炎炎夏日 凉风送爽——全面认识CPU散热器

硬派学堂

夏天到了,对于机箱里面的配件来说,尤其是CPU、内存、显卡、硬盘这些发热量较大的,温度的升高将导致系统不能稳定工作,甚至频繁出现死机情况。因此为电脑增加一些散热措施就是很有必要的,保证电脑能够更加稳定地工作。本文通过对风冷散热器的介绍,让大家能够更好的了解它的工作情况。

机箱中常见的散热设备

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CPU散热器
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北桥芯片散热器
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显卡散热器
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硬盘散热器
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内存散热片

风冷散热器的散热原理

从热力学的角度来看,物体的吸热、放热是相对的。只要有温差的存在,就会有热量从高温处向低温处传递的现象。风冷散热原理就是通过风扇带动冷空气吹过散热片表面,由于散热片表面与冷气流存在温差,热量就会从散热片表面传导到冷空气中,并被气流送走,从而达到散热目的。

散热器散热片的材质

1.铜还是铝?

铜具有比铝高一倍的热传导率,因此导热性能较好。但是为什么市面上大多数散热器的材料还是铝呢?这是因为铜虽然热传导率高,但是与铝相比,比热容低、密度大、价格高等因素限制了其应用。因此大部分散热器厂商从成本的因素考虑,就没有大规模的采用铜作为散热器的材料。

2.铜铝结合的解决方案

随着电子技术的发展,CPU频率越来越高,更高的频率意味着功耗和发热量增加。如何再次提高CPU散热器的散热效率就成了各生产商所必须面对的问题。正因如此,铜铝结合的散热器才应运而生。这种散热器在与CPU表面接触的部分采用传热效率高的铜作为材料,而散热鳍片就采用铝作为材料。可以说铜铝结合的散热器在降低成本的同时,也使散热器的性能得到提高。

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制造工艺

1.回流焊接技术

回流焊接技术是通过设备对焊接的温度和时间参数进行精确控制,使铜铝两种材质充分接触,是一项降低热阻的关键技术。此技术主要应用于热管式的散热器。

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热管与散热鳍片接合部分

2.高周波铜铝结合工艺

铜和铝这两种材质在物理性能上有很大的差异,因此一般的铜铝结合散热片都会存在热阻问题,而高周波技术通过特殊的设备将铝材在瞬间加热至相当温度,使铝分子充分活跃,这时将铜柱(塞铜)部分与之结合,从而最大限度的减小了两种材料之间的热阻。

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中间的塞铜部分就是用高周波技术加工的

3.精密抛光技术

精密抛光技术通过对散热器与CPU的接触面进行精密的抛光和打磨,使散热器底面的平整度达到0.01mm。高光洁度和高平整面能够使散热器底部更好的和CPU表面接触,从而提高了传热效率,获得更高的散热性能。

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抛光的底面可清晰的看到镜像

散热设计

1.四路散热风道式设计

四路散热风道式设计就是让散热片的切割方向是相互垂直的,全方位带走CPU的温度,同时还可以有效降低CPU电压调节模块(VRM)的温度,提升主板以及CPU的使用寿命。

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四路散热风道式设计的散热器

2.U形散热器

所谓的“U形散热器”,说的就是把散热器的底板做成“U形”,在不增加散热器体积的情况下,加大散热器与CPU接触的底板的散热面积,同时使得高温的散热器底板距离顶部风扇更近。“U形”底板通过添加横向、纵向的散热鳍片来加大散热面积,以获得更好的散热效能。

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U形散热器原理图和实际产品

3.“悬翼”技术

“悬翼”技术采用倒挂式32mm高度的风扇,合理的加大了扇叶与散热片之间的高度差,使扇叶悬于散热片之上的最佳“气压分隔点”,从而使流经散热片下端的气流速度较流经散热片上端的快,产生向下的压力,避免气流徘徊在风扇与散热片之间,令气流更顺畅地吹向散热片底部。

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“悬翼”技术原理图和实际产品

4.热管技术

热传递有三种形式,热传导的导热速度是最快,因此热管技术是一种高效的散热技术。目前热管散热器大多采用中空的圆柱形铝管或铜管,其中一部分空间填充有易于蒸发的液体,管壁由毛细多孔材料构成的吸液芯。管内空间始终保持真空状态,因而其中液体的蒸发温度与环境温度相近。当热管两端产生温差的时候,蒸发端的液体就会迅速汽化。由于汽化后蒸气压力较大,在压力差的作用下,通过蒸气运动至冷却端,然后遇冷重新液化,气体液化释放热量,从而把热量从蒸发端带向冷却端。液体的液态和气态的转换效率极高,因此热管的热传导效率比普通的纯铜高数十倍,甚至上百倍。热量通过热管均匀地分布到各个散热鳍片上,不会在发热部位堆积,极大地提高了散热器的散热性能。

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静音设计

1.智能温控风扇技术

智能温控风扇技术是Intel首创的风扇转速控制技术。CPU内部感应器感知CPU的功耗及温度,通过相关芯片及PWM脉宽调节式电子开关对风扇供电的脉冲频率进行调节,从而控制风扇的转速。这种调速技术相比老式的调电压和调电流控制有着电路设计简单、感应灵敏、控制精确和成本低廉等优点。风扇的转速得到良好的控制,噪音也会有所降低。

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支持智能温控风扇技术的CPU风扇接口有4个针脚

2.DVT减震技术

DVT减震设计是与汽车中悬挂减震技术理念相结合而产生的,以减震钉和专用减震框的整合化解震动力量,进而有效减少震动带来的部件损坏以及延长风扇使用寿命,并能有效抑止风扇在旋转过程中产生的噪音。

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橡胶材质的减震钉就起到了很好的减震作用