CPU散热篇
作为机箱中散热头号敌人,CPU拥有强大的“发热”能力,当然现在的主流处理器在制造工艺不断进步的情况下,相对以前Intel的Prescott已经好多了,目前四核心的Core2 Quad Q6600的发热量仅与当年的Pentium D820相当,但就算这样,它的满载功耗依然在100W左右,更别提超频后的功耗了。在炎热的夏天,要让超频后的CPU稳定工作,选择一款出色的CPU散热器还是有必要的。
当然,很多朋友要说了,Intel或者AMD标配的散热器就很好用啊,难道还不行吗?一方面,标配风扇对付标准频率下的处理器的确没什么问题,但超频后处理器的发热大幅度增加,原配就未必能对付得了;另一方面,很多希望超频的玩家本身就直接购买了散片的处理器,当然需要另外购买更强大的散热器。此外,原装散热器在照顾CPU周边电路、主板芯片散热方面也有一些值得改进的地方,这方面很多独立的散热器产品就要做得好很多。
散热片材质与工艺
在以前的《电脑报》相关文章中,我们已经对CPU散热器的选购进行了很多次详细的介绍,在这里我们也不会列出一堆公式、曲线图什么的来说明散热器材质的吸热速度、导热速度等等,大家要知道的就是,出于散热性能、加工难度与成本的原因,铜与铝合金是最适合做CPU散热器的材料。简单地说,铜拥有比铝更好的导热能力,但密度过大的原因导致很多铜质散热器都比较笨重,对主板与机箱的强度有一定要求;铝合金质量较轻,加工难度低,导热性能良好,是性价比不错的材质,但对于高端DIY玩家来说,铜质热管散热器还是最好的选择。
冷锻工艺让铜与铝之间结合非常紧密,保证了导热性能
压固工艺是实现铜铝结合的高性价比方案
当然,也有铜铝结合的设计,在散热效果与成本之间作出一个平衡,但这个结合工艺的好坏,就完全决定了散热器产品的优劣。现在流行的铜铝结合工艺主要有铝质散热片嵌铜、塞铜以及冷锻、压固、回流焊等等,其中冷锻成本昂贵,主要用于高端产品,压固成本低廉,被广泛应用(典型代表就是ZALMAN的“菊花”形散热器),而另一些常见的散热器大都使用了铝质散热片底部嵌铜的做法,我们也会比较一下全铝散热片与底部嵌铜散热片的散热性能。
为了完全比较散热片的性能,我们在测试中决定不使用风扇,在主板BIOS中观察在1分钟之内CPU的温升幅度(室温26℃,下同)。当然,我们不能保证测试的散热片外形设计完全一样,但我们尽量保证它们的体积和散热面积比较接近(扣具的力度都处于正常状态),这样的测试结果仍然可以参考。
表1
点评
可以看出来,如果制造工艺过关的话,底部嵌铜的方式对于提升散热器性能来说有比较明显的帮助(测试中铜底散热器体积要大一些,也在一定程度上增加了热容),铜的瞬间吸热能力也让开机温度相对全铝要低一点点。当然,实际选择中,影响散热效果的因素还很多,例如扣具的力度、鳍片的设计、铜铝结合的紧密程度等等。
这里我们比较了全铝材质与底部嵌铜的散热片的区别,当然市场中还有很多采用各种铜铝结合技术的散热器,它们已经成为市场中的主流产品,因此如果是购买独立的散热器,建议购买铜铝结合的型号。
风道很重要
除了散热片的材质与制造工艺,散热片的鳍片排列方式、风扇产生气流的走向也对散热效果以及散热器对周边设备的辅助散热起决定性作用,我们称风扇产生气流的走向为散热器的风道。
AMD平台的原装CPU散热器只能照顾两个方向的散热
Intel平台的原装CPU散热器可以照顾到CPU周围元件的散热
从这两张图片我们可以看到,对于AMD平台的原装风扇来说,不管CPU风扇多么强劲,始终只能照顾两个方向的散热,要么照顾内存和CPU供电电路、要么照顾主板芯片和内存(要看主板的PCB布局);而Intel的原装风扇由于鳍片呈发散分布,气流朝四面八方吹出,同时兼顾了CPU周围供电电路元件以及主板北桥芯片、内存的散热,可以说在这方面,Intel的原装散热器对整个系统的辅助散热效果更为出色。当然如果单独购买散热器的话,可选择面就很大了,我们同样也可以在AMD平台上使用能照顾到周边设备散热的散热器。
我们除了在选购时尽量考虑能照顾到主板芯片、供电电路散热的CPU散热器,比如发散型鳍片以及大尺寸风扇的产品外,风扇直吹与侧吹的方式也应该看重,因为它对辅助散热能力也有很大影响,下面我们就针对散热器的辅助散热能力进行对比测试,主要选择了AMD原装散热器(直吹)、直吹大风扇散热器(可照顾360°周边散热)、侧吹散热器,测试中测量主板芯片(北桥)、内存表面、CPU供电电路MOS管的温度。
表2
点评
很明显,能“吹”到和不能“吹”到的效果差别是比较大的,能够照顾到周边元件散热的直吹大风扇散热器让北桥,内存以及MOS管的温度都保持在一个比较低的位置。这是因为大尺寸的风扇可以让气流通过北桥、内存以及MOS管的表面带走热空气,而侧吹式散热器则只能照顾到北桥和内存(本次使用的侧吹风扇尺寸较大,风力可以达到与风扇朝向平行的内存表面),所以可以看到侧吹式风扇对北桥的散热改善很明显,但MOS管则照顾不到,温度偏高。不过,直吹式大风扇散热器也有它的弱点,那就是体积太大(一般来说,这类风扇的直径都在9cm以上),在一些主板和机箱内安装会比较麻烦。
热管,散热器中的生力军
热管,是现在很多散热器厂商炒作的散热技术,简单地说就是通过在密封金属管内的冷凝液不断地在液态与气态之间转换,从而实现传递热量的功能,一般来说,我们使用的热管散热器在吸热端要加装铜或铝质的吸热片,在散热端也要配备密集的散热鳍片。虽然采用热管的散热器大都看上去十分豪华,但并不能说采用热管技术的散热器一定就比常规的散热器强(由于热管本身热容小,必须搭配设计合理的散热鳍片以及强悍的风扇才能保证出色的散热效果),另外,热管的制造工艺、材质的选择、热管与散热片的接触紧密程度、散热端鳍片的设计等等,也要影响整个热管散热器的效果。
热管工作原理
热管也要配合出色的散热片才能正常发挥
现在市场中一些普通的热管散热器都存在热管与散热片之间接触不够紧密的问题,这主要是因为制造工艺还不过关,另外,也有散热片部分的材质偷工减料,导热性能大打折扣的。所以在选择热管散热器的时候,不要被它夸张的外观唬住了,还是要仔细观察一下它的做工以及材质、散热片的设计情况。
相信大家都想看看热管是不是比普通散热片强很多,我们选择了一款做工比较好的Intel平台热管散热器与普通铜底散热器进行对比,对比过程中不都使用风扇,看看1分钟内CPU温度上升的速度与幅度。
表3
点评
测试中,采用6条热管设计的散热器明显核心温度上升要慢一些,散热片温度上升比较快,可见其热量传输到散热片各部分的速度要快些,CPU的热量被较快地传走,所以核心温度会比一般的铜底散热器更低一些(当然,这与本次测试我们选择的热管散热器做工很好,热管与鳍片之间结合得非常紧密,鳍片的数量也较多也不无关系)。但是由于热管热容小的特性,必须要在热管散热端使用更密集的鳍片来保证散热面积,就像我们本次使用的散热器那样。
风扇,散热性能与噪音的平衡
我们现在使用的CPU散热器大都是主动散热的风冷式散热器——即便是液冷散热器,在散热端也都配备了风扇。虽然也有部分厂商推出了不带风扇的完全静音版散热器,但我们认为在目前主流的电脑上,使用被动散热的静音散热器不太现实:如果要达到不错的效果,散热器制造成本会很高,而成本不高的情况下的静音散热效果和普通的风冷完全不可同日而语,所以,我们建议大家还是选择主动散热的产品,不过在噪音的控制方面,还是要注重一下,而风扇也正是噪音控制的关键所在。
风扇的三个规格,转速、风量、风压是我们比较关注的,也是对于散热性能以及噪音控制最为直接的。扇叶的设计与转速决定了风量和风压,而我们可以简单地认为,CPU风扇目前主要走大尺寸高风量、小尺寸高风压两大路线,配合散热片的设计,两者各有所长,前者噪音小,适合大尺寸散热片,但导致整个散热器体积增大;后者体积小,可以配合的散热片形式比较丰富,散热效果较好,但噪音难以控制。当然也有折中的选择,在散热能力与噪音之间取得一个平衡,但现在更常见的解决方案是:智能调速。很多主板都已经支持根据处理器温度自动调节风扇转速的功能——通过控制电流来完成。
那么到底是大尺寸大风量效果好,还是小尺寸高风压更好呢?两者的噪音表现、散热器体积又如何,我们找来两款具有代表性的产品进行对比,测试中观察AMD CPU在满载情况下1小时后的核心温度。
表4
点评
可以看到,这两款散热器的散热能力基本上差不多(当然这里的例子只是作为一个大概的参考,实际情况还要复杂得多,涉及到散热片设计等等)。但是两者各有优缺点。对于9cm的高风压风扇来说,风力强劲,弥补了散热片面积行对较小的弱点,另外正是因为散热片体积不大,所以比较好安装,但由于风压大的原因,风扇的噪音也很明显;对于12cm的大风扇散热器来说,转速低,噪音低,但风量很大,除了对CPU散热外还可以照顾其它周边元件的散热,同时大尺寸的散热片也提供了更多的散热面积,但是散热器整体体积偏大不利于安装。所以,鱼与熊掌兼得是非常困难的,大家也只能根据自己的实际情况进行选择。