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良好的散熱是系統安全的重要保障。尤其對于喜歡超頻的玩家而言,超過標準頻率工作的CPU、工作在非正常頻率下的硬盤、顯卡,以及機箱內越來越多的設備造成溫度激增,由此引發的系統穩定性嚴重下降,是玩家心中永遠的痛。在GHz時代,你的PC需要全面降溫!
自從電腦誕生以來,CPU、硬盤等幾大硬件設備就遵從著著名的摩爾定律,不停地推動IT業的發展。然而到了二十世紀末二十一世紀初,它們仿佛像脫韁的駿馬,以超越摩爾定律的速度突飛猛進。CPU在Intel和AMD的競爭中進入了GHz時代,目前市場上的主流CPU已經達到了1.6GHz,而Intel和AMD更分別推出了主頻高達2.4GHz 的Northwood核心的P4處理器及64位的Hammer處理器。在顯示卡方面,從幾年前的Voodoo、TNT到目前 新型的Radeon 8500和GeForce4 Ti,隨著芯片的頻率和處理能力的增長,畫質及運行速度得到了前所未有的提升。
但是,隨著性能的提升,芯片的功耗、發熱量也呈明顯的增長趨勢。漸漸地,人們發現,普通的風扇已經難以滿足CPU的散熱要求,顯示芯片上也覆上了散熱片與風扇。隨著磁盤技術的飛速發展,60GB容量、7200rpm轉速的硬盤成了市場的主力產品,但它的發熱量比起早期的5400rpm硬盤明顯高出一截。硬盤溫度過高,也足以造成系統工作不穩定。此外,機箱中的刻錄機、DVD-ROM及大容量內存等,也都會在工作時產生大量的熱量。可以說,在GHz時代,散熱的對象已不再僅僅是CPU,而是整機,要全面考慮每個發熱部件。
散熱的幾種主要方法
散熱,顧名思義,其首要的目的當然是為了使設備正常穩定地工作(這點在超頻后尤為重要)。隨著電腦配件集成度的不斷提高,散熱的意義亦越來越重要。如今電子市場上琳瑯滿目的散熱產品就是很好的佐證。試想,一塊指甲大小的芯片上集成了數以千萬計的晶體管,能否及時有效地散熱將直接影響到其工作情況,甚至關系到其“生存”狀況。因此,如何選擇合適有效的散熱方法就顯得尤為關鍵。就目前而言,主要的散熱降溫方式有風冷、水冷、熱管制冷、半導體制冷、壓縮機制冷、液氮制冷等。
風冷
風冷是 常見的散熱方法,就是用一塊導熱性能比較好的散熱片(一般是鋁或銅)通過特殊的介質(通常是導熱硅脂)緊貼住發熱量很大的芯片,然后再在散熱片上固定一個風扇,不停地產生強勁的風力,把散熱片上的熱量帶走,從而達到對芯片散熱的目的。
Dell計算機專用的散熱風斗。
水冷
水冷散熱也是使用散熱片對芯片散熱,與風冷不同的是,它是將水管固定在散熱片上,當芯片發出的熱量傳到散熱片上后,通過水管中反復循環的水流將熱量帶走。其散熱效果較風冷散熱有明顯優勢,但也存在著較大的弊端:首先,由于不停地將散熱片上的熱量帶走,水溫會逐漸升高,散熱的效果會越來越差;其次就是漏水問題,一旦漏水,后果將不堪設想。
水冷散熱器在市場上很少見。
熱管制冷
熱管制冷運用了熱力學的一條基本原理:當有溫差存在時,熱量必然會從高溫物體傳到低溫物體,或從物體的高溫部分傳至低溫部分。熱管是將一真空金屬管置于散熱片中,內置一吸熱芯及沸點很低的液體。工作時,由于溫度升高,一端的液體吸熱汽化,飛速到達管子的另一端,而后因這一端溫度較低,從而放熱液化,并流回去。這樣通過液體在兩態之間的變化及在管子兩端之間的流動,有效地散去了從芯片吸收的熱量,達到了較好的散熱效果。但是熱管制作成本較高,不易推廣,市面上的產品有CoolerMaster的HHC- L61等。
半導體制冷
半導體散熱是使用特殊的半導體材料(如硅片),制成半導體散熱元件,根據熱電效應,一面制冷一面發熱,發熱端通過“風冷”或“水冷”方式將制冷端從芯片吸收的熱量帶走,從而達到對芯片散熱的目的。半導體散熱的危險性也是相當大的,一旦制冷端的溫度降至一定程度就會產生結露的現象,一旦發生短路,想哭都來不及!
半導體散熱原理示意圖。
其他制冷方式
至于壓縮機制冷和液氮制冷,由于成本太高,工藝過于復雜,且不易實施,所以不太適合一般用戶使用。
此外,還有某些軟件(如:CPU Idle、Rain、Waterfall Pro)可以達到降溫效果,但如今的軟件只能為 CPU 降溫,對顯卡、硬盤等發熱大戶還是無法起作用。
由于風冷散熱器易于安裝使用,安全系數較高,且價格相對低廉,所以成為目前市場的主流。本文將主要對“風冷”式散熱技術及應用進行介紹。