電腦風冷散熱器的簡單介紹(科普)不含硅(膠)脂

電腦散熱器是做啥的?怎麼說呢,當電腦離開了這個東西,電腦就無法開機——如果你選擇用一個切了一個創面的蘿蔔做爲散熱器的替代品,當然也不是不行。

圖片出處:

《 蘿 卜 散 熱 挑 戰 賽 》

有人肯定會問,爲什麼不推薦水冷散熱器,或者說不介紹水冷散熱器?

這其中的原因很簡單——個人的觀點是,擔心漏水。水冷散熱器顧名思義,他是離不開冷卻水的,冷卻水又是離不開水管和各種轉接頭的。這兩個東西,誰能保證哪天不破裂了?等到發現的時候,一切都來不及了。相較之下,風冷幾乎就不存在這個問題。風冷最大的問題就是熱管老化了,但絕對不會出現說漏水把主板弄壞的了事情,撐死了就是灰電平衡的事,也不至於一波給你帶走。再退一萬步說,就算真的有官方質保,在你的水冷壞了的時候給你理賠,你的硬盤裏面的文件能保住嗎?很顯然,非常困難啊。硬件廉價,數據寶貴啊!

關於風冷散熱器,主要涉及到下面幾個方面,以下的文字將展開敘述。

一、本體

本體如果你不認識,那麼,它就是那個捏在手裏,在沒有將其安裝到主板且通電的時候,摸起來冷颼颼冰涼涼的鐵疙瘩(不過按理來說應該很容易辨識,大個頭的很重很實誠的金屬體就是了)。

本體的主要構成分爲鰭片(又稱散熱片)、熱管、底部(或者說底座)。

1.1鰭片

理論上來說,它是整個散熱器的核心組件。大量的在電腦通電的時候由CPU產生的熱量,都需要它一層一層的進行傳倒到外面來。特別是如果你選擇的是被動式散熱塔上面不帶散熱風扇的散熱器,它幾乎可以說是唯一的散熱構件。

鰭片,可以簡單理解爲薄薄的一層金屬片,安裝一定的需要和要求,使用相關的工藝進行組裝疊加,最後的成品就是大家看到的散熱器本體。

鰭片的散熱(基本)原理

鰭片通過吸收熱管傳導的熱量之後,經由扇子將它們吹走。熱管與鰭片之間的接觸方式,將決定了散熱器的最終散熱效果的強或弱。

現在看到的這一層層一排排的薄片,就是鱗片

這裏所說的工藝,在大多數的情況下,會涉及到下面兩個分支,分別是,其一者,迴流焊;其二者,穿fin或折fin(折fin相對於穿fin出現的頻率和場合沒有那麼多,所以下面就不做贅述了)。所謂工藝,就是將你看到的這一層層一片的金屬片組裝成現在的這樣樣子所涉及到的相關流程和技術:都是指鰭片同熱管連接的方式。

1.1.1迴流焊

1.1.1.1迴流焊的定義

將焊錫膏等焊接材料放置在熱管和鰭片之間然後利用高溫使焊錫膏熔化,再通過表面張力等作用將熱管和鰭片焊接在一起的鰭片加工工藝。

說的通俗一點就是,把錫膏當熬成水(高溫),通過這玩意把鱗片和散熱管死死的像膠水粘東西一樣粘到一起。

1.1.1.2迴流焊的主要特點

一、因爲焊錫的導熱係數相對較高的緣故,所以從CPU發出的熱量能夠快速地從熱管傳遞到鰭片上,導熱並散熱的效果會非常明顯

二、焊接後形成的金屬合金層能夠提供較強的連接強度,使熱管與鰭片之間的結合較爲牢固,在涉及到暴力快遞的時候相對來說不會那麼容易的出現鬆動或脫離的情況*(說人話就是可以隨意的打砸壓:皮實、耐草、耐打、耐撞,可靠性高)

三、如果能保證或者做到使得焊錫與熱管和鰭片之間能夠貼合緊密如沒有虛焊、脫焊等問題,它就是耐草王,能夠在較長時間內保持穩定的散熱性能,可以用很多年——你的主板可能會壞,你的顯卡可能會壞,你的CPU可能會壞,但是,但是,你的這個耐草王散熱器,是不會壞的

四、需要使用到大量的專業的焊接材料和設備,對製造加工工藝的要求較高,生產過程相對複雜,成本相對會高那麼一點點,在售價上,自然也會在同類產品上,高那麼一點點

1.1.1.3特別提醒

在鰭片上會預留小口用於填充焊料,在熱管與鰭片之間會有焊錫殘留物,如果你是精神潔癖者,這麼點小殘片殘留,會造成你的視覺審美強迫,會非常難受。

1.1.1.4總結

價高、耐草、工藝複雜、不容易壞,理論來說可以放心買。

精神潔癖者勿購。

1.1.2穿Fin

1.1.2.1穿Fin的定義

使用人爲主觀意識施加的外力,將熱管穿過鰭片上的孔,使熱管與鰭片緊密貼合的一種鰭片加工工藝。

這種工藝它不用焊錫膏,不用螺絲,全憑兩者直接的互相作用力。說的簡單一點就是,強行擠壓鱗片和熱管,讓它們貼到一起。

1.1.2.2穿Fin的主要特點

一、因爲是互相裸奔直接接觸,所以在理論上導熱性能較好,但是,這兩種不同密度的不同介質的材料,其雙方之間直接接觸的表面無法做到理論上的完美光滑平整,一定會有沒有完全緊密相貼的部分。這些肉眼無法直接看到的未貼合的部位,會影響熱量的傳遞效率。

二、熱管和鰭片的貼合主要依靠材料的彈性變形和摩擦力來完成,如果,因爲一些不可描述的奇怪的原因對其產生了撞擊,有可能會導致鰭片鬆動。而一旦鬆動,本來就貼的不夠緊密的面,貼的就更不緊了。這會影響到散熱效果。


三、衆所周知,金屬有一個無法被抹除和無視的特性,那就是熱脹冷縮。在你電腦沒有通電的時候,這玩意是冷的,當你開始奮戰在遊戲中的時候,這玩意會因爲CPU的溫度升高一起變高。電腦通電,溫度上升——電腦關機,溫度下降。可電腦做爲辦公和打電動的主力設備,開關機的頻率會非常的高。這一冷一熱就得病。

金屬會因爲這個原因產生不可逆轉的形變。形變帶來的結果就是,把原來相對來說會緊密貼合在一起的熱管和鱗片,扯出較大的但肉眼無法發現的縫隙。這個縫隙會影響整體的散熱效果——鰭片鬆動,導致接觸不良

四、熱管和鰭片的接觸面,會隨着使用時間並一冷一熱的緣故,造成部分程度的氧化,倆材料的有效接觸面變小,散熱效果會降低。

五、因爲不涉及焊錫膏,所以,成本原料會比焊錫的方式便宜,但是,穿Fin這種工藝,必須做到一氣呵成。萬一失敗了,這份產品就成廢鐵只能回爐了。這就涉及到一個產品品控(檢測標準——如果手鬆,把合格標準降低,確實可以降低成本,但是產品最終的效果會很拉胯,玩家當然不希望看到;如果手緊,質量確實沒問題,但是價格要大漲,這也是大多數玩家不太想看到的)、成品良品率問題了,進一步的,成本因之而水漲船高。爲了保證自己不虧本,產品的售價就不會低了。

1.1.2.3特別提醒

鰭片上沒有焊點,視覺上呈現出一種簡潔、乾淨的美麗,但會隨着使用時間的推移加出廠審驗時候的公差控制標準的緣故,加大了鰭片與熱管之間的距離,這個距離雖然肉眼難以看到有明顯的變化,但是卻會真實的反應到散熱效果上。

1.1.2.4總結

外觀乾淨整潔。

會因爲加熱時間的原因導致空隙距離增加從而影響散熱效果。

考慮散熱效果的人玩家勿購。

有外觀審美強迫症(這裏僅指對於鰭片上的整潔度)的玩家的不二之選。

1.1.3焊Vs穿 圖片對比

1.2底(部)

它,在散熱器的正下方。一般情況下,底部如果你不認識在哪的話,你就找下你手裏是散熱器,哪裏有一層膜。哪有膜,那就是底部。

1.2.0底部的主要分類

按目前各類電商平臺可以買到的類型來說,能簡單的分類爲如下幾類,它們分別是:熱管直觸、銅底霧面、銅底鏡面、均熱版。

除了均熱版(本文就不展開了)之外,前三者都是目前能買的散熱器的常見類型。

1.2.1熱管直觸

熱管直觸在更多的時候指的是銅管直觸。

1.2.1.1基本原理

將熱管直接與發熱源接觸,通過熱管內部的液體蒸發和冷凝過程來快速傳導熱量。

1.2.1.2優點

熱量傳遞路徑短,可以在很短的時間內將熱量從發熱源導出。

沒有額外的底座,結構相對簡單,整體重量較輕。

1.2.1.3缺點

熱管之間存在縫隙,爲填充縫隙需要導熱介質,但是導熱介質的填充會增加熱阻——熱管硬度較低,如果安裝時大力出奇跡或者就不小心,會導致縫隙增多——熱管相對容易氧化。

長時間使用後,會影響散熱效率。

1.2.2銅底霧面

1.2.2.1基本原理

把一塊經過霧面處理的銅底座作爲發熱源與熱管之間的導熱中介,如此一來,CPU發出的熱量,將先傳遞到銅底座後再通過熱管散發出去。

1.2.2.2優點

銅底座能均勻熱量,讓熱管能夠更充分地發揮導熱能力,解決了熱管直觸中熱量集中在部分熱管的問題。

可以掩蓋一些銅底座表面的細微缺陷,對加工精度相對鏡面銅底較低。

1.2.2.3缺點

銅底座與熱管之間存在接觸熱阻,相比熱管直觸,熱量傳導路徑增加了銅底座這一步——增加了流程步數就會在理論上降低散熱效率

表面不如鏡面銅底光滑,與發熱源接觸時,填充的導熱介質會稍多,更多的導熱介質會影響到熱傳導效率。

1.2.3銅底鏡面

1.2.3.1基本原理

把經過鏡面拋光處理的銅底座與發熱源直接接觸,再通過熱管將熱量散發出去。

1.2.3.2優點

鏡面銅底表面平整度高,能做到與發熱源接觸緊密,可以有效降低接觸熱阻,提高熱傳導效率

和熱管直觸比較,銅底鏡面的熱管不容易發生變形,且銅底座可以起到均勻熱量的作用,使熱管能夠更好地發揮導熱性能。

1.2.3.3缺點

製作工藝複雜,涉及到高精度的加工設備,成本高。

銅底座會使得散熱器整體重量增加,重。

如果大力出奇跡,或者安裝的時候非常馬虎和隨意,肆意妄爲的亂搞,會讓鏡面銅底出現劃痕一類的損害,當鏡面出現劃痕,其原本的平面將不再平面,從而直接影響到和CPU上面的泥巴(硅脂)的貼合程度,極大的降低散熱效率。

 

1.2.4省流總結

熱管直觸散熱效率相對較低、成本低、重量輕,適合不願意多花錢的玩家

銅底霧面兼具成本、散熱,適合願意花一點但又不是很多的玩家


銅底鏡面散熱效果是三者中最好的,但成本高,故而購買價格也是最高的,適合只考慮散熱效果而不怎麼太在意價格(當然也是相對而言的價格)的玩家

你能辨認出這是什麼底嗎?

1.3.熱管

多數情況下,熱管指的就是銅管。

熱管其實沒有太多的講解的槽點,如果說有,那就是數量和粗細。

因爲熱管的作用是將溫度從底部傳到上面,所以,銅管的數量越多,其管子越粗,熱傳遞效果越好,散熱效率也越高。

在價格相同的情況下,儘量選擇熱管數量更多的型號的散熱器。

二、風扇

一般,或者說在大多數情況下,風扇的事情,這裏指的是配給你買的風冷散熱器使用的風扇,是不需要你過多操心的。但是既然說到了這,這裏就隨便聊一聊,個人的觀點的內容可能會有偏差,如果有錯誤或不對,還請多多指教。

2.1尺寸

風扇是一個方形的內部帶幾片葉子的物件,外部的方形是有長寬高尺寸之別的。按理來說,尺寸越大,在相同轉速下,這把扇子能提供的風量和風壓會更多,散熱效果更好。但是有一件事需要注意,那就是,扇子的尺寸(這裏指的是扇的高)基本和散熱器差不多大,除非你打算不使用機箱即開放式裝機或者不打算給機箱上上側蓋板,否則你需要考慮到機箱是否能接受這麼高的扇子——太高了,機箱會無法蓋上。

2.2風量

風量通常以CFM(立方英尺每分鐘)或立方米每小時(m³/h)爲單位來衡量。風量越大,風扇在單位時間內能排出的空氣越多,散熱效果越好。

默認≥70CFM的風扇爲大風量風扇。

2.3風壓

風壓的單位是毫米水柱(mmH2O)。風壓大的風扇在遇到阻力時,能夠更好地維持風量,確保散熱效果。

默認≥2mmH2O以上的風扇可視爲大風壓風扇。

2.4轉速

轉速以RPM(每分鐘轉數)爲單位,轉速越高,風扇產生的風量和風壓通常越大——但是轉速越大,聲音越大,這對於喜歡安靜的玩家來說是很難容忍的。

2.5噪音

風扇的噪音主要來源於風扇轉動時空氣與扇葉的摩擦以及電機本身的振動。

2.6接口

以3pin(3針)、4pin(4針)兩種接口爲主要類型。其中4pin風扇支持自動調速,能夠兼顧轉速與噪音,使用體驗更佳。

2.7RGB光污染

如果你是喜歡玩光的,你就只能咬牙選擇帶有ARGB或RGB燈光的風扇。ARGB風扇爲5V、3針,可以單獨控制每一個燈珠,RGB風扇爲12V、4針,一般來說無法做到單獨控制每一個燈珠——只能是一個顏色,也只有一個顏色可以選,無法做到前者的花/彩燈效果。

三、散熱功耗

其實對於經常裝機或者常年在撿垃圾的垃圾佬貼吧逛的人都應該知道這個是什麼,這就是TDP。CPU、顯卡都有這個玩意,如果想裝一臺整機,在選擇電源瓦數的時候,就要事先查詢這兩個參數指標。

TDP是指硬件在最大負載下產生的熱量。選擇散熱器時,應確保散熱器的散熱功耗至少等於硬件的TDP。

如何知道這個數值呢?雖然官網查不到,但是,你可以纏着店裏的賣家客服要,如果不給就去另外一家,直到對方給你了爲止。這個數值非常重要,否則你的CPU的棺材板是壓不住的:散熱器壓不住CPU的溫度這個事件,就會活靈活現的展現在你的眼睛面前。到時候千萬不要震怒:爲什麼我的CPU溫度會這麼高?因爲你選擇的散熱器它壓不住啊。

四、尺寸

這個就不予以標註了——長寬高。

如果高出了你買的心愛的機箱的散熱器限高高度,你就會驚喜的發現你的機箱的側板是無法安裝的——要麼你使用切割機給你的機箱側板劃一個口子,要麼,你捨棄你的機箱側板。

五、平臺和針腳

這倆名詞,想必大家不會陌生。

平臺者,要麼嚶特爾,要麼AMD。

針腳,因爲每一代處理器所對應的針腳數量是不一樣的,即便是多一個或少一個針腳,也是無法使用的。如果你不信邪硬要強用,最後,只能祈禱你的主板或者CPU沒有逝世去世。

不論是在哪個地方買散熱器,賣家都會詢問你的CPU型號,這涉及到平臺和具體的針腳數。所以關於這一點,你即便是個萌新,也不需要太過焦慮和擔心,賣家客服都會直接給你推薦的。

六、風冷的大致分類(圖示)

此圖出處:

產品中心    Thermalright

https://thermalright.com.cn/product/heatsink/all

6.1雙塔

6.2下吹

6.3單塔

七、注意(其實也算不上什麼非常重要的)事項

可能這個也不算一個什麼很重要的事情。

這個事情就是,硅脂選擇和風扇的安裝。

網上能搜到不少關於信越XXXX的言論——其實感覺意義不大。就算使用散熱器附贈的硅脂,也是足夠了。當然,這僅僅是個人的一家言論,不太太當真。

關於風扇的安裝這事,有一個位置一說,特別是放在前面還是後面(如圖所示),當然如果默認是散熱塔自帶兩個風扇,就不存在這個糾結了。

下圖所示的區別在於,一個是往機箱外面吹風,一個是往裏面吹風。它們誰更合理?這個至始至終都是一個能引起大家爭論的話題。要怎麼說?這東西需要配合機箱的風道來進行操作。所以關於這一點不要太在意,按照散熱器附贈的說明書操作就行。

八、全文省流總結

銅底

鏡面

迴流焊

多熱管

散熱功耗≥ CPU 標註的TDP數值

以上幾個關鍵詞,就是選擇風冷散熱器的唯一的、無腦不會錯的選擇標準。

九、影響散熱效率的因素圖譜(導圖)

現在,這裏有兩個散熱器的參數列表,大家來看下,這兩個散熱器咋樣?

希望本文能在你選擇風冷散熱器這件事上,能有一個清晰的判斷,希望本文能對你有用。

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