散热工作按照散热方式可以分成主动式散热和被动式散热两种 。 主动式散热很简单 , 就是通过散热片将CPU的热量自然散发到空气中 。 因为是自然散发热量 , 效果不是很好 , 其散热的效果与散热片大小成正比 。 但是它最大的好处就是不需额外耗电 , 而且不用担心有风扇坏掉的危险 。 这种散热方式常常用在那些对空间没有特别要求的军用或者专业设备中 。 不过对于个人使用的PC机来说 , 目前几乎都采用被动式散热方式 , 被动式散热就是通过风扇等散热设备强迫性地将散热片发出的热量带走 , 其特点是散热效率高 , 而且设备体积小 。
散热方式
下面我们就来介绍一下被动式散热的一些知识 。 对于被动式散热来说 , 按照散热介质来分 , 可以分成风冷、水冷、半导体制冷、化学制冷等四种散热方式 。 风冷顾名思义就是通过散热风扇将CPU发出的热量带走 , 它的散热介质是空气 。 而水冷就是通过水将CPU发出的热量带走 , 它的散热介质是水一类的液体 , 其效率比风冷高 , 但是它有一个致命的弱点 , 就是制冷设备复杂 , 而且还有漏水的隐患 , 所以目前尚不能进入大面积实用阶段 。 半导体制冷就是利用一种特制的半导体制冷片在通电时产生温差来制冷 , 它的制冷温度低 , 冷面温度可以达到零下10℃以下 , 但是成本太高 , 而且可能会因温度过低导致CPU结露以致造成短路 , 而且现在半导体制冷片的工艺也不成熟 , 不够实用 。 第四种就更少见啦 , 使用一些超低温化学物质 , 利用它们在融化的时候吸收大量的热量来降低温度 , 比如使用干冰可以将温度降低到零下20℃以下 , 还有一些更“变态”的玩家利用液氮将CPU温度降到零下100℃以下(理论上) , 当然由于价格昂贵和持续时间太短 , 这个方法是在实验室中才能用的 。 总的来说 , 后三种方法只适合于极少数狂热的超频爱好者 , 笔者曾经在日本网站看到过用液氮将赛扬300A超至近700MHz的纪录 , 但对于绝大多数的用户来说 , 最关心的还是风冷设备 。 下面我们来看看风冷散热器的一些基础知识 。
风冷散热原理
风冷散热器一般分成两个部分 , 和CPU直接接触的部分为散热片 , 它负责将CPU发出的热量引出;风扇用来给散热片强制降温 。 通过散热片与风扇的有机配合 , 可以将风冷散热器的效率做得非常高 , 而体积非常小 , 成本也比较低 。 知道了风冷散热器的基本散热原理后 , 我们就很清楚影响散热的一些基本要素了 。
散热原理
从CPU开始发热 , 到CPU的热量通过和其紧贴在一起的散热片将热量散出 , 首先遇到的一个问题就是CPU和散热片结合的紧密程度 , 它主要和结合面积大小以及结合距离相关 。 结合面积很好理解 , 这个面积越大 , 就能使热量越快地散发出去 , 但是由于CPU在制造好后它的结合面积就确定了 , 所以结合距离这个因素就更显重要 。 从理论上讲 , 散热片是能和CPU紧密接触的 , 可惜我们生活在现实世界 , 我们必须承认无论两个接触面有多么平滑 , 它们之间还是有空隙的 , 至少它们之间有空气 , 因为空气的导热性能很差 , 这就需要用一些导热性能更好而且能变形的东西代替空气来填补这些空隙 , 这就是现在大家常用的硅脂或者散热胶带 。 当然通过设计优异、抓紧力强大的扣具来将散热片紧密地扣在CPU上也是必须的 , 理想的情况就是扣具将散热片紧紧固定在CPU上 , 散热片和CPU的接触完全平行以保持接触面积最大 , 它们之间一些微小的空隙完全由硅脂填充以保持接触热阻最小 。
大家应该记得 , 在中学物理中我们学过的传热方式主要分为传导、对流和辐射 , 当热量被传递到散热片之后 , 散热片的工作就是将热量从散热片的底部传递到散热片表面来和周围的空气进行热交换 , 这时影响因素主要有以下几个方面 , 首先就是散热片的导热率 , 导热率越大 , 热量被散发的速度就越快 。
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