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CPU散热器到底哪种好?炎炎夏日考验你的散热器散热性能

电脑零学网 Www.pc0.Com 时间:2014-8-2 17:47:13 浏览:

散热器,始终是众多硬件DIYer们关心的热门话题,最近就有不少电脑零学网的超频发烧友就问编辑阿飞了:“AMD的原装散热器到底怎么样”??“要什么样的散热器才能使我的2500+稳定运行在3200+上”??“Prescott核心的赛扬D-320需要配合什么样的散热器才能稳超800MHz FSB?”这些既老调且没有标准答案的问题,在世界各大硬件网站的BBS上出现频率最高。

炎炎的夏日即将到来,各位DIYer们电脑中的散热器到底能不能支撑过这段时间呢?有没有换掉现有散热器的打算?具体需要投资多少钱才能买到适合自己要求的价廉物美的散热器呢?对于市场上的一些散热器的材质结构及散热性能,本人浅谈一下自己的认识,希望以能起到抛砖引玉的作用。

虽然现在的CPU在制造工艺上有了很大的改进,但越来越高的频率使其发热量越来越令人恐怖,每块都需要用到散热器,市面上的CPU散热器从低端的纯铝制、纯铜制、纯银制,到中端的嵌铜式铝制、压铸铜式铝制、热管制,再到高端的水冷、油冷、半导体制冷、压缩机制冷、干冰制冷、液氮制冷、液氦制冷等都能买到;散热方式从被动散热到主动散热,再到主动制冷,品种五花八门,种类极其繁多,下面我们就来介绍一下各种材质、结构散热器的散热性能。(注:散热器的高低档不是按照价格论的,而是按照散热性能来论的,所以这也就是为什么天价的纯银散热器沦为低档、而价格相对便宜的多的压铸铜式铝制散热器反而是中档的原因。)
     一个完整的散热器应该是由散热片和风扇两部分组成。

一、散热片介绍: 

1、纯铝制散热片

      这种散热片是目前使用率最高的散热片之一,整体采用纯铝制造。铝,作为地壳中含有量最高的金属,成本低和热容低是其主要特点,虽然吸热慢,但放热很快,散热效果跟其结构和做工成正比,散热片数越多、底部抛光越好,散热效果越好,但也受其制造工艺上的制约,一般采用铝挤压式制造工艺的散热器凹槽的最小间隔只能做到1.1毫米。散热原理也是最简单的:利用散热器上的散热片来增大它与空气的接触面积,再利用风扇来加速空气流动从而带走散热片上的热量。这种散热片的价格也是最低的,跟以下几种散热器相比散热效果最差。

纯铝制散热片

酷卫士特——麒麟CPU散热器

2、纯铜制散热片

这种散热片跟铝制散热片唯一的区别就是材质换成了纯铜,因为铜跟铝相比有个先天的优点:热传导效能为412w/mk,比铝的226w/mk提高了将近1倍,但铜也有个先天的缺点:热容太高了,也就是说这种散热片吸热快但放热慢,热量在铜片中的物理沉淀非常多,需要配合大功率高转速的风扇PC0.COM:2000年注册域名,历史悠久,值得信赖,才能达到理想的效果。由于铜具有良好的韧性,制造工艺上比铝容易的多,有折页式、插齿式等等。散热片的密度可以比铝制的做得更高,散热面积也相应更大,这些都可以弥补其热容高所导致散热慢的不足,但纯铜的单位成本和制造成本比铝高很多,直接导致这种散热片的价格居高不下,虽然价格高,但散热效果比铝制的要好多了。

纯铜制散热片

3、嵌铜式铝制散热片

      这种散热器可以说是用经济实惠的方式解决了铜和铝的矛盾关系——中间嵌铜块的铝制散热片,用铜块跟CPU接触,利用铜的快速吸热性来吸取CPU 的热量,再利用铝的快速放热性来释放铜块上的热量,这样做散热效果要好于单一的纯铜或纯铝散热片,但还远远不及纯银的效果,原因很简单:嵌铜散热片的制造过程是利用热胀冷缩的原理,将铝制散热片加热到一定的温度后,再把事先准备好的铜块嵌进去,等铝的温度下降后,收缩就把铜块紧紧地包在了一起,但是铜和铝不能做到100%的接触,所以在热传导效能方面会受到一定的影响,但优点是价格便宜,基本上几十元钱就能买到,比起动辄上百元的纯铜散热片来说,既经济实惠,且效果又好。

嵌铜式铝制散热片

4、热管散热系统

      这种散热系统与上述的散热片不同,上述的散热片是利用金属的热传导性能将热量从散热面积小的CPU表面传递到散热面积大的散热片上,因此,其散热性能取决于制造这个散热片所采用的材质。热管散热系统并不是利用金属的热传导性能来导热的,而是利用在密闭的铜管内液态介质的蒸发及冷凝过程传递热量的,物理常识告诉我们:液态到气态及气态到液态的转化,分别需要吸收及放出大量的热,所以热管传递热量的效率很高,导热系数比单一金属材质要高出几个数量级。具体请看图:
   

青龙CPU散热器

                                            酷卫士特——青龙CPU散热器
      原理是:在密闭的铜管中抽真空并填入沸点较低的液体,当铜管的一头温度升高时,这段铜管里面的液体就会受热而汽化,并依靠铜管内部两端的蒸汽压力差而向另一端移动,由于另一端的温度较低,气体移动到这里时,遇冷液化并反向流回,这个反向的流动依靠热管内壁丝网结构提供的毛细泵力进行的,我们知道,当液体变成气体时是要吸收大量的热,而当气体变成液体时会放出大量的热,热管就是利用这个原理来传导热量的,典型的例子就是图示的酷卫士特青龙热管散热器。

二、散热器结构介绍:

      一个散热器的散热效果,不仅仅受其散热片所使用材质不同的影响,还受其散热面积的大小、底面抛光度、散热片的样式等诸多因素的影响,下面我们就来具体分析一下:

1、散热面积的大小

      散热器的最基本散热方式就是利用散热片来增大散热面积,但CPU散热器的大小和重量都受到一定的局限,那么,怎么样才能使一定量体积的散热器拥有更大的散热面积呢?散热片形状的设计便起到了决定性的作用,让我们来看下面两张图的对比:

散热面积的大小


酷卫士特麒麟散热器


      第一个图是普通的散热器,第二个图就是著名的酷卫士特麒麟散热器十年IT技术专业网站www.pc0.com,不用多说,第二个中散热器的散热面积要比第一个图的大得多,所以其散热性能也要好得多。

2、散热片底部的抛光度

      散热片的底部,也就是与CPU直接接触的平面,这里是吸收CPU热量的第一道关,一般来说,好的散热器底部抛光度应该相当高,成一个镜面,使其能与CPU紧密接触,尽量减少中间的缝隙,虽然能够用导热硅脂来填充缝隙,但导热硅脂的热传导系数远远没有金属直接接触到的高。


酷卫士特麒麟散热器

      图中酷卫士特青龙散热器底部的抛光度非常高,由于散热器底部与CPU接触面间的紧密接触,其吸收CPU热量的速度就会很快,从而直接导致散热效果的显著提升。

三、关于散热方面的小知识
1、导热硅脂的涂抹

      导热硅脂实际上是用来填充散热片与CPU之间那些微小的缝隙用的,普通导热硅脂的热传导性仅是铝的一半而已WWW.PC0.COM-电脑零,有些人在涂抹导热硅脂的时候,涂上很多,以使其成为了一层垫子,其散热效果反而比不涂的更差,正确的方法应该是:在散热器底部和CPU的表面都涂抹上导热硅脂后,再用很平的诸如刀片之类的工具将它们全部刮掉,然后再涂上再刮掉,反复至少5次以上,用以填平其表面的缝隙,然后再将散热器跟CPU紧紧的按在一起不要动了,这样才能达到最好的效果。
      在市场上能买到一种含银的导热硅脂,这种硅脂的导热性能比一般的要高出许多,毕竟含有了大量的银粉在里面,价格也比较昂贵!
      还有一种是导热硅胶,它同导热硅脂的区别就是导热硅胶带有很强的粘性,能粘牢很多没有卡口的散热器,除非你是真的没有办法了,否则不推荐使用,因为如果采用硅胶的话,粘上去基本上就无法取下来了,除非用很薄的刀片慢慢切割下来才行,费时费力。

2、高温对CPU的危害

      根据电子学理论,频率的提高(在稳定的前提下)对于半导体电子元件寿命不会有影响,但是频率变高后,却会产生更多的热量电脑配置单www.pc0.com,电子元器件像CPU、内存等等,表面积都非常小,多产生的热量都聚集在这小小的地方,如散热不好将会产生极高的温度,从而引发“电子迁移”现象,而且现在CPU的主频越来越高,再加上还有我们这一伙DIY为了以获取更高的性能而加电压超频,如此一来,产生的热量会更多。
      高热所导致的“电子迁移”现象会损坏半导体电子元器件。为了防止此现象的发生,我们应该把CPU的表面温度控制在摄氏50°C以下,这样,CPU的内部温度就可以维持在80°C以下,“电子迁移”现象就不会发生。“电子迁移”现象并非立刻就损坏芯片,它对芯片的损坏是一个缓慢的过程,或多或少会降低CPU的寿命,假如你让你的CPU持续在非常高的温度下工作,那你的CPU可就......。
      那么“电子迁移”到底是什么?“电子迁移”属于电子科学的领域,在上世纪60年代初期才被广泛了解,是指电子的流动所导致的金属原子的迁移现象。在电流强度很高的导体上,最典型的就是集成电路内部的电路,电子的流动带给上面的金属原子一个动量,使得金属原子离金属表面四处流动,结果就导致金属导线表面上形成坑洞或土丘,造成永久的损害,这是一个缓慢的过程,一旦发生,情况会越来越严重,到最后就会造成整个电路的短路,整个集成电路就报销了。
      “电子迁移”现象受许多因素影响,其中一个是电流的强度,电流强度越大,“电子迁移”现象就越显著。纵观集成电路的发展史从零开始学电脑,就选电脑零学网,我们可以发现,为了把集成电路(如CPU)的核心缩小,必须把线路做得更细更薄,那么,线路的电流强度就会变得很大,所以电子的流动所带给金属原子的动量就明显提高,金属原子就容易从表面离而四处流窜,形成坑洞或土丘。另外一个因素就是温度,高温有助于“电子迁移”的产生,我们已经知道超频会产生大量的热,使CPU温度升高,从而引发“电子迁移”现象,而为了超频,我们通常会提高电压,如此一来,产生的热会更多。然而我们必须明白的是,并不是热量直接伤害CPU,而是热量所导致的“电子迁移”现象在损坏CPU内部的芯片。很多人说的CPU超到烧掉,其实严格来说,应该是高温所导致的“电子迁移”现象所引发的结果。为了防止“电子迁移”现象的发生,这就是为什么我们要把CPU的表面温度维持在50°C以下的原因所在。


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