中加入灯光,或者使用UV水、有色管之类的,也可以大大提升视觉效果,YY程度不言而喻……

当然,水冷散热也不尽是优点,否则风冷就不会占据PC散热主流了……
水冷散热器的缺点:
1、价格普遍较风冷散热更昂贵。
毕竟几倍于风冷散热器的价格不是人人都能接受的。
2、水冷整体稍麻烦。
在初期你就要想好各个部件的位置,配件的数量,配件的类型,还有水管的走法。特别是全内置水冷,在空间规划方面要有一定的计划,并且具备一定的动手能力,免得买回来以后发现没法安装;还要注意定期增加冷夜……
3、关于水冷散热的安全性(主要为漏水)问题。
这个问题其实我想说,目前水冷的安全系数还是很高的。产品质量本身无问题的情况下,加上你安装正确,发生漏水的情况非常低;当然,如果你是一个新手,在初期设计上面出现问题,或者是安装时出错,那么漏水问题还是会来的……

 

 

四、要点总结

归根到底,散热的方式其实只有三种:热传导、对流、热辐射。这是基本物理学法则,是铁律,无论什么样的散热器、散热形式都离不了这个圈。
分别简单介绍下散热的这三种方式:1.热传导,PC里散热器的铝制、铜质底座,传递热量时都属于热传导;2.对流,PC散热中主要指空气对流,PC风扇的作用是加速空气对流,另外水冷与热管,说白了也算是一种对流形式;3.热辐射,这在PC散热中基本没有运用,生活中比较常见的例子是取暖器用来反射热量的反光板,需要注意的是这和平时说的电磁辐射没有关系。(截自卡吧《某狸的碎碎念之散热器篇》)

由于热管的引入,使得CPU与散热器直接的热量传导变得轻松自如,而热辐射在PC散热中没有应用,所以要提升散热器的散热性能,突破口自然落到了“对流”上。散热器的外观无论如何花哨,其根本目的只有一个——增大散热表面积;增强风扇提升风量的目的是加快空气对流的速度。明白了这些,散热器这部分基本就通了。有不清楚的地方,只要与“加强对流”联系起来,就都明朗了……

接下来对上面的内容做一个基本的要点总结吧:
1、散热的三种方式:热传导、对流、热辐射
2、风冷散热器分类——【塔式(侧吹式)、下压式(直吹式)】;【主动式(带风扇)、被动式(无风扇)】
3、散热风扇尺寸越大,风量越大
4、在一定范围内,风扇转速越高,风量越大,噪音也越大
5、风扇的噪音分两种:1、扇叶与空气的摩擦声 2、共振
6、支持智能温控的散热风扇更静音
7、风冷散热器分塔式和下压式,一般塔式散热器的散热性能要强于下压式
8、散热片的鳍片越多越密,其散热效果越好
9、散热器有热管好于无热管,且越多越好

 

五、优秀型号推荐

1、风冷:

——【30价位】——
AVC冽月PWM(intel)、AVC雷驰PWM(AMD)
这两款价格不贵,温控静音;转速上限高,控温能力强,适用范围广

——【40价位】——
超频三红海MINI
8CM风扇,双热管直触CPU多平台散热器,较静音,性价比突出

——【60价位】——
九州风神玄冰智能版
12CM碗状大风扇,4PIN温控,双热管直触CPU多平台散热器,性价比出众
酷冷至尊暴风S200
10CM碗状风扇,双热管直触CPU多平台散热器,较静音

——【80价位】——
九州风神玄冰300
12CM碗状大风扇,4PIN温控,三热管直触CPU多平台散热器,性价比出众

——【100价位】——
九州风神玄冰400
12CM LED大风扇,4PIN温控,四热管直触CPU多平台散热器,性价比出众

——【150价位】——
利民风灵True Spirit TS120M
12CM大风扇,4PIN温控,四热管直触CPU多平台散热器,个头小于玄冰400,兼容性好,性价比出众

——【200价位】——
采融Basic81
12CM大风扇,4PIN温控,双子峰经典设计,六热管纯铜底座多平台散热器,效能强悍,性价比出众
——【300价位】——
九州风神大霜塔
标配12CM大风扇*2,4PIN温控,六热管纯铜底座多平台散热器,风力强劲,性价比出众

现在CPU散热器的选择远没有其它件那么纠结,什么发热水平对应什么级别的散热器。目前九州风神玄冰系列几乎适用于所有主流CPU,价格实惠,质量靠谱,效能不俗,渠道也好。顺便再补几句,不要太看得起现在CPU的发热量了。AMD的U了解不多不乱说,30价位的AVC冽月就能压制intel全线不带K的U了!

 

PC硬件知识必修系列——散热器