DIY領域玩家須知 主流散熱技術大百科(全文)_散熱器_散熱器評測...

2020-12-22 中關村在線

1攢機主流散熱技術大百科

    說起散熱這個老生常談的話題,想必很多的消費者對於高發熱量的PC平臺多多少少有些頭疼。沒錯,又到了一年裡最熱的季節了,對於很多熱愛DIY的玩家來說,夏季的到來對於他們並不是一個好消息,盛夏的高溫對他們的愛機的整體散熱提出了更高的要求。

    無論是正常的工作或是玩遊戲,還是對於發燒級玩家們的CPU超頻作業,散熱是很重要的,畢竟CPU是計算機的最重要的部分,而且也是比較脆弱的部分,隨著CPU單位面積內集成的電晶體數量越來越多,電晶體數量的增加會使能量消耗以及因此而轉換的熱量也隨之水漲船高,更嚴重的是它是集中在一個很小的尺寸空間裡,這將給散熱帶來相當大的難度。


    如果不能及時又有效解決散熱問題,這將是阻礙CPU超頻的一大瓶頸,所以給CPU選一款品質和散熱效果好的散熱器顯得尤為重要,那麼今日筆者就帶這網友們介紹一些主流的散熱技術吧。


2時下主流的風扇技術

磁懸浮液壓軸承設計

  目前常見的散熱方式有風冷,水冷等等,相對於後幾種方案,風冷散熱器因為成本較低,製造技術成熟,平臺適用性強等特點而被廣泛使用,加上一些有實力廠商對風冷技術的二次開發(比如新興的熱管技術),風冷散熱器依舊佔據了當面散熱器市場的主流,下面就給大家講講目前常見的散熱器風扇技術。


液壓軸承設計示意

   作為全球最大散熱器製造廠商之一的AVC在引領CPU風扇技術變革過程中的作用不容忽視,其磁懸浮液壓軸承和折緣風扇技術無可質疑地成為風扇技術發展進程中的一個眩目的亮點。AVC的磁懸浮液壓軸承技術在設計上獨特而新穎,它它利用磁力懸浮結構配合高度油膜的潤滑,有效延長風扇使用壽命,既達到了雙滾珠軸承穩定長壽的目的,又成功解決了高溫運轉時的噪音問題。

來福軸承技術


曾經風靡一時的來福軸承技術

   CoolerMaster也是散熱器領域不可缺少的一員,它的產品在設計上也頗有獨到之處,在風扇軸承設計方面,它採用了獨特的Rifle軸承技術,該軸承帶有反向螺旋槽及擋油槽的軸芯,在風扇運轉時含油將形成反向回遊,從而避免含油流失,因而提升了軸承壽命;Rifle軸承風扇通過採用以上結構及零件,使得含油及保油能力大副提升。

較早期的納米軸承技術

    軸承是風扇的核心部件之一,而風扇的軸承品質的優劣將對風扇的主要工作效能、散熱風扇本身的使用壽命等諸多方面產生重大的影響,納米陶瓷軸承技術採用了納米級高分子材料與特殊添加劑充分融合,使用衝模及燒結工藝製成,內含陶瓷粉,具有堅固、光滑、耐磨等特性,能夠承受更惡劣的使用環境,包括酸性、氧化、高溫等不同環境。


壽命較長的無油納米軸承

    使用這種材料所製成的風扇軸承將能夠保持更穩定的工作狀態和抵抗機箱內部的局部高溫,具有更長的使用壽命。普通的雙滾珠軸承風扇的平均使用壽命一般在8萬小時左右,而採用納米軸承的風扇使用壽命能夠達到12~15萬個小時左右,大大延長散熱器的總使用時間。

    另外納米陶瓷軸承的工作表面非常光滑,摩擦係數僅為軸承鋼的1/8,其直接的好處就是風扇在高速轉動情況下,不容易磨損和發熱,自然也就經得起長時間工作的考驗,或許是因為成本的雲因,此種設計現在市面上見得較少。

3常見的鰭片設計技術

一次擠壓技術

  鋁擠壓技術是CPU散熱片製作工藝中較為成熟的技術,主要針對鋁合金材料的加工,因為鋁合金材料密度相對較低,可塑性比較強,適合採用擠壓技術。


一次擠壓技術

    然而隨著CPU主頻的不斷提升,CPU製造工藝的不斷發展,集成度提高,發熱量的增加,為了達到較好的散熱效果,採用擠壓工藝的散熱器體積不斷加大,給散熱器的安裝帶來了很多問題。並且這種工藝製作的散熱片有效散熱面積有限,要想達到更好的散熱效果勢必提高風扇的風量,而提高風扇風量又會產生更大的噪音。

穿FIN工藝


穿FIN工藝

    做工上我們也可以看到這3根銅管非常的精緻,即使是在頂端的終結部分做工也同樣精細,絲毫不輸給一些高端產品,而其銅管所採用的的U字形結構也能夠有效的帶走CPU的溫度並傳遞給散熱鰭片這就是我們常見的穿FIN工藝,使得熱管與散熱片能夠形成更好的熱傳遞效果,使得散熱性事半功倍。



4水冷散熱利弊解析

水冷散熱利弊解析

    風冷散熱器雖然效果不錯,拆卸也比較方面,但由於風冷依靠的是空氣對流來進行散熱,受周圍環境的制約較大。另外,如果過分追求風量而提高風扇轉速,不可避免的會帶來噪音過大,電機使用壽命減少等負面影響。這個時候水冷散熱的優勢就體現出來,水冷本身就具有較好的散熱效果,與具有熱管的高價風冷散熱器相比性能還會更好一些,市售的水冷產品還普遍具有靜音特點,這也是風冷散熱器無法媲美的。

    水的比熱為4.2kJ/(kg*C),遠高於銅(0.39kJ/(kg*C))和鋁(0.88kJ/(kg*C))的比熱,優點是相當突出的,高效散熱與靜音使之有在超頻領域絕對充足的存在理由。此外由於水循環的特點,大多數水冷系統包含了CPU、GPU、NorthBridge的一整套散熱方案,是一個較為全面的解決方案。


比較常見的分體水冷配件(圖片來自網絡)

    水冷固然具有製冷效果好等特點,但也有一些缺點,尤其是對於動手能力不強的人來說,安裝水冷套裝是一件相當麻煩的事。即便是內置型產品,其安裝也得破費一番心思,而外置型產品雖然安裝相對簡單,但是在機箱外部放置一個巨大的水桶並不是一種好感覺。

    頻繁更換容易變質的水是相當麻煩的,而且佔據不小的空間。當然水冷最大的不足還在於安全性略顯稚嫩,一旦水渠漏水,後果不堪設想。不過隨著水冷技術逐漸受到DIY玩家的青睞,這一情況已經得到散熱器大廠的重視。

5液氮散熱利弊解析

液氮散熱利弊解析

    液氮就是液態的氮氣,在標準大氣壓下,氮氣被降溫到零下196攝氏度就變成了液態。由於是液體的緣故,和蒸發器底部的接觸比較充分,實際超頻中的損耗較小。從散熱效果上來看,液氮無疑是最好的,因此液氮是電腦超頻中最高級的製冷手法,也是超頻達人們能掌握的最強散熱技術,無論是挑戰Super Pi成績的CPU超頻陣營,還是衝刺3D Mark名人堂的顯卡超頻團隊,都是液氮超頻的堅定追隨者。


灑在桌子上的液氮

    由於空氣中的大部分成分是氮氣,因此液氮的來源很充足,售價也很低廉,通常一公斤10元左右,在大中城市的化工廠處有銷售。但液氮的存儲比較複雜,需要採用特製的液氮容器,相對於液氮的花費,液氮容器雖然是一次性的投資,但成本比較高,我們觀念中使用液氮超頻成本高的概念也是因為這個原因。


超頻大師們專用的液氮散熱

    超頻一般使用貯存型容器,10公斤容量的貯存型液氮容器,視質量和品牌不同價格在1500~3000元不等。同等容量的運輸型液氮容器則大約貴出500~1000元左右,液氮容器就和保溫瓶性質差不多,運輸要注意不要磕、保持平穩。

寫在最後:

    從DIY誕生至今,散熱是個永恆的話題,未來的PC散熱器仍將沿著高效、靜音兩大方向繼續發展著,在控制住成本的前提下,如何使用創新的設計理念,將散熱能力最大化是每個廠商都需要亟待解決的問題,並且消費者們呼籲最多的就是產品的工藝以及質量,如果工藝和質量都說不過去,再高新的技術也全是浮雲而已。

不能及時又有效解決散熱問題,這將是阻礙CPU超頻的一大瓶頸,所以給CPU選一款品質和散熱效果好的散熱器顯得尤為重要。

司宇

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