大风起兮“热”飞扬──CPU风冷散热器的选购

  
2001年 40期

　　电脑零部件的散热方式有很多种：风冷散热、水冷散热、热管散热、热电制冷以及综合散热方式，其中风冷散热因其设备安装简便、成本较低、散热效果明显、适应性强、产品更新换代灵活等特点而成为主流散热方式。CPU风冷散热器由散热风扇、散热片、扣具、导热介质四个部分构成，这四个部分对于保证CPU的良好散热性都很重要，选购CPU风冷散热器时就要从这四个方面仔细考究！
　　#1　　CPU散热风扇选购要点
　　　　CPU散热风扇提供一定风量、风压的气流，在气流与散热片表面之间进行强制对流散热，通过空气把传到散热片的热量及时带走，它是CPU风冷散热器上最主要的零件，对于控制CPU的温度有着至关重要的作用，选购时主要从以下几个方面考虑。　
　　#2　　1.风扇功率
　　　　风扇功率是影响风扇散热效果的一个很重要条件，通常功率越大风扇的风力也越强劲，散热效果也越好。但要提醒大家的是，不能片面地强调高功率，如果功率过大，不但不能起到很好的致冷效果，反而可能会加重计算机的工作负荷，从而产生恶循环，最终缩短CPU风扇的寿命。因此，在选择CPU风扇功率大小的时候，应该遵循够用就好的原则。
　　#2　　2.风扇口径
　　　　该性能参数对风扇的出风量有直接的影响，它表示在允许的范围内风扇的口径越大，那么风扇的出风量也就越大，风力效果的作用面积也就越大。对于该指标，笔者要说的是，选择的风扇口径一定要与自己计算机中的机箱结构相协调，保证风扇不影响其它配件的正常工作，还要保证计算机机箱中有足够的自由空间以方便拆卸其它配件。
　　#2　　3.风扇转速
　　　　风扇的转速与风扇的功率是密不可分的，转速的大小直接影响到风扇功率的大小。在一定的范围内，风扇的转速越高，它向CPU传送的进风量就越大，CPU获得的冷却效果就会越好。但是一旦风扇的转速超过它的额定值，那么风扇在长时间超负荷之下工作时，本身也会产生热量，时间越长产生的热量也就越大，此时风扇不但不能起到很好的冷却效果，反而会“火上浇油”；另外，风扇在高速运转过程中，可能会产生很强的噪音，时间长了可能会缩短风扇寿命。因此，我们在选择风扇的转速时，应该根据CPU的发热量决定，最好选择转速在3500转/分至5200转/分之间的风扇。
　　#2　　4.风扇噪音
　　　　衡量散热风扇质量高低的另外一个指标是噪音大小。试想一下，如果买回来的风扇噪音很大，就算风扇其它性能非常完好，用户心里也不会踏实，因为太大的噪音将极大地影响我们操作电脑时的心情。因此，在购买风扇时，一定要试听一下风扇的噪音，如果太大，就最好不要购买；当然风扇发出噪音不一定都是风扇质量的问题，也有可能是风扇的转轴润滑效果不行，或者是风扇没有被正确安装好，如果是这样的话，最好能重新给风扇定位，或者给风扇的转轴加上一些润滑剂，以保证其润滑效果良好。风扇的转动要平稳，否则很容易产生噪音，因此我们在购买风扇时，一定还要记住检查风扇滚轴轴心是否松动。
　　#2　　5.风扇排风量
　　　　风扇排风量可以说是一个比较综合的指标，换句话说，它是衡量一个风扇性能的最直接因素。如果一个风扇转速为5000转/分，但其扇叶是扁平的话，就不会形成任何气流，所以扇叶的角度是关系散热风扇排风量的决定性因素。测试一个风扇排风量的方法很容易，只要将手放在散热片附近感受一下吹出的风的强度即可。通常质量好的风扇，即使我们在离它很远的位置上，也仍然可以感到气流，这就是散热效果上佳的表现。
　　#1　　散热片选购要点
　　　　散热片是风冷散热器的重要组成部分，没有散热片，热传导就不能实现，也不可能将CPU的热量大量带走。影响散热片特性的因素有材质、接触面积、底部厚度、对流换热面积以及散热片的鳍片与气流流动方向的一致性等。
　　#2　　1.散热片材质
　　　　在金属材料中，银的导热系数最高，但成本高；纯铜其次，但加工不容易。风冷散热器的散热片一般采用6063T5铝合金，这是因为铝合金的加工性好（纯铝由于硬度不足，很难进行切削加工）、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高，综合运用各种导热系数高的材料已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如，有的散热片底部采用纯铜，是为了发挥铜的导热系数大、传热量相对较大的优点，而鳍片部分仍采用铝合金片，是为了加工容易，将换热面积尽可能做大，以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接，如果连接不好，反而会影响散热效果。
　　#2　　2.接触面积
　　　　根据热传导理论，导热量与接触面积成正比。对于CPU风冷散热器而言，CPU表面积已越来越小，接触面积已经有限，且散热器底部与CPU表面不可能完全平滑，所以需要选用适当的导热介质填充空隙，以增大接触面积，达到将热源的热量大量带走的目的。散热片吸入的热量要尽量传至鳍片以便对流换热，这主要靠增大鳍片与散热片的接触面积来实现，鳍片底部与散热片基部的连接处采用弧状，就是为了增大接触面积。
　　#2　　3.散热片底部厚度
　　　　散热片底部的功能是要将CPU的热量大量吸走，如果底部厚度不足，散热片的热容量则不足，传热量就会受到限制，散热片壁面温度就会升高。当电脑关机后，风扇则停止运转，强制对流立即终止，但CPU的残余热量传入散热片并没有立即终止，也要求散热片有足够的热容空间来保证将处理器的残余热量带走，以保护CPU。因此散热片的底部必须保证有足够的厚度，对于赛扬处理器，2mm～3.5mm的底部厚度完全可满足吸热需求；对于奔腾Ⅲ（铜矿）处理器，底部厚度为4mm～5.5mm则完全可以满足吸热的需求；但对于毒龙或雷鸟处理器，底部厚度需5mm以上才能满足吸热需求。当然，对于同一类型的处理器，功耗不同，吸热需求也不同。
　　#2　　4.换热面积
　　　　散热片的任务除了负责将热源的热量大量吸去外，另一任务是要提供足够大的换热面积，在风扇对流的配合下，把从CPU处吸来的热量及时散发到空气中去。而负责散发热量的主要是散热片的鳍片部分。对流换热面积越大，则换热量越大，当然还必须配合风量风压都足够大的风扇才能实现。因此选用散热器时，要选散热片的鳍片较多较密的。
　　#2　　5.散热片形状
　　　　普通的散热片是压铸的，较高档的散热片则使用铝模经过车床车削而成的，车削后的形状呈多个柱状突起，这种散热片常用在高档显卡和一些国外原装机的CPU之上。还有一种鳍形散热片，是通过薄薄的铝板折弯而成的，看起来就像手风琴的风箱，这种鳍形散热片的散热效果不错。更为高档的就是涡流式导流散热片了，这类散热片都是通过压铸成型，散热较密实，且都向某个方向倾斜，有助于空气流的通过。由于空气流经散热片时，温度会升高，如果散热器鳍片顺着气流流动方向，热气流会迅速排走，反之则会使热量散发变慢，因此鳍片方向还要尽量与气流方向相同。
　　#1　　小知识：散热风扇的种类
　　　　散热风扇的分类一般是以轴承作为分类标准，大致上可以分为油封轴承风扇、滚珠风扇和才兴起不久的磁浮风扇。油封轴承是最传统的风扇运作方式，利用马达带动轴承和轴芯相互运转，使风扇转动以达到散热的目的。油封风扇的缺点是使用久了后发出的噪音较大，要不定期添加润滑油以降低噪音。滚珠轴承的基本原理与油封轴承差不多，只是用带有滚珠的金属轮代替油封轴承的轴芯，因而降低了磨损的程度，提高了风扇的耐用性，但滚珠轴承风扇的噪音比油封轴承风扇的噪音还要大一些，也需要不定期加润滑油。至于磁浮轴承，顾名思义是利用磁力腾空旋转的原理，将风扇叶片和油芯浮起，运转时只有空气产生摩擦力，所以磁浮风扇的使用寿命是其中最长的，噪音也是最小的。
　　#1　　导热介质与扣具选购要点
　　　　前面谈到，利用导热介质能填充缝隙，增大CPU与散热片的接触面积，增大传热量。而扣具可以固定散热器，确保散热器底部与CPU表面良好接触，保证散热片与CPU有一定的接触面积，充分发挥散热效果。
　　#2　　1.扣具重心必须与处理器中心重合
　　　　风冷散热器的扣具由长短边组成，而扣具的重心（底部弯折的部分）会随着长边和短边的张力不同发生轻微的变化，散热器底部厚度也会影响扣具的张力变化，这一变化正是影响散热器与CPU的die（CPU的核心）是否充分吻合的关键。要注意的是，扣具重心与die的中心在同一竖直线上，才是最理想的。
　　#2　　2.扣具压紧应力大小必须适当
　　　　扣具的设计除保证使散热器底部与处理器均匀受力外，压紧应力的大小也必须适当。底部厚度不同的散热器，即使用同一扣具，压力也会发生变化。压力太小会产生空隙，严重者会松脱；太大会压坏处理器，因此扣具的压力必须控制在一定范围内。
　　#2　　3.导热介质最好用硅脂
　　　　目前有各种形式的导热介质，如石墨胶片、铝箔导热垫片、相变导热垫片（外加保护膜），硅脂导热膏等。经试验，硅脂导热膏因具有热阻低、高填充性及高温下具有流体性质且不会风干等特点，使用效果最好。而相变导热垫片须在一定温度下才会发生相变，如Chomerics生产的T725导热胶垫，其温度须上升到58℃才发生相变，由固态变为流态，因此相变之前的填充能力差，初期效果并不好。但相变导热垫片可以避免处理器表面被刮伤，美国贝格斯特（BERGQUIST）公司生产的225U型相变导热材料使用效果也较好，但使用前须用烘箱或加热枪将散热片加热至35～50℃，再将相变导热材料贴在散热器上，比较麻烦，但相变后的散热效果不会比导热硅脂差。
　　　　编后：在CPU发热量越来越大的趋势下，作为一种最实用、方便的散热设备，风冷散热器的作用越来越重要，当然，其个头也越来越大了。大功率、高转速的CPU风冷散热器走俏于市场上，针对不同CPU设计的各种品牌的风冷散热器令人眼花缭乱，价格从十多元到几百元不等。记得去年年初配机时大多的CPU风冷散热器还是商家配送的，现在就得自己掏腰包了，所以大家在选购时最好擦亮眼睛，买到一款适合自己的CPU风冷散热器！本文主要谈CPU风冷散热器的选购，其实选购其它的风冷散热器，如硬盘风扇、机箱风扇，在很多方面也都差不多！ 
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