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随着电脑技术的不断发展,现在PC内部元件的工作频率和集成度已经比原来有了大幅度的提高,随之产生的问题就是高频率、高集成度带来的高发热,高温对电子元器件带来的伤害是明显的,因此散热器作为PC中不可缺少的部件已经越来越受到人们的重视。
机箱内发热的大户一般是CPU、显卡,安装散热器(包括风扇)是一定的,另外随着主板芯片组功能的不断增强,它的发热量也很高,所以现在大部分的主板都在芯片组的关键北桥芯片上加装了散热器。散热器的设计、制造原料和制造工艺直接关系到散热效果的好坏,在这里就介绍一下目前使用最广泛的几种散热器的一些基本知识和几款最受欢迎的散热器产品。
散热器的工作原理
目前使用最多的散热器类型是:风冷型散热器,它利用空气的流动来带走散热器表面的热量,从而达到散热的目的,加装风扇是为了加快散热器表面空气流动的速度。制作风冷型散热器的原料一般是导热性能良好的铜、铝或是它们的合金。这种类型的散热器为了增大与空气接触的面积都在散热器表面上做出大量的沟槽。
还有一种水冷型散热器被使用在一些发烧级玩家的电脑里。众所周知,空气其实是热的不良导体,利用它来做热交换速度较慢,只是出于成本与制造工艺上地考虑而已。于是一些发烧友就利用导热能力更好的水来做热量交换的载体。可是受到目前机箱体积的限制和水冷型散热器技术的不成熟,大规模使用它还有一定难度,但不可否认它的散热效果确实是风冷型散热器所不能相比的。
更有甚者,把液氮也拿来作为散热剂,其BT程度是在不可想象,在这种散热手段下,CPU速度曾经被超频至天文数字,当然一般人是无福享受这种高科技的了。下面介绍的都是风冷型散热器。
散热器的设计制造
大多数人都认为金、银作为散热器制作材料会大大提升散热效果,但是事实并非如此。从物理测试中可以看出,热传导系数最高的不是金属而是非金属。钻石的传导率是金属的近5倍。而在金属中,银和铜的热传导系数最高,而金的传导率远小于铜。最常见的铝的传导系数排在常用金属的最后。既是如此,那么为什么很多散热器选用铜、铝呢?这是因为铝材加工工艺简单、方便,成本相对较低。铜和铝中,铜的传导率比铝高将近40%,采用铜制作散热器,理论上会有较好的散热效果。而金、银属于稀有金属,材料价格昂贵,不适合大批量制作散热器,并且采用金、银材料制作的散热器,在相同条件下散热效果未必会有很大提高。
接下来还有一个元件排列密度问题,由于现在的计算机多采用竖放置主板,CPU多采用FC-PGA封装,对散热器的整体重量有很严格的要求,所以散热器研发就要在提高散热效果的同时效果兼顾重量问题,不能超过CPU厂家规定的上限。为此各大散热器厂家纷纷研发异种金属的接合技术,把价格便宜的、容易加工的铝和传导率高但密度较大的铜相结合,利用铜高的热传导率把CPU工作时瞬间产生的热量快速传导,利用铝容易加工,制作出拥有更大有效散热面积的散热片,使散热器底部和上部温度差明显增加,加快热量传导,从而提高散热器整体散热效果,有效减少散热器重量。
作为影响散热效果的一个关键,散热器的制造十分重要。目前散热片多采用Extruded(挤压技术)技术;Skiving(切割技术);Fold
FIN(折叶技术);Forge(锻造技术)等。现在的主流制造工艺是Extruded(挤压)技术。因为铝材加工工艺简单,且铝材密度相对较低,单位重量较轻,适合制作散热器。铝挤压工艺成熟完善,制作出的散热器可以满足现有的散热需求。但是随着CPU主频的不断提升,为了达到较好的散热效果,采用挤压工艺的散热器体积不断加大,给散热器的安装带来了很多问题。并且这种工艺制作的散热片有效散热面积有限,要想达到更好的散热效果势必提高风扇的风量,而提高风扇风量又会产生更大的噪音。如何避免噪音,提升散热器效果是很多散热器厂家正在努力解决的问题。目前市场很多散热产品都是铝挤压工艺,比较有代表性的就是Foxconn、AVC、CoolerMaster等大厂产品。
是采用了Extruded技术的Foxconn PK113
为了有效提升散热效果,减少噪音,就出现了Skiving(切割)技术。Skiving技术就是把一整块金属次性切割,散热片一次成型,散热片很薄、很密,从而有效地增加了散热面积,这样就可以在减少风扇电机风量的情况下,达到更好的散热效果,也可以大大减少风扇产生的噪音。但是Skiving制造工艺要求高,加工困难,目前市场鲜有采用这种技术的产品。市场最早出现的采用Skiving技术的散热器产品是Foxconn公司PK
085,上市后以其良好的散热效果获得一片喝彩。再经过工艺不断改进后,Foxconn又推出了PK 085的改进型号——PK 130。PK 130拥有更多散热腮片,有效散热面积更大,散热效果更好。
采用了第二代Skiving技术的Foxconn PK 130
Fold FIN(折叶)技术,原理与Skiving技术类似,采用金属折叶,在单位面积一定的情况下可以使有效散热面积倍增,从而大大提高散热效果。Fold
FIN的制造工艺也很复杂,一般厂家很难保证金属折叶和底部接触紧密,如果结合面做得不好,散热效果会大打折扣。目前只有少数厂家推出了相应产品,从实际使用效果看还是很不错的。

Forge(锻造)技术,是采用了含铝较高的合金材料,采用锻造技术铸造散热片,散热片铸造得很大,远远超过采用铝挤压工艺的产品。锻造技术大大提高了散热器有效散热面积。但是采用这种工艺模具损耗严重,导致生产成本大大提高,市场上极少有采用此种技术的产品,目前只有ADDA公司批量推出了采用Forge技术的产品B53。
唯一采用该技术的ADDA B53散热器
散热风扇和扣具
如果说散热片是散热器的心脏,那么风扇就可以算得上是风冷散热器的灵魂了,它的质量好坏与散热器的效果和使用寿命息息相关。一般人看一款风扇往往只注意了风扇的转速,认为转速高的风扇就一定好。其实这是一种错误的想法,转速和风扇质量没有必然的联系。一款好的风扇往往转速并不是最快的,而是采用了好的轴承,扇页的设计十分合理科学,噪音不大,产生的风压却十分强劲,使用寿命还挺长。风扇也有很多新的技术出现,比如sunon公司的磁悬浮技术,AVC的液压轴承技术等等,既提高风扇使用寿命,又降低了风扇噪音。
扣具是否方便实用一般可以决定用户对一款散热器的评价。没有好的扣具,再好的散热器也无用武之地。能适合多种CPU使用的散热器往往不是一款好的散热器。因为CPU的封装形式不同,对散热器扣具力量的大小也有不同的要求,扣具设计是随“芯”而定。好的扣具可以把散热器紧紧固定在CPU核心上,避免了震动还可以减小噪音,不好的扣具不仅达不到以上要求还有可能损坏CPU。以前就发生过因为扣具力量过大而压坏CPU核心的事例。不过扣具是要有一定的压力,这使得很多散热器在安装的时候显得很费劲,但正是这种较大的压力在保证长期使用散热器时,散热器与CPU也会接触紧密,确保散热效果良好。
下面介绍几款在市场上广受好评的CPU散热器产品:
CoolerMaster Alps HHC-L61
这是散热器制造大厂CoolerMaster最新的一款散热器产品,它与先前推出的CoolerMaster
HHC-001采用相同的散热片,区别就在于HHC-L61使用了散热能力更强,而且更安静的风扇。
相信CoolerMaster Alps HHC-L61的散热片一定早已引起大家的注意了吧!带有众多全铜制造的鳍状散热片,最突出的是散热片上的两根铜管,这就是CoolerMaster研发的“热管”技术,它通过管内的易挥发液体不停的作吸热〉挥发〉冷凝〉再吸热的物理作用来达到快速带走散热器底部热量的目的。
再优秀的产品都有它的不足之处,CoolerMaster Alps HHC-L61有个小小的遗憾就是仅靠两个扣具来固定那硕大的散热片,这不禁让我们对它的固定能力表示了怀疑。还有,作为一款出色的产品它超过150元的价格也似乎太贵,不过作为发烧友还是一定要选择这款“动静”完美结合的散热器啊!
ThermalTake Volcano 7+
可以说Volcano 7+ 是配件最丰富的散热器产品,巨大的散热片完全采用铜制材料制作。Volcano
7+最大的特点使用了铜Skiving技术。使用Skiving技术的最大好处就是:散热鳍片和底部是一体的,即在提高有效散热面积的同时,避免了异种金属的介面热阻问题。而Volcanon则是铜制材料,铜Skiving加工比铝材更加困难,工艺水平要求更高。因此获得了更加出色的散热能力。
Foxconn PKP-023
提到散热器,怎么能不提及该领域的超级厂商Foxconn,它生产的许多款散热器都已经成为经典产品,如Foxconn
PK-045/PK-045+等等。上面介绍了两款纯铜制造的顶级散热器,这里介绍一款Foxconn的旗舰级纯铜散热器Foxconn PKP-023。
PKP-023散热器采用了铜Skiving切割的工艺来加工鳍片,在一块完整的铜材料上加工出30片左右的鳍片,高度约2厘米,与另一款Foxconn采用铝Skiving切割的工艺生产的PK-085散热器仔细对比不难看出PKP-023的鳍片明显要厚些,整个铜散热片的外面镀上一层铬来防止铜的氧化,增强硬度,鳍片下面的底板的厚度有6毫米,即使是安装扣具的地方也有5毫米厚,这样就能保证整个底部能将CPU内核上的热量充分而迅速的传递到整个底部,再经由鳍片带走。保证散热的高效率。PKP-023的一大问题就是它的重量,高达430克体重让任何想要承载它的CPU都面临着被压碎的危险,好在AMD
CPU四周有垫片,P4处理器也不再裸露核心,165元的价格让人觉得还算物有所值。
显卡散热
现在的3D显示芯片设计之复杂,集成的晶体管之多已经超过了CPU。于是显卡也成了机箱里的一大热源,做好显卡的散热也有助于改善机箱内部的温度,使整台电脑的运行更加稳定。
目前nVIDIA的所有主流显示卡产品都已经在显示芯片上加装了散热片和风扇,ATI的产品也是一样。现在大多数显卡生产厂商已经注意到显卡散热器的重要性,不仅在散热器的性能上下了一番功夫,而且在散热器的外观上也做足了噱头。但是受到显卡芯片安装的特殊性和AGP插槽位置的限制,显卡散热器对大小和重量就有比较严格的要求了。
这是一款nVIDIA GeForce4 MX460的工程样板的图片,上面最引人注目的恐怕就是那个巨大且怪异的散热器了,这是由nVIDIA专门为高端GeForce4显卡准备的散热利器,全铝偏心设计的散热片可以有效的为芯片进行散热,再配合“大功率”(与其它显卡配备的风扇相比)的风扇,能把发热大户GeForce4芯片的温度控制在最低水平。
上图则是UNKIA 速配3000DDR显卡,由于使用的是GeForce2 MX200芯片,发热量不大,所以之配备了散热器,而没有安装风扇。它的绿色散热器设计的也很有特点,将芯片和显存全部都覆盖了,而且在散热片上还有“UNIKA速配”的字样。这是针对目前市场上速配系列显卡的假货比较多,采用这种散热片就可以有效的遏制假货的出现。
由于显卡散热器主要都是由厂家自己提供,消费者能买到的零售产品很少,所以只能做一些基本的介绍。一般说来显卡厂商都已经根据显卡的实际需要和市场定位做好了散热措施,用户完全可以不用操心。
散热器的发展是随着硬件技术的不断进步而进步的,当有更快更强的硬件产品出现的时候,就会有转速更高,散热效果更好的散热器出现。
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