CPU常用散热方式
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主要的散热降温方式有风冷、水冷、热管制冷、半导体制冷、压缩机制冷、液氮制冷等。风冷
风冷是最常见的散热方法,就是用一块导热性能比较好的散热片(一般是铝或铜)通过特殊的介质(通常是导热硅脂)紧贴住发热量很大的芯片,然后再在散热片上固定一个风扇,不停地产生强劲的风力,把散热片上的热量带走,从而达到对芯片散热的目的。
Dell计算机专用的散热风斗。
水冷
水冷散热也是使用散热片对芯片散热,与风冷不同的是,它是将水管固定在散热片上,当芯片发出的热量传到散热片上后,通过水管中反复循环的水流将热量带走。其散热效果较风冷散热有明显优势,但也存在着较大的弊端:首先,由于不停地将散热片上的热量带走,水温会逐渐升高,散热的效果会越来越差;其次就是漏水问题,一旦漏水,后果将不堪设想。虽然水冷散热具有功率消耗较小、工作噪声很小、可以利用多种方式完成散热过程的优势,但是其安装过程对大多数用户而言过于复杂,这是影响它普及的一个主要因素。
在水冷散热器刚出现的阶段,有些厂商预测未来将是水冷的天下。但是经过了这么长时间,水冷仍然只在少部分用户中使用,而未跻身主流行列。究其原因,虽然从散热性能上看还是以水冷占优势,但是它价格偏高,占空间大,且水(或者其它替代液体)会有变质和内部材料氧化的问题。
此外,在使用水冷方式散热时,一定要注意水气凝结现象。水气凝结现象是由于空气中的水分遇冷后聚集起来,最后变成水珠。在常温下的水冷系统中,是不会出现水气凝结现象的,但如果使用冰水或搭配致冷器使用,水气凝结就可能发生,这将造成死机或硬件损坏,所以是不能忽视的。但只要我们做好相应的措施,水气凝结就可以避免发生。
热管制冷
热管制冷运用了热力学的一条基本原理:当有温差存在时,热量必然会从高温物体传到低温物体,或从物体的高温部分传至低温部分。热管是将一真空金属管置于散热片中,内置一吸热芯及沸点很低的液体。工作时,由于温度升高,一端的液体吸热汽化,飞速到达管子的另一端,而后因这一端温度较低,从而放热液化,并流回去。这样通过液体在两态之间的变化及在管子两端之间的流动,有效地散去了从芯片吸收的热量,达到了较好的散热效果。但是热管制作成本较高,不易推广,市面上的产品有CoolerMaster的HHC- L61等。
半导体制冷
半导体散热是使用特殊的半导体材料(如硅片),制成半导体散热元件,根据热电效应,一面制冷一面发热,发热端通过“风冷”或“水冷”方式将制冷端从芯片吸收的热量带走,从
而达到对芯片散热的目的。半导体散热的危险性也是相当大的,一旦制冷端的温度降至一定程度就会产生结露的现象,一旦发生短路,想哭都来不及!
压缩机制冷
液氮制冷
现今我们所了解的散热方式有如下几种:风冷、水冷(液冷)、半导体制冷、相变制冷(相变系统制冷、干冰+乙醇制冷(固态二氧化碳)和液态氮气制冷(LN2))。
风冷:不用多说,以成熟的型材切割及抛光技术、低廉的价格现在正被大家广泛的应用到PC内部的各个角落。但由于风扇的转速、风量、散热片材料等诸多原因,目前风冷散热设备的散热效果与噪音的平衡点问题一直是众超频玩家口中的诟病。
水冷(液冷):以低噪音和还算不错的效率填补着风冷市场的空白。不过需要较强的动手能力和水冷散热设备的密闭性问题也吓退了不少DIYer,其高价相对风冷来说也基本没有可比性,这些劣势也就是它目前仍没有被广大用户所认可的重要原因。
半导体制冷片:“N.P型半导体通过金属导流片链接,当电流由N通过P时,电场使N中的电子和P 中的空穴反向流动,他们产生的能量来自晶格的热能,于是在导流片上吸热,而在另一端放热,产生温差”——这就是半导体制冷片的制冷原理。只要高温端的热量能有效的散发掉,则低温端就不断的被冷却。在每个半导体颗粒上都产生温差,一个制冷片由几十个这样的颗粒串联而成,从而在制冷片的两个表面形成一个温差。利用这种温差现象,配合风冷/水冷对高温端进行降温,使得制冷片的散热效果出奇的好……但是让制冷片全速运作的前提是供电必须要稳定,也就是说你的电脑需要一个好电源,或者你需要为制冷片单独设立一个供电设备,这样额外的花费有增加了许多,而且如果高温端的散热不到位的话会适得其反。
相变制冷:
干冰制冷和液态氮气制冷:这两种都是非常极端,非狂人级人物不可及的散热方式。它们的共同特点都是利用相态变化来带走CPU表面的热量(干冰-升华->二氧化碳、液氮-气化->氮气)。虽然这两种相变制冷方式的效果都非常的好(干冰可将温度降至零下70摄氏度以下,液氮最低可以降到零下100度左右),冷媒价格也非常便宜,但由于干冰和液氮的的不易存放性(十公升的液氮在常温下十分钟就蒸发没了),而且在实际操作过程中很容易会使操作者冻伤,以及操作的烦琐(包括开放式环境、存放干冰/液氮的容器等),使得这两种极端冷却手段只有在某些极限超频的情况下才被委以重用。
相变系统制冷:与之前说到的干冰和液氮制冷一样,都是利用相态变化来进行降温。不同的是相变系统制冷将整个相态变化过程包含在一个以压缩机为主体的模式组里(其实跟冰箱的道理是一样的),这样
既解决了使用空间占用问题,也解决了在实际操作过程中可能会遇到的安全问题。当然,经常浏览我们网站的朋友可能还记得几篇有关国外使用一个或一个以上的压缩机组成压缩机组来进行极限超频的文章,这些都可以算是相变系统制冷的延伸,只不过相变系统是将压缩机包含在机箱内部或与机箱一体。虽然不能将温度降至干冰和液氮那么低,但也能达到零下40-60摄氏度左右的温度并且能够长时间使用,单凭这一点就足以让我们这些超频爱好者心驰神往了~。
液态氮降温一种使用液态氮为主要降温剂的降温方式。
优点:可将迅速将cpu冷却至零下130摄氏度以下。
缺点:操作复杂、容易结霜。操作时仍然采用液态氮降温器皿接触方式,并不是像大多数人所说的那样采用将cpu浸入液态氮的方式。
压缩机制冷采用小型制冷压缩机为主要制冷工具的降温方式。
优点:制冷量大降温效果显著、安全。
缺点:造价高、噪音大、容易结霜、需要有特制的机箱。压缩机制冷又分两种:直接接触式(原理类似于冷凝片)和压缩机冷风式(原理类似于空调)。现在市面上普遍采用的是压缩机风冷式。