CPU散热到底是靠什么散热啊?
CPU散热原理与方式
在普通电脑爱好者的眼里,CPU风扇是个不起眼的小东西。而对真正的“发烧友”来说,它的作用就非同一般了,无论是为保持系统稳定,还是要挖掘系统潜能,都要让CPU“清爽”起来。做到人发烧而机器不烧,才是最高境界。
随着天气渐暖,CPU散热问题也越来越突出。我们知道,CPU的工作温度关系到计算机的稳定性和使用寿命。要让CPU的工作温度保持在合理的范围内,除了降低计算机的工作环境温度外,就是给CPU进行散热处理了。
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。
CPU散热原理与方式
在普通电脑爱好者的眼里,CPU风扇是个不起眼的小东西。而对真正的“发烧友”来说,它的作用就非同一般了,无论是为保持系统稳定,还是要挖掘系统潜能,都要让CPU“清爽”起来。做到人发烧而机器不烧,才是最高境界。
随着天气渐暖,CPU散热问题也越来越突出。我们知道,CPU的工作温度关系到计算机的稳定性和使用寿命。要让CPU的工作温度保持在合理的范围内,除了降低计算机的工作环境温度外,就是给CPU进行散热处理了。
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。
各种金属材料以及常用合金热传导系数
银 429W/mk
铜 401W/mk
金 317W/mk
铝 237W/mk
1070型铝合金 226W/mk
1050型铝合金 209W/mk
6061型铝合金 155W/mk
6063型铝合金 201W/mk
上表是空气和一些金属的导热率对比(卡/cm×s×摄氏度)。 注意,卡是衡量热量的单位。
从这个表格可以看出银和铜是最好的导热材料,其次是金和铝。但是金、银太过昂贵,所以,目前散热片主要由铝和铜制成。其中又由于铜密度大,工艺复杂,价格较贵,所以现在通常的风扇多采用较轻的铝制成。
当散热片的材质被选定后,散热片的热传导能力也就决定了。导热系数表示在1秒内,温差为1℃时能通过截面积为1平方厘米、厚度为1厘米的该导体的热量;反过来看,这就意味着导体的厚度越厚、传热截面越大,单位时间内传递的热量就越多,换句话说,要使热量很快从CPU传到散热片上,就要求散热片一方面要有一定的厚度(要求散热片比较厚重)、另一方面要求有较大的传热截面积(自身传热面积要大)。
这个时候,一些有经验的发烧友可能会说,散热片也不能太厚,太厚效果可能也不会很好。是的,根据傅立叶传热定律,如图所示横截面积为A,厚度为d的导热体,其传热速率为:
Q/t=q=λA(T2-T1)/d台 ………………..(1)
由公式(1)可知,厚度d减小可提高传热速率,而储热又需要一定的厚度,因此,合理选择散热片的厚度就显得很重要了——既不能太厚,也不能太薄,存在一个临界点。当然对于一般的使用者来说,不必关心这些公式,只要了解在一般情况下体积较大、底部较厚的散热片比较好就可以了。
当热量传到散热片的顶部后,散热片就要和周围的空气进行热交换,这时候需要通过传导来将热量传递给空气,计算公式需要换成如下两种不同介质间的传导方程:
q=αA(T3-T2) ……………….. (2)
α为冷流体的导热系数,在散热片材质和空气成分确定后,它就是一个固定值,A是散热片和空气的接触面积,所以增大散热片翅片表面积,即公式(2)中的A是有利于提高散热效率的。在保持散热片的体积不变的情况下,增大表面积的办法就只有改变散热器的形状了,一般是用翅片、表面粗糙化或螺纹等办法来增大表面积。
当热量传递给空气后,和散热片接触的空气会被加热,热空气应该尽可能和周围的冷空气通过对流式热交换来将热量带走,这时候最主要的因素就是空气流动的速度,这点主要和风扇的设计和风速有关。散热器风扇的效能(例如流量、风压)主要取决于风扇扇叶直径、轴向长度、风扇转速和扇叶形状。风扇的流量大都采用CFM为单位(英制,立方英尺/分钟),一个CFM大约为0.028mm3/分钟的流量。一般体积为50×50×10mm3 的CPU风扇会达到10 CFM,60×60×25mm3 的风扇通常能达到20 CFM ~30 CFM。
一个好的风扇除了通风量大、风压高以外,可*性也是非常重要的,而影响风扇寿命最主要的因素就是风扇的轴承,于是轴承形式显得非常重要。目前高速风扇多使用滚珠轴承(Ball Bearing),而低速风扇则使用成本低廉的自润轴承(Sleeve Bearing)。每个风扇都需要两个轴承,一些风扇上标着“BS”的字样,是单滚珠式轴承,BS的意思是“1 Ball + 1 Sleeve”,依然带有自润轴承的成分。比BS更高级的是双滚珠式轴承,即Two Balls。当然散热片的翅片方向也对空气流向有影响,比如不能存在空气不流动的死角,简单地讲,就是散热片风道设计要合理。总的来说,这个地方可能是散热器设计最复杂的地方,但是我们只要知道直径大、转速快的风扇和表面积大的散热片都是散热的好帮手就可以了。
两难的问题——风量和噪音
前面说过增加散热器散热效果最有效的方式是增加散热面积,但是增加散热面积最大的问题就是有主板限制,不能无穷增加,最后只有通过增加风扇的排风量和风速来提高散热器效率。记得前几年许多超频爱好者通过超频风扇来增加风扇转速,当然现在这种方法已经过时了,现在比较好的散热器配套的风扇都是威猛无比的造型,风量一般都不成问题。我这里想要说的倒是风量太大带来的副作用——噪音,有的风扇的噪音已经超过了硬盘和光驱甚至还超过了计算机内部嗓门最大的器件——机箱电源风扇,这个时候,您就需要考虑一下,是您还是您的CPU更需要舒适呢?

如何给CPU降温?
电脑中工作最繁忙的是CPU,CPU是一个大型的集成电路,工作时发热量当然不会小。随着CPU的速度越来越快,CPU的温度也越来越高。过高的温度会使CPU的基本单位二级管发生“电子迁移”现象,从而缩短CPU的寿命,而且容易发生运算错误,使系统不稳定,频繁“死机”。一般来说,CPU内部温度要小于80℃、外部温度要小于50℃是安全的。
由此可见,采取一些措施给CPU降温还是很必要的。
一般来讲,给CPU加上散热片和风扇散热就可以取得满意的效果。这二者现在已是必不可少的了。这也就提醒我们,如果系统总是死机,可以打开机箱看一看,是不是风扇坏了,这往往是朋友们容易忽略的事情。另外,现在一些“智能型”主板往往带有监测CPU温度的功能,一旦过热,就自动降低CPU速度,以减少发热。
以上的措施只是常规措施,如果电脑“发烧友”追求高速度将CPU超频使用,超频后CPU发热量会大大地增加。在这种情况下,就需要采取特殊措施来解决散热问题了。我们并不建议读者超频,可是如果你一定要超频玩的话,就要特别小心了。
换用大散热片、大功率CPU风扇是最最基本的要求。注意,散热片表面积要尽量大,而且,与CPU接触面要涂以专用导热硅胶来增强效果。风扇的功率要以它转起来风的大小为准。
如果机箱许可,可加装第二个CPU风扇。现在不少机箱提供第二个风扇的安装口,这时候,加装一个风扇的效果会意外地良好。
有经验的工作者可以使用CPU制冷器。这是一种由特殊半导体制成的类冷却装置,接通电源后,贴近CPU的一面制冷,另一面发热,在辅助以散热片和CPU风扇,最厉害的半导体制冷器可以把CPU降温到0℃。
但是,使用这种制冷器时一定要注意,由于制冷器温度比周围低,可能出现水汽冷凝的情况,所以,还要采取措施解决冷凝问题,在潮湿的南方这个问题尤其严重,所以这个方案只能推荐给有经验的发烧友使用。
软件降温也是一个途径。著名的CPU降温软件cpuidle能够使CPU在不使用的情况下进入深度休眠状态,降温效果还是不错的,这套软件在网上提供免费的下载。但是,如果打游戏,玩超频,就不灵了。可见,它只是能够让CPU在相对空闲的时候,“打打盹”、“歇一歇”。准备: 导热膏(硅脂,很重要,灰色的优于白色,科技市场等地有售) 卫生纸(细腻点的,以防原硅脂滴到主板上,污染视觉甚至电路;擦灰) 牙签(用来扣灰的) 清水、吹风机、螺丝刀(可选,把风扇拆下来,散热片漂洗晾干) 如何: 1、拆卸: 根据amd和intel平台的风扇安装是不一样的,拆发也不一样,简单一说: amd:把边上的两个固定好的扣向相反的方向拌,正确操作后,会发现这两个扣都松了下来,慢慢在主板的固定结构上面取下即可 intel:就是螺丝啊,很简单了 拆卸中一定要注意: ①关机后余热散失后再拆卸(很重要)。 一定不要在电脑刚关机,余热未散失的时候去拆风扇,因为这时候硅脂的粘性最大,拆下扣具或螺丝去拔下风扇时,很容易把cpu也把起来,幸运的美事,不幸的可能对cpu造成不可逆的损伤。应该冷却到室温,使其余热散热后再轻轻拔起,掌握好力度。 如果不慎再刚关机后把cpu连根拔起,可能会伤到针脚,这就不好说了。 ②不要把硅脂滴到主板,甚至cpu针脚上。 拔风扇时会出现。影响美观不说,有可能污染电路。 2、拆风扇: 有的风扇可以拆下来有的不可以,根据实际情况而定。拆下风扇是为了更充分的情节散热器和风扇。 3、清洁/清洗: 如果拆下风扇,把散热片丢掉水中,用牙签刮刮积灰是很有效果的。之后,晾干、风干、吹干,看您喜好。 没拆下风扇,牙签啊、卫生纸啊,您知道该怎么用。 4、安装: 安装风扇过程就不多说了。 之前一定要看硅脂还够不够,均匀不均匀,如果您那硅脂导热性本来就不好或者拔cpu风扇时弄得有点悲惨,干脆擦了重新涂抹。不要图多,因为散热器和cpu之间的缝隙本来也就不是很大,硅脂一定要涂抹的均匀、密布。其实,捏上一点,风扇一压就好了。 注意:不要让硅脂滴在cpu针脚上 5、一切就绪后,别忘了给你的cpu风扇通电: 三针脚的支持测温(有的串联温控电阻),四针脚的才支持温控,也就是支持pwm。 好一点的风扇一般都是四针脚的,可以根据cpu的温度来调节风扇的速度。 如果是三针脚的,有的是串联了温控电阻,有的没有串联,那样它的效果肯定不如四针的pwm了。 正确安装后,但是显示器无显示怎么办? ①cpu问题。可能您未等其散失余热就拔了风扇,伤到了针脚,这就不好说了。应该会有报警声。 ②拔掉其它数据线或者翻侧机箱时触碰到了显卡,显卡或者连接线接触不良。这大多出现在灰尘比较多的机箱里,显卡也接触不良了,重新插拔显卡并清洁插口和插槽。保持连接线正常正确连接。(集成显卡就只看看连接线吧) ③bios问题。拔掉主板上面的cmos电池,等待5-10min再装上(或者有的主板支持短接也是可以的)。 进入后应该会有显示,按f1或f2(屏幕会有提示)进入系统。 如果蓝屏,请检查硬盘sata线,换个插槽。(最好记录下蓝屏代码,可以查询) 如果出现英文,请重启,之后进入bios。把hard disk改为您硬盘的名字,第一驱动first boot也改为硬盘。f10保存-yes。 ④报警声。根据报警声的几长几短去查一下。一般就是cpu、内存问题,重新插拔内存条并清洁插槽和插口。 ⑤没有连接数据线。忘记了连接显示器和显卡之间的数据线。 一定要定时的情节机箱内部的积灰,尤其是cpu、显卡、南北桥、mos管(有的主板有)等散热器及风扇、机箱风扇上面的积灰,有利于散热。








