每到酷暑来临,计算机的散热就也成了热门话题,所不同的是,随着计算机的不断升级,CPU的发热量也是日新月异。不把散热搞好,你的爱“姬”就不仅仅是烧的“行为怪诞”或“暂时休克”了,而是要被彻底“烧”死,让你不得不忍痛付出大笔的银子,去另寻“新欢”了。为了不让这样的悲剧发生,我们很有必要从技术的角度,好好讨论一下如何为你的爱“姬”找一个好的保镖——一个好的CPU散热器。
目前,市面上绝大多数的CPU散热器都采用的是风冷散热。主要部件有两个,散热片和散热风扇。先由散热片将CPU产生的热量发散到一个较大的空气接触面上,再用风扇将热量迅速发散到空气当中。
我们先来看散热片。散热片由导热性能良好的金属制成,导热性能最好的金属当然是金银喽,不过真要拿纯金打一个散热片给我的爱“姬”装上,嘿嘿!只怕它没烧死我就先破产了,成本太高,大家包括厂家都接受不了,所以我们能够看到的散热片基本上都是铜的或铝的。铜铝都是具有较高导热系数的材料,对提高热传导效率很有帮助,铝的导热系为735KJ/(M.H.K),铜的导热系数为1386KJ/(M.H.K),在所有其它条件均相同的时候,铜在单位时间内传导的热量是铝的近两倍。
目前市面上最多见的就是铝制散热片。铝的散热性不错,重量轻且易加工,加上成本相对较低,因此市场上低端散热器产品多为铝制。如果将铝合金散热片改用铜来制造,对热的传导速率当然会有一个很可观的提升,对CPU高度集中的热量具有明显“疗效”,但是,散热片的成本也有一个很可观的提升,因为不仅仅是材料成本上升了,还因为铜的加工工艺要比铝复杂的多,因此纯铜制作的散热器市场价格不菲,多用于高端CPU的散热。
近来,一些如Tt、Cool Master等知名厂商多采用铜铝结合的方法制作散热片。例如Tt新出的火山7A散热器,做法是在铝制散热片的底部正对CPU发热区的地方嵌一块铜板,利用铜的优良的导热性将CPU的热量迅速发散到铝制散热鳍片上,这样即能大幅提高散热效能,又能把成本控制在一个大家都能接受的范围里,可谓是两全其美的解决办法。
说罢了散热片我们再聊聊风扇,这风扇里头可有许多说法。根据风扇转轴与出风方向不同可以将风扇分为轴流风扇和涡轮风扇。最常见的一种是轴流风扇,其风扇叶片一般与电动机直接相连,利用风扇叶片的扬力使空气在轴向方向流动,它体积小,重量轻,CPU,显卡等散热风扇大都是采用这种类型。涡轮风扇也叫离心式风扇。它是利用离心力使空气在叶片的半径方向流动,可以得到很高的风压,原本多用于硬盘散热,但现在也有用于CPU散热器的,但不是市场的主流产品,这里只是简单介绍一下。我们重点还是说说市场上的主流产品——轴流风扇。
随着风扇电机技术越来越成熟,涌现出很多新式的电机技术。按照现在电脑上的直流风扇的轴承可分为以下几类:
(Sleeve Bearing)——含油轴承也叫自润轴承或者油封轴承,含油轴承的结构比较简单,转轴靠轴套表面分布的很多微孔内保存的润滑油来润滑。油封轴承风扇扇叶内的转轴就是套在固定在扇框上的轴套而转动的。依靠润滑油的润滑作用使得摩擦力减到了最小,保证了工作时的稳定性。制造成本低廉,而且制造工艺简单,噪音也很小,但随着润滑剂的挥发耗损,其噪音也迅速增大。含油轴承风扇使用寿命很低,最高也只有1,5000小时,目前国内生产的含油轴承风扇一般也只有8,000小时左右的寿命。
双滚珠轴承(Two Ball Bearing)。风扇的转轴是套在上下两层滚珠轴承的轴心中的,轴承中有数颗微小的钢珠围绕轴心,当扇叶绕轴心转动时,钢珠即跟着转动,众所周知,滚动摩擦的摩擦系数要小于滑动摩擦的,因此滚珠轴承的磨损要远远小于含油轴承,且不会有漏油的缺点。双滚珠轴承的寿命较长约在40,000 ~55,000。这种风扇制造工艺制造成本很高,大概是含油轴承成本的6倍或更多。
单滚珠轴承(One Ball +One Sleeve).这种风扇其实就是用滚珠轴承搭配油封轴承的方式来降低双滚珠轴承风扇的成本,风扇使用寿命可以达到40,000小时,噪音比油封轴承风扇大,但是比双滚珠轴承风扇小。制作工业也较难,但成本比双滚珠轴承风扇小,大概能小一半左右。
磁悬浮轴承(Magnetic Bearing).磁悬浮风扇利用电磁力让转子与定子之间保持一定的间隙,避免了由于机械摩擦带来的震动,所以采用磁悬浮技术的风扇噪声小、震动小、寿命长。不过磁悬浮的转轴仍然要通过油封轴承或者滚珠轴承来连接,而不是完全使用磁悬浮轴承将转轴悬空,所以改进不大。这项技术没有得到欧美国家的认可。
纳米陶瓷轴承(NANO Ceramic Bearing)。纳米陶瓷轴承的结构比较类似于含油轴承,不同的是它是由纳米级高分子材料与特殊添加剂充分融合,使用冲模及烧结工艺制成,内含陶瓷粉,具有坚固、光滑、耐磨的特性。它的使用寿命可以达到50,000小时。这是一种新的技术模式,目前市场上仅看到Tt和富士康推出了这种风扇的散热器,其发展前景如何尚需拭目以待。
风扇的寿命固然重要,但另一个问题也不可忽视。那就是风扇的噪音问题。早期的散热器风扇,噪音还不是个问题,但随着CPU的发热量的急剧上升,为了加大送风量,风扇的转速越来越高,噪音也就越来越大,也就越来越让人难以忍受。尤其是在夜静更深之时,那单调的翁翁声令人痛苦不已。目前对付这个问题主要有两种办法,一种是加大风扇尺寸,在送风量不变的情况下降低风扇转速,减小噪音。因此风扇尺寸由原来的六厘米扇加大到七厘米、八厘米,这样可以把风扇的转速降到3000rmp以下,噪音问题也就基本上可以解决了。另一种做法是安装风扇调速器,可以人为的调整风扇转速以平衡散热和降噪的需求。Tt和九州风神的高端产品中都有这类调速风扇,其中Tt做得更是另类,竟然在散热器上装有温度探头和自动调速器,可以根据CPU的温度调节风扇转速。当然,高科技的代价是高成本,如果你的CPU不是顶级产品的话,你是很难下决心购买这么高、精、尖的散热器的。
说了半天技术的东东,我们再给你支支招。
[1] [2]
一款性能优异、价格适中的CPU散热器大体应该是这样的:散热片采用铜铝结合技术,散热片要大一些,增加散热面积,但下底面要小些,免得装不到主板上。最好是下小上大的漏斗型。风扇采用单滚珠轴承,这样成本低一些,但其寿命还足够的长;风扇尺寸要大一些,比如8厘米的;转速低一些,降低噪音;最好买品牌产品,质量比较有保证。这样一款风扇价格应在50~100元之间。还有,要注意哦,购买的时候要仔细,散热器也有假货,要是不小心把李鬼当李逵请回家去,嘿嘿!你的爱“姬”只怕要GAME OVER。
(出处:http://www.sheup.com)
[1] [2]