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风扇篇
引言:
夏天到了,炽热的天气带给我们高昂的热情,也带来了更多的休息时间;同时,更令我们的CPU饱受高温煎熬。在我国大部分地区,没有空调的房间里,夏日的环境温度较冬季提高了20℃以上,CPU核心由于漏电电流随温度升高而增加,功耗与发热量也略有增大,导致实际温升往往还在此温差之上。为了安然的度过炎炎夏日,或许该考虑一下增强散热措施了?
液氮、干冰、压缩机等极限降温手段虽然可以完全无视天气条件的影响,但并不适合长期使用;液冷散热系统相对繁琐的安装、使用过程也将许多普通用户拒之门外。终归,适合绝大多数用户与玩家的,还是相对传统的风冷散热器。
之后的一段时间,我们将对风冷散热器的各种相关技术进行一点浅要的分析,令大家在选购风冷散热器时更加知己知彼,也为我们稍后奉上的大型散热器评测做好理论准备。
风冷散热器:
所谓风冷散热器,其散热原理即通过与发热物体(就我们的情况而言即CPU、GPU等半导体芯片)紧密接触的金属散热片,将发热物体产生的热量传导至具有更大热容量与散热面积的散热片上,再利用风扇的导流作用令空气快速通过散热片表面,加快散热片与空气之间的热对流,即强制对流散热。
因此,一款优秀的风冷散热器必须具备三个条件:采用做工精良,设计合理,材料合适的散热片、配有性能强劲,工作稳定,长寿命的风扇、以及出色的整体结构与安装设计。
本文,我们将依此分为散热片、风扇与整体结构三部分,就风冷散热器的各项指标以及现行技术进行浅要的分析与介绍。
风扇并不是什幺稀奇的东西,在日常生活中早已司空见惯,具有导流、换气、散热等各种用途。本篇就对风冷散热器中使用的风扇类型为直流无刷风扇-DC Brushless Fan(下文如无特别说明,简称“风扇”)略加介绍。
风冷散热器中使用的典型风扇外形是一个底面为正方形的扁柱体,四角留有安装所需的固定孔位,直流电机通过支架固定在外框上,扇叶与转子连接在一起,通过轴承安装在电机主体之上。一些“非典型”的风扇采用了较特殊的形状与设计,但整体结构与此并无太大差异。
看似简单的结构,其中却有不少的学问;对风扇各种相关知识的了解也是了解风冷散热器的重要步骤。
作用:
风扇是被动式空冷散热器与主动式风冷散热器的本质区别,没有风扇便不能称之为风冷散热器。一些用户也习惯于将整个风冷散热器称为风扇,可见其地位是何等显要。
风扇是风冷散热器中必不可少的组成部分,对散热效果起着至关重要的作用,是散热器中唯一的主动部件;同时,更对散热器的工作噪音有着决定性的影响。风扇在风冷散热器中的职责为:凭借自身的导流作用,令空气以一定的速度、一定的方式通过散热片,利用空气与散热片之间的热
交换带走其上堆积的热量,从而实现“强制对流”的散热方式。
散热片即使结构再复杂,也只是一个被动的热交换体;因此,一款风冷散热器能否正常“工作”,几乎完全取决于风扇的工作状态。在不改变散热器结构与其它组成部分的情况下,仅仅是更换更加合适、强劲的风扇,也可以令散热效果获得大幅度的提升;反之,如果风扇搭配不合适或不够强劲,则会使风冷散热器效能大打折扣,令散热片与整体设计上的优点被埋没于无形;更有甚者,由于风扇是风冷散热器中唯一确实“工作”的部分,它本身的故障也就会导致散热器整体的故障,令其丧失大部分的散热性能,进而引起系统的不稳定或当机,甚至因高温而烧毁设备。
参数:
对于风冷散热器,风扇是如此的“至关重要”。那幺,我们又应通过哪些方面的数据来衡量一款风扇的品质呢?
衡量一款风扇的品质,最重要的两个方面为性能与寿命,其次便是越来越受到关注的工作噪音;此外,关系到能否正常使用,还必须注意风扇的规格与功率。
规格:
要为散热器选择合适的风扇,首先注意到的,也是必需注意的,就是风扇的尺寸规格。
风扇的尺寸规格有一套统一的标准,只要依照此套标准就可以保证与散热片或其它接口、支架之间的正常安装。尺寸规格通常用一个
4位数字来描述,例如:2510、4028、6015、8025、1238等。4位数字的前两位25、40等代表风扇正方形底面的边长,单位为毫米;后两位10、28、30等则代表柱体的高度,即风扇的厚度,单位同为毫米。特别说明:92XX系列的风扇边长为92mm,但通常称作9cm;12XX或17XX系列的风扇并非12mm或17mm边长,而是12cm或17cm;常用直流无刷风扇的边长最小为25mm,而大于99mm的风扇通常舍去最低位,数值以cm为单位。下图为一款6015风扇的详细规格:
相关元素:
与底面尺寸息息相关的数据为过风面积(风扇底面积减去外框与电机占据部分所占面积的结果),进一步则影响到风扇的重要性能指标“风量”。拥有更大的底面尺寸,一般就可以获得更大的过风面积,在风速相当的情