識(shí)別CPU風(fēng)扇的好壞

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[導(dǎo)讀:]識(shí)別CPU風(fēng)扇的好壞

在散熱器自身的熱傳導(dǎo)中還有一個(gè)相當(dāng)重要的因素:氣體流動(dòng)。條型鰭片和圓柱型鰭片的差距就在于氣體流動(dòng)的過(guò)程不同。在圓柱型鰭片周?chē)?,因?yàn)闅饬饔龅降淖枇^小,更容易流動(dòng),能更多地帶走圓柱鰭片周?chē)臒崃?,增?qiáng)了對(duì)流效果。因此在散熱鰭片面積相同的情況下,圓柱型會(huì)比條型有更好的散熱效果。
  氣流在鰭片周?chē)浞钟巫邔?duì)于散熱有很大的影響。流動(dòng)越容易的鰭片設(shè)計(jì)越能得到較高的熱發(fā)散能力。這意味著鰭片的排列方式和外型對(duì)散熱有著相當(dāng)大的關(guān)系。
我們談到CPU熱量的發(fā)散主要是通過(guò)傳導(dǎo)方式,這就涉及到和處理器直接接觸的介質(zhì)——風(fēng)扇鰭片。一款高效的散熱器應(yīng)包含一套盡可能大的散熱片,并配備一個(gè)強(qiáng)力風(fēng)扇。有些散熱片還采會(huì)用特別制作的折疊式鰭片設(shè)計(jì)。折疊式的鰭片設(shè)計(jì),厚度一般都很薄。它們的熱傳導(dǎo)距離較常見(jiàn)的擠壓型鰭片要短。再加上折疊式鰭片可以保證氣流在風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)下更順暢地通過(guò),因此折疊式設(shè)計(jì)可以提高風(fēng)扇的散熱效用。
選材:
  銅或銅合金是另一套可以考慮的散熱片選材方案。但這里有幾點(diǎn)問(wèn)題要澄清:首先,銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)幾乎是鋁的兩倍,卻這并不意味著銅散熱器的散熱效果就可以達(dá)到鋁合金散熱器的兩倍。因?yàn)樯崞墓ぷ餍Ч⒉粌H由材料的導(dǎo)熱特性決定。其次,更好的散熱性能并不能彌補(bǔ)銅的市場(chǎng)缺點(diǎn)——價(jià)格較高。
  盡管這樣,還是有部分散熱片采用了銅和鋁結(jié)合的方式來(lái)制造。這些散熱片的底座大多采用銅,而金屬鰭片則采用鋁制。銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)比鋁高,能更均勻地將熱量傳送到鋁制鰭片的外圍。鋁本身的熱傳導(dǎo)系數(shù)不是無(wú)限大,鰭片內(nèi)部有溫度梯度的存在:鰭片組靠近中心的溫度較高,四周靠近外圍的溫度較低。
  這里值得注意的是,熱傳導(dǎo)的一個(gè)重要因素就是溫度梯度的存在。散熱鰭片中心部分有較高的熱傳導(dǎo)效果,四周的效果則要差些,這樣就導(dǎo)致整體熱傳導(dǎo)效果的降低。使用銅制芯片解決溫度梯度不均勻問(wèn)題,雖然熱阻有所增加,但卻大大提高了鰭片整體的溫度均勻分布,可以說(shuō)仍然是得大于失。在下表中我們給出一些常見(jiàn)金屬材質(zhì)的熱傳導(dǎo)系數(shù)。
如果芯片和鰭片間是完善的平面,熱阻可以說(shuō)沒(méi)有——當(dāng)然這在實(shí)際生活中是不可能出現(xiàn)的狀況。為了解決這個(gè)問(wèn)題,有些朋友喜歡打磨CPU芯片或散熱片來(lái)調(diào)整接觸面的平整度。
風(fēng)扇:風(fēng)扇在CPU風(fēng)冷散熱裝置中起主動(dòng)散熱的核心作用。風(fēng)扇本身的效能不佳,制作工藝不精,會(huì)導(dǎo)致散熱片局部過(guò)熱,不??緹L(fēng)扇本身的材質(zhì)塑料,繼而引起風(fēng)扇變形,轉(zhuǎn)速下降的惡性循環(huán),更嚴(yán)重的時(shí)候,會(huì)發(fā)生風(fēng)扇停轉(zhuǎn),馬達(dá)電路短路,燒毀CPU甚至引起起火的事故。
  對(duì)于風(fēng)扇,大家一般都能從扇葉大小、形狀,風(fēng)扇面積、結(jié)構(gòu)等方面獲得一些直觀的感受。其實(shí),決定風(fēng)扇散熱性能的因素還有許多因素,近期引起大家廣泛關(guān)注的是風(fēng)扇的軸承傳動(dòng)方式?,F(xiàn)在市場(chǎng)上使用的散熱風(fēng)扇主要是使用兩種軸承傳動(dòng)方式:
  自潤(rùn)軸承:也被稱作含油軸承。其工作原理主要是由于軸承中的轉(zhuǎn)桿在潤(rùn)滑劑的作用下,在軸床中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于毛細(xì)作用,與周?chē)粫?huì)有點(diǎn)接觸,使得摩擦力減到了更小,保證了工作時(shí)的穩(wěn)定性。
  滾珠軸承:這是現(xiàn)在在CPU散熱風(fēng)扇中應(yīng)用更廣泛的軸承傳動(dòng)方式。它的結(jié)構(gòu)也并不復(fù)雜,在兩個(gè)硬質(zhì)金屬環(huán)中間,置有由軸籠固定住相對(duì)位置的一系列金屬圓球,軸籠和金屬圓球之間加有潤(rùn)滑劑。這樣軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,圓球與轉(zhuǎn)動(dòng)軌道之間的接觸面極小,只要有少量的潤(rùn)滑物質(zhì),整個(gè)軸承的結(jié)構(gòu)就能夠保持較長(zhǎng)時(shí)間的壽命,并保持良好的性能。滾珠軸承結(jié)構(gòu)的問(wèn)題,主要是工作噪音稍大,且使用者不能自行為軸承添加潤(rùn)滑劑,因此,在選擇滾珠風(fēng)扇時(shí)選擇可靠的廠商非常重要。
  由于散熱器的材質(zhì)對(duì)整體散熱效果影響非常大,所以各家產(chǎn)品選用何種材料也成為本專題關(guān)注的焦點(diǎn)之一。
幾何特性與熱阻:
  散熱器底座的造型對(duì)熱傳導(dǎo)的影響有多大?這個(gè)問(wèn)題聽(tīng)起來(lái)頗為匪夷所思。
  您可以想象這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):用一厚度為10cm的鋁塊,將上層切削成散熱鰭片,底面進(jìn)行打磨后固定在CPU核心上。這樣一開(kāi)機(jī),螞蟻幾乎可以保證不需要太久就會(huì)發(fā)生當(dāng)機(jī)。
  為什么? 因?yàn)殇X塊的熱傳導(dǎo)系數(shù)雖然頗高,但內(nèi)部還是有溫度梯度存在。
  我們的結(jié)論是:對(duì)于全鋁散熱片而言,散熱器底座并非越厚越好。但適當(dāng)在CPU核心處加厚散熱片,可以提高散熱片的整體熱容量,加強(qiáng)散熱效果。
  說(shuō)到這里,很多朋友一定會(huì)舉一反三,從而了解散熱器扣具的用意了??劬卟恢皇菍Ⅵ捚潭ㄔ谛酒希淖饔酶且档蜔嶙?。熱阻與壓力存在非線性的反比關(guān)系:壓力越大熱阻越小。當(dāng)然,壓力也不可以一味增加,我們必須把扣具的壓力控制在一定范圍內(nèi)。否則象AMD Athlon XP這類核心暴露在外的CPU很可能因此受傷。
  為了降低接觸面的熱阻,人們常在芯片與散熱片之間涂抹硅脂來(lái)填補(bǔ)空隙。
  
 

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