PC“避暑”导航:电脑系统散热解惑

主题策划

在炎炎夏日来临之际,所有的电脑用户都将面临一个问题:散热。对于PC来说,在温度较高的环境下,各种因为高温导致的问题都将一一现形,如果PC的散热措施做得不好,那么像蓝屏、死机、系统不稳定等现象都有可能出现。尽管不少用户都清楚散热对自己电脑的重要性,但是如何正确地选择散热设备,最合理最有效地为自己的电脑降温,却常常是让用户头疼的问题。如果你到现在还不知道如何解决自己电脑散热问题的话,不妨跟着评测工程师的笔触,通过我们的评测数据和理论知识,一步一步地打造属于自己的“低温电脑”。

处理器篇

处理器一向都是PC整个系统中发热的大户,尽管这几年Intel和AMD在节能上下足了工夫,功耗和发热相比过去的处理器已经降低了很多,不过目前不管是Intel还是AMD的四核处理器,其功耗依然不容小觑。像Intel的Core2 Quad Q9650正常功耗就达到了95W,而满载后功耗更是达到100多W;即使如奔腾双核E5200这样功耗较低的产品,在超频后其发热也会大大提升。当然,现在的盒装处理器都搭配有散热器,但实际上,一方面标配散热器不一定能对付得了超频后的处理器,另一方面,很多希望超频的玩家本身就直接购买了散片的处理器,需要另外购买更强大的散热器。此外,原装散热器在照顾CPU周边电路、主板芯片散热方面也有一些值得改进的地方,这方面很多独立的散热器产品就要做得好很多。所以对于购买低频处理器同时不超频的用户来说,盒装的散热器或许足以应付(如果是假盒装中的散热器一样不行),而对于喜欢超频的DIY用户而言,强化自己处理器的散热能力绝对是有必要的。

哪种材质的散热器更好?

在《电脑报》以前的相关文章中,我们已经对CPU散热器的选购进行了很多次详细的介绍,出于散热性能、加工难度与成本的原因,铜与铝合金是最适合做CPU散热器的材料。铜拥有比铝更好的导热能力,但很多铜质散热器都比较笨重,对主板与机箱的强度有一定要求;铝合金质量较轻,加工难度低,导热性能良好,是性价比不错的材质。

dsc00453.jpg
23-d4-3.jpg
早期一些原装散热器采用全铝散热片

当然从现在的市场来看,很多散热片采用了铜铝结合的设计,在散热效果与成本之间作出一个平衡,但这个结合工艺的好坏,就完全决定了散热器产品的优劣。现在流行的铜铝结合工艺主要有铝质散热片嵌铜、塞铜以及冷锻、压固、回流焊等等,其中冷锻成本昂贵,主要用于高端产品,压固成本低廉,被广泛应用,而另一些常见的散热器大都使用了铝质散热片底部嵌铜的做法。那么对于用户来说,到底是采用全铝散热器比较好,还是采用铜铝结合散热器比较好呢?下面还是让我们通过测试来比较一下。

在我们的测试中,选择了两个体积比较接近的Intel原装散热器,一个采用全铝材质,另外一个则采用了铜铝结合的材质。在都不使用风扇的前提下,我们可以很明显地看出,底部嵌铜的方式对于提升散热器性能来说有比较明显的帮助,铜的瞬间吸热能力也让开机温度相对全铝要低一点点。当然,实际选择中,影响散热效果的因素还很多,例如扣具的力度、鳍片的设计、铜铝结合的紧密程度等等。不过从选择散热器的角度来说,通常选择铜铝结合的散热器,在散热性能上还是要强于全铝散热器。如果散热片是全铜材质的话,那么无疑散热性能会更好,不过由于成本和重量的问题,纯铜材质一般都较少应用在低端散热器上。

风扇转速越快越好吗?

我们现在使用的CPU散热器大都是主动散热的风冷式散热器,虽然也有部分厂商推出了不带风扇的完全静音版散热器,但在目前主流的电脑上,完全被动散热的散热器在成本不高的情况下,散热效果和普通的风冷完全不可同日而语,所以,我们建议大家还是选择主动散热的产品。

对于很多用户而言,往往有一个概念的误区:风扇的转速越快,散热器散热的性能就越好。实际上,风扇和散热器之间的性能联系,主要还是要看风扇的三个规格:转速、风量以及风压。这三个规格也是直接影响到散热性能以及噪音控制。从市面的产品来看,CPU风扇目前主要走大尺寸高风量、小尺寸大风压两种路线,配合散热片的设计,两者各有所长:前者噪音小,适合大尺寸散热片,但散热器体积较大;后者体积小,可以配合的散热片形式比较丰富,散热效果较好,风扇转速更快,但噪音难以控制。现在常见的解决方案是:智能调速。很多主板都已经支持根据处理器温度自动调节风扇转速的功能。那么到底是大尺寸大风量效果好,还是小尺寸高风压更好呢?我们找来两款具有代表性的产品进行对比,测试中观察AMD处理器在满载情况下1小时后的核心温度。

可以看到,这两款散热器的散热能力基本上差不多。两者都有各自的优缺点。对于9cm的高风压风扇来说,风力强劲,弥补了散热片面积相对较小的弱点,另外正是因为散热片体积不大,所以比较好安装,但由于转速高、风压大的原因,风扇的噪音也很明显;对于12cm的大风扇散热器来说,转速低,噪音低,但风量很大,除了对CPU散热外还可以照顾其他周边元件的散热,但是散热器整体体积偏大不利于安装。单从这个测试结果来看,风扇转速越高,并不代表着散热器的散热性能就越强,特别在不同材质、大小的散热器上,这一点就体现得更明显了。从用户使用的角度来说,选择一款合适的散热器并不能只看它的风扇转速,要从散热器风扇、散热片、材质、体积各方面综合考虑,才能选择到适合自己的产品。

选择热管因人而异

热管散热器,在过去往往价格不菲,但是现在热管在很多散热器上都已经成为了标配,价格也已经能让人接受了(百元之内也能买到)。一般来说,我们使用的热管散热器在吸热端要加装铜或铝质的吸热片,在散热端也要配备密集的散热鳍片。虽然采用热管的散热器大都看上去比较豪华,但并不能说采用热管技术的散热器一定就比常规的散热器强,热管的制造工艺、材质的选择、热管与散热片的接触紧密程度、散热端鳍片的设计以及风扇的设计等等,都会影响到整个热管散热器的效果。

现在市场中一些廉价的热管散热器都存在热管与散热片之间接触不够紧密的问题,这主要是因为制造工艺还不过关,另外,也有散热片材质偷工减料,导热性能打折扣的。所以在购买热管散热器的时候,不妨多选择一些品牌口碑较好的大厂产品。当然,一款优秀的热管散热器的性能往往要比普通铜底散热器要强,在这里我们选择了一款做工比较好的Intel平台热管散热器与普通铜底散热器进行对比,对比过程中不都使用风扇,看看1分钟内CPU温度上升的速度与幅度。

可以看出,采用6条热管设计的散热器明显核心温度上升要慢一些,而且这种散热效果,随着处理器本身发热以及超频的幅度越大,它的效果将更加明显。不过由于热管热容小的特性,必须要在热管散热端使用更密集的鳍片来保证散热面积。而且从使用角度而言,Intel原装的铜铝散热器效果也并不差,如果是普通用户的话,那么在平时使用时,没有必要一定要使用热管散热器;如果用户要长期超频或者本身购买的是功耗以及发热较大的处理器,那么一款优异的热管散热器应该是更好的选择。

23-d4-4.jpg
Intel的高端原装风扇转速高达4500rpm
23-d4-5.jpg
热管散热器现在已经很常见了
23-d4-b1.jpg
23-d4-b2.jpg
23-d4-b3.jpg

主板篇

除了处理器,主板是整个系统中另外一个发热大户。在工作中,主板的南北桥芯片、供电系统(包括MOS管以及电感)以及内存都会产生不少热量。主板制程工艺虽然一直在改进,但是随着主板上的功能越来越多,主板整体的发热并没有明显的下降,特别在一些整合度比较高的主板上,主板某些部件的温度甚至会超过处理器。在较早前,一些主板大厂就开始在自己的主板上强化散热,包括增加散热器甚至是使用热管导热。当然对于用户来说,目前除了单独为自己的主板加装一些散热设备以外,也可以从另一个角度去考虑主板的散热,那就是风道。

强化主板原有的散热设备

强化主板本身的散热其实主要是针对一些老主板用户,现在的新主板一般在散热部分做了很大的改善,像北桥芯片上的散热片、供电系统的散热片以及用于导热的热管可以说是应有尽有,基本不用用户自己动手改进主板散热系统。反倒是一些购买了较早整合主板的用户,比如说AMD以及NVIDIA早期的MCP68、690G这些主板的用户,才真需要在夏季来临之时好好考虑自己主板的散热系统。像MCP68这样的整合主板,在工作时温度甚至可以超过70℃,的确很容易在炎热的夏天中出现一些问题。

除了主板厂商自己附带的散热设备以外,目前市面上有一些配件厂商也有相对应的配件出售,专门针对一些超频用户以及老主板用户。比如单独的南北桥散热器,以及针对MOS管的散热片,一般来说,这种散热器都是铝合金或者少量含铜,散热效率不错,如果用户感觉主板芯片发热太高不妨考虑单独安装这种散热片。此外,用户如果动手能力强的话,可以自己改装一些风扇,加装在原散热片上,这样也能有效地降低主板各部件的温度。

改善散热器的风道

处理器的散热器除了要为处理器排出热量以外,散热器鳍片排列方式、风扇产生气流的走向也对周边设备的辅助散热起到决定性作用,我们称风扇产生气流的走向为散热器的风道。根据散热器的设计不同,不同的风扇的风道也不一样。有的风扇,比如AMD原装散热器,始终只能照顾两个方向的散热,要么照顾内存和CPU供电电路,要么照顾主板芯片和内存(要看主板的PCB布局);而有的风扇,比如Intel的原装风扇,由于鳍片呈发散分布,就同时兼顾了CPU周围供电电路元件以及主板北桥芯片、内存的散热。

鉴于此,如果用户担心自己的主板温度太高的话,除了在选购主板时尽量购买本身散热能力不错的产品以外,也可以考虑购买能照顾到主板芯片、供电电路散热的CPU散热器。下面我们就针对散热器的辅助散热能力进行对比测试,我们选择了AMD原装散热器(直吹)和直吹大风扇散热器(可照顾360度周边散热),测试中测量主板芯片(北桥)、内存表面、CPU供电电路MOS管的温度。让大家看看能覆盖到主板周边设备的散热器到底好在什么地方。

两者比较的结果很明显,能够照顾到周边元件散热的直吹大风扇散热器让北桥、内存以及MOS管的温度都保持在一个比较低的位置。而AMD这种只能照顾两边的原装散热器,对主板周边环境的散热能力就要差不少。从主板散热的角度而言,我们还是推荐大家购买开放式、风道能覆盖更多主板设备的CPU散热器。当然,值得一提的是,往往要同时考虑到处理器和主板的散热效果,有很多全朝向直吹风扇散热器的个头都比较大,用户也要考虑自己的主板和机箱是否可以安装此类散热器。

23-d4-6.jpg
高端主板上的自由散热模块
23-d4-7.jpg
这样专为芯片散热的设备市面上也有不少
23-d4-8.jpg
这种鳍片设计的散热器风道就能照顾到周边设备
23-d4-b4.jpg

显卡篇

虽然和处理器及主板比起来,显卡整体的热功耗并不算高,不过这并不代表显卡的发热就小了。包括AMD最新的Radeon HD4800系列,在全速工作时核心温度都可以超过80℃,而对于那些喜欢超频的玩家或者是长期玩大型3D游戏的玩家来说,显卡因为核心温度过高花屏或者GPU重置更是家常便饭。所以,显卡的散热同样不可小觑。如果是新购显卡的用户,在选定某一款显卡的时候,除了要考虑性能、做工以及功能外,也要考虑到散热问题,此时显卡上的散热器就值得关注了。而即使是那些已经购买了显卡的用户,在面临核心或者显存温度过高的时候,同样可以采用更换显卡散热器的办法来解决问题。

选显卡也是选散热器

目前显卡厂商较多,不同厂商对于产品的设计也不相同,即使在同一价位上,每一款显卡的散热器也不一样,这也决定了它们的散热效果是不同的。对于消费者来说,只有选择一款散热器较好的显卡,才能达到更好的散热效果。从目前市面的情况来看,显卡上的散热器和处理器散热器的类型很相似,有风冷散热器,有涡轮式散热器,也有热管散热器。值得注意的是,无论是哪种散热器,它们的覆盖面积都相当大,不但可以照顾到核心,同时也能照顾到显存。如风冷散热器以及涡轮式散热器,都是以较大的散热片覆盖到显卡,再辅以风扇;而热管散热器则是核心被散热片所覆盖,热管辅助散热,同时以合理的风道照顾到显存、MOS管等地方。

从我们过去的测试来看,一些较为简单的风冷解决方案、涡轮式散热方案,实际上很多时候都不如其他厂商自己设计的好,往往散热效果较好的产品在结构上都比较复杂,散热器体积也较大。下面我们用测试数据来证明。测试中我们选择了GeForce 9800GT这款显卡,散热器则选择了普通风冷铝质散热器以及拥有4热管的大型散热器,看GeForce 9800GT在满载时,哪种散热器的散热效果更好。

从测试结果不难看出,同一种核心,热管大风扇的散热效果明显要好出很多,风扇的转速较低,并没有影响到散热效果,同时噪音也不大。这个道理其实和处理器散热器是近似的,在这里我们不用赘言了。值得消费者注意的是,我们并不是一定要求购买散热器看上很豪华的产品,但实际上过去那种普通的风冷铝质散热器现在很难应付高负荷下的主流显卡,拥有热管散热器的显卡现在非常常见,价格也不算高,用户可以选择这样的产品。此外,即使是非新购机用户,也可以通过选择独立的显卡散热器来降低自己显卡的温度。无论是国外还是国内厂商,都针对不同的显卡推出过独立的显卡散热器,即使是显存,厂商也有单独的显存散热片卖。用户如果认为自己的显卡温度较高,那么只需要购买适合自己显卡尺寸以及机箱主板尺寸的散热器即可。

23-d4-9.jpg
夸张的双风扇热管显卡散热器
23-d4-10.jpg
适合大多数显卡的超频三爱琴海显卡散热器
23-d5-b1.jpg

硬盘篇

很多用户都知道CPU温度过高会死机,显卡芯片温度过高会花屏,但是又有多少人知道,硬盘在极高的运行速度下,温度过高的时候也会导致系统死机的状况出现。在过去7200rpm硬盘大行其道,我们不得不注意到转速提升伴随而来的是发热量的提升,硬盘现在可以说是机箱内的又一大热源,一般来说一个高速的硬盘会使机箱内部温度上升3至7摄氏度。目前厂商也注意到硬盘的节能发热情况,像西数公司就推出了智能变速的硬盘,可以让硬盘的转速自动进行调节,其他一些硬盘厂商也从硬件架构以及软件层上不断创新,试图降低硬盘的能耗和温度。不过在实际应用中,我们依然能够感受到硬盘的热量,那么该怎么做才能降低硬盘的温度呢?

硬盘散热注意“冷”、“防震动”

对于硬盘的散热而言,除了在市场上购买各种为硬盘降温散热的附件外,用户没有其他办法。目前市场上类似的附件较多,不过往往通过两种办法来解决硬盘的散热。一种是通过风冷的方式,直接对硬盘吹风,降低温度;一种则是依靠散热材质,如铝、铜等散热片或其他方式,贴近硬盘,传导热量。当然,现在市面上也有两种办法合二为一的产品。

事实上不管哪一种方式,其最终目的都是降低硬盘温度,总的来说,既有散热片,又有风扇主动散热方式的产品无疑在效果上会更好。不过在给硬盘散热的时候,我们要注意的是,既要保证硬盘的温度能有效下降,同时也要保证散热器工作时不会出现震动。很多用户过去购买了风冷硬盘散热器使用一段时间后,硬盘就出现坏道,甚至直接报废,这是因为此类散热器质量较差,结构较为松散,当散热器上的风扇运转起来后,整个散热器产生较大的震动,这样当硬盘工作时连续受到外界的震动,自然就会出现各种问题。这一点特别值得用户关注,使用劣质硬盘散热器的后果很有可能比硬盘温度升高带来的后果要严重得多。所以对于普通用户来说,纯材质散热的硬盘散热器会安全很多。

23-d4-11.jpg
九州风神的硬盘散热器就是完全依靠材质传导热量

工程师观点

电脑报产品评测中心 陈扬轶

其实除了处理器、主板、显卡和硬盘以外,对整机散热效果有一定影响的还包括机箱和电源,不过机箱和电源散热的原理其实和处理器、主板散热有近似的地方。机箱空间、风道是否会影响到散热,是用户值得注意的地方,这里我们就不再多说了。通过我们的测试,相信读者以及用户对如何降低自己电脑的温度,都应该心中有数了。实际上整机温度的下降并不是一个单一的过程,而是各个配件相互关联的,我们的目的并不是单单降低处理器或者主板的温度,而是降低整个PC系统的温度,这样无论在个体散热器的选择以及像风道、噪音这种环环相扣的地方,都是值得用心研究和推敲的。往往一步有误,就会影响到整个系统的散热效果。

就个人而言,我认为处理器散热器的选择是抑制整机温度的最重要一环,处理器散热器关系着CPU、主板、内存甚至是电源等各个部件的温度,从这个角度来看,对于普通用户来说,选购到一款合适的散热器,往往能使降低系统温度的“工程”事半功倍。而像显卡、硬盘处理器散热器,因为产品相对单一,只要注意到一些文章中的要点,选择起来并不困难。最后要说的是,在购买产品的时候,用户除了要考虑温度以外,还要考虑到自己的实际情况,包括机箱和主板的承受能力、电脑的用途及使用频率等。此外,贵的不见得就是最好的,一款最适合自己的产品,往往在降低系统温度的效率上要强于一些高价产品。