2024年4月28日发(作者:逮桀)
风冷散热器相关技术浅析之整体结构篇
风冷散热的解决方案发发展至今,各各大知名厂商商不光在工艺艺和散热片材材质的选取上上做多
方面面的研究,在风扇的设计上上做全方位的的改进,更是是在散热器的的整体结构上上做了很多有有益的
尝试试。随着技术术的不断进步、设计经验的的累积,无论论是风扇还是是散热片都已已经接近甚至至达到
了技技术上的极限限,在此基础上上的任何改良良措施都收效效甚微,于是是要造就一款款品质优秀的风冷
散热热器,其整体体结构的优化与安装方式的简化也成为为了新的设计计亮点。 片&扇结构:
如果
说做做工精良、设设计合理、材料料合适的散热热片和风力强强劲、工作稳稳定、长寿命命的风扇是一
款优
秀的的风冷散热器器所具备的必必要条件的话,那么出色的整体结构与与安装设计则则是其充分条条件,
这两两者相辅相成成、缺一不可。风扇与散热热片完美的配配合才能将其其性能发挥到到极限,这才才是风
冷散散热器“风冷”与“散热”的真真正含义。片&扇结合方方式: 散热热器的散热片片和风扇的设计已
为此
经相相当出色了,在其物理性能能的开发接近近极限的情况况下要取得革革命性的进步步非常困难,
必须须换个角度思思考问题。于于是各大散热器制造商开始始在散热片与与风扇的结合合方式上做文文章,
寻找找最优的设计计,由此而来来诞生了形形色色的散热器器。
虽说现在市市面上的散热热器五花八门门,但其散热热片与风扇的的结合方式却却不外乎以下几种:
顶置置式: 大部分分风冷散热器器都采用的是是这种结合方方式。其最典典型结构就是是把许多片状的散
热鳍鳍片,以某种工工艺接合在具具有一定厚度度的吸热底上上,由一个安装装在散热器顶顶部的风扇导导流,
令空空气通过散热热片上那些深深深的缝隙,从而将热量带带走。
市面上
上最多也是最
普通的散热器
器
顶置式之所所以这样流行行是不仅是因因为它具有结结构简单、设设计制造难度度小(某些特特殊设
计除除外)、散热热效果不错等等优点,而且是是有一定历史史原因的:大大家都知道,最早的CPPU是
不需需要散热器的的,而486时代最多加装时一块散热片就就能搞定了。。随着CPU的不断发展发热
量与与日俱增,光靠散热片的被被动散热已力力不从心,于是随便在扁于扁平的散热片片上方――唯一适唯
合安安装风扇的位位置――安装装一个风扇,就就成为了“顶置式顶”。这种种散热方式现现在不只是使使用在
CPUU散热器和显显卡散热器上上,总线频率率越来越高的北桥也开始经经受不住“烤”验,纷纷在自己
的散散热片上戴了了“帽子”。 不过典型顶置不置式的缺点也是显而易见的:气流在散散热片内需要要改
变方方向,容易形形成“无风区”(前一散热片片篇已有所说说明),且顶顶置式的传统统轴流风扇,其中
间轴轴承部分容易易形成死角―――“风力盲区区”,可偏偏散散热片正中央央接触的就是是发热设备(CPU
核心心等),即使散散热片导热作作用再好也无无法轻易将热热量迅速的传传递到周围散散热片上,难免令难
散热热效果大打折折扣。针对这这一缺点,设计计者们对顶置置式作出了一一些改进,Inntel最新的原原配
散热热器(AVC OOEM)就是很很好的例子。
Inte
el LGA775原配散热器原
这款散热器器散热片的设设计很独特,散热片主轴轴为实心铜柱柱,散热鳍片片由里向外呈呈放射
状分分布,并且鳍鳍片向风扇旋转的反相弯曲曲,增加与气气流的接触。采用此种设设计,轴流风风扇的
盲区区正好对应散散热片的铜芯芯,而铜芯本身身外露表面积积很小,有气流流辅助也难以以提升散热能能力。
同时时,外围的众众多鳍片正好都笼罩在风扇扇的强大风力力之下,散热热效果自然出出色。它的设设计可
以说说是“避实就虚虚”的做法:风风力盲区被巧巧妙的设计所所回避,最大大程度上降低低了由其带来来的负
面影影响;而且比比起后面要提到的“传统涡涡轮式”风扇,它的铜芯和和散热鳍片接接触面积更大大,可
以更更好的将热量量传导到鳍片的各个部分,即使核心部部位没有直接接气流照顾,间接散热也可取
得满满意的效果。 还有一些改改良措施,比比如采用大口口径风扇,配配合锥形导流流罩转接,既可增
大风风压,又能消除盲区,照顾顾到散热片对对应发热设备备的核心部位位,散热效果果可以得到明显的
改善善。不过缺点也是显而易见的――体积积大,所以并并没有被广泛泛采用,而只只出现在一些些玩家
的改改装作品中。又比如,在风风扇正下方与与散热片接触触的出风口部部位增加与扇扇叶形状相似似、但
弯曲曲反向相反的的导流片,为气流再添一道道“约束”,这这样的话可使使气流在导流流片作用下吹向中
心部部位,以达到到缩小盲区的目的,并且进进一步增强了了风压;但气气流的冲扰与与更多的摩擦擦,无
疑会会增大工作噪噪音。
夹夹在中间的锥形导流罩
带带有附加导流
罩的风扇
要完全突破破风力盲区所所带来的负面面影响,“顶置置式”可谓是希望渺茫了
,而以下两种
种新
型的的片&扇结合方方案则可以近近乎完美的实实现: 侧置式: 顾名思思义就是将风风扇安装在散散热片
的侧侧面。其特点在于风扇与风风道式散热片片完美的配合合使空气气流流只有一个流流向,除了与散热
片的的接触之外没没有其它不利冲扰,而且风风阻小,热交交换效率高。。 相对于顶顶置式来说侧置式
不但但没有风力盲盲区(并不是说不存在风力力盲区,而是是风力盲区对对于侧置来说说没有影响),而
且侧侧置风扇的气气流可以顺利的通过散热片从另外一边边吹出,能够够将散热片整整体的热量沿沿着鳍
片空空隙直接吹到到机箱之外,使机箱内的空使空气流向十分分的流畅,从而有效的降从降低系统的整整体温
度!而顶置风扇有风力盲区不说,气流到到达底部后不不可避免的要要产生涡流,影响气流的使用
效率率和散热效果果。
侧侧置式的AVCC“龙骑士”
凡事有利必必有弊,侧置置式同样存在在另一侧的散散热片由于离离风扇较远而而导致散热不不均匀
的缺缺点,特别是是在散热鳍片间隙很小,气气流难以穿越越的情况下。还有一点就就是当侧置风风扇厚
度比比较大的情况况下会造成整整个散热器占地地面积太大,,给安装造成成困难。而要要在严格按照散热
器尺尺寸规范控制制体积的情况况下设计一款品质优秀的侧侧置式散热器器技术难度比比较高,这也是市
面上上侧置式散热热器不是很多的原因。 而龙骑士士在这方面则则做得不错,它的散热片分为
两部部分,靠近侧侧置风扇一侧的散热片鳍片片数少、间距距大,直接与与CPU核心心部位接触;而另
一侧侧的鳍片则非非常密集,由于于离核心部位位较远,所以以使用两根热热管从底部将将热量导出到散热
片上上,这样就避避免了散热不不均的现象。偏置式: 既然侧置的风既风扇会使横向向体积过大那那“顶
这样置”是是比较好的选选择,而“偏置置”是什么意思思呢?其实就就是把风扇横横向放置在散散热片顶部,
其风风力就能垂直直向下吹到散散热片上面,示示意图如下::
偏置置式相对于顶置式的优点
现在市面上上的偏置式散散热器大都采采用了涡轮风风扇,所以又又把它叫做“涡涡轮式”或“龙卷风龙
式”。。他的主要优优点就是能够够消除传统的的顶置式风扇扇所带来的风力盲区,而且且涡轮风扇风风力
分布布均匀,以较较低的风扇转速速能够产生更更大风量,有效的控制了有了噪音,同时时达到了优越越的散
热效效果。不过缺缺点就是风速速比较低,所以散热速度较较慢。典型的的散热器如CCoolermasteer龙
卷风风系列,还有有夸张的“空军军一号”,连散散热器著名厂厂商Tt也按耐耐不住出了一一款TR2-M44。
TR2-MM4
CooleerMaster龙卷卷风奔腾X71
上面的这款款散热器采用用了两个鼓风风机式的风扇扇向下吹风,
两个风扇各
各负责一半散散热片
的散散热,其实效效果和上面的两款“涡轮式式”风扇一样,都消除了风风力盲区。 不不过偏置式风风扇
的缺缺点也是显而而易见的,虽然然相对与侧置置式来说横向向体积得到了了有效的控制制,但是平放放的涡
轮风风扇再加上散散热片个头实实在太高了,一一些机箱可能能难以容纳这这种庞然大物物,随之而来来的散
热器器重量的增加加倒是勉强可可以接受。 内内置式: “内置”的风扇确确实不容易理理解,不过看看了下
面的的这两款散热热器之后你就就会知道为什么把它叫做“内置式”了。
很很有创意的内内置设计
试涉足于散热
这款型号为为“GH-PCU21-VG”的“33D cooler散热热器”是台湾湾技嘉公司尝试热器
市场场的首款产品品。由图中可以看出,在密密集的桶型散散热鳍片中间间包围着一个个涡轮风扇,其散
热原原理为:空气气从顶部吸入入,通过涡轮风风扇向周围360度范围吹吹出,这样就就不必考虑传传统
散热热器风量与风风压的问题,充分利用起每每一页鳍片,,达到了超大大实际散热面面积。
传统的“涡轮轮风扇”
听起来挺诱诱人的,不过过应该注意到到这款散热器器是配合内嵌嵌的4根热管管(实际为2根)
才达达到比较好的的散热效果的。而以前曾经经昙花一现的的一些“涡轮风扇”(传统统涡轮式)也应该
算作作“内置式”,它它们形状虽然然独特但是散散热效果并不不理想,这是是因为CPU核核心产生的热热量
很难难迅速传递到到“涡轮”状的散散热片上,而而涡轮风扇的的风向是向四四周吹出的,正下方的CPUC
核心心部位是没有有风力的,这样的话即使“内置”的涡轮轮风扇很出色色也不能起到到良好的散热热性能。
而技技嘉的这款产产品通过热管管的使用能够将将热量迅速带带到密集的桶桶型散热鳍片片上,然后内置的
涡轮轮风扇发挥威威力散尽热量量。 这种内置置式设计确实实很有创意,但是缺点也也比较突出:由于
风向向是由中心往往四周吹出,所以风力分散所散;中间涡轮轮风扇占据了了很大的空间间以至于散热热片的
体积积被压缩,所所谓的“超大实实际散热面积积”其实热交换换效率并不高高。
这款九州风神双龙热管散热器乍一看好像没有风扇,其实是把风扇“居中”了,透过密
集的散热片就能够看到里面的风扇了。与技嘉的3DCooler相比这两款“内置式”的散热器设
计出发点是一致的:由热管把CPU核心的热量导出到散热片上,按后通过风扇散热。前者
的设计亮点是采用涡轮风扇以达到“360度范围吹风,超大实际散热面积”的目的;而后者通
过居中的侧置风扇达到“半吸半吹”的效果,是颇具新意的设计。 显然,这款散热器也可以
算作侧置式,不过由于内置居中的风扇占据了CPU核心位置,所以采用了两根热管将热量
导了出来。侧置式遇到的主要问题就是散热片长度太大,风阻较高,所以远离风扇的散热片
散热效果不佳,导致散热不均;不过这个居中的风扇达到的“半吸半吹”效果将其良好的解决
了。虽说吸风的一面进入的是冷空气,经过一次热交换之后温度升高才进入吹风的一面,但
是总体上来讲吹风的散热效率要比吸风高,所以两边的散热相对来说比较平衡。这其中涉及
到吹风与吸风两种送风方式的特点,所以请接着往下看―― 送风方式: 作为风冷散
热器,其基本出发点就是通过风扇来主动散热。而不管什么样的风扇其送风方式只有两种:
吹风和吸风。这两种方式的典型代表作就是电风扇和换气扇,两者原理一致,只不过侧重点
不同而已。 同样,散热器的送风方式也具有“吹风式”和“吸风式”这两种,不过由于散热器自
身的特点又产生了采用多个风扇组合的方式,而其结构的不同使得它与吹风和吸风方式略有
不同,所以姑且将其作为单独的一种送风方式列出。 吹风式: 虽说风扇的进风量和出风量
是恒等的,但是由于风扇的扇叶、导流罩设计等,出风口气流整体方向较为一致,风压较大,
但内部紊流较多;进风口空气则是被动流入风扇内,没有外力作用或气流冲击,压强应略低
于环境气压,且气流为层流。 风扇“吹”出的空气内部流动混乱(紊流),与散热片的
热交换效率更高,且风压大,非常适合作为风冷散热器的送风方式,但缺点则是气流扰动、
鳍片振动较多,相同风量下噪音较大。而吸风方式虽然气流平顺,容易获得较大的风量,且
噪音低、振动少,但热交换效率不高,多用于一些对静音需求较高的场合,例如水冷系统的
散热排等。 现在的散热器几乎全部采用了吹风式方案,大家应该已经司空见惯,习以为常
了,所以这里就不多作介绍。 吸风式: 前面既然说了吹风式散热效果要明显好于吸风式,
那么有些厂商干嘛要费那么大劲往市场上推吸风式散热器?这就要从近年来CPU散热器的
发展谈起,说来话长―― 随着CPU越来越强,功耗越来越大,发热量节节攀升,散热器
的压力也越来越大。散热器制造商们“朝思暮想”的就是如何在传统的散热器基础上改进设计
方案。对于风扇来说厂商们几乎已近绝望了:转速不能太高因为噪音大,直径不能太大因为
占地面积大,高度也得收敛着点否则大部分机箱都没法兼容。所以现在高端散热器上配备的
风扇都是经过精心设计的最优方案了。而散热片方面:纯铜是必须的,至少也得嵌一块铜进
去;散热鳍片自然是越多越好,这样就使散热片之间的间隙变得很小,而问题正出在这里――
在散热片间隙很小的情况下,风扇吹出的气流流经时会产生较大的阻力,而气流本身的相互
干扰变得很明显,最后到达底部时已经是强弩之末了,而且会产生涡流。此其一。 高速的
气流流在流经间隙隙很小的缝隙隙时不可避免要要造成风噪与与散热片的震震动,这部分分噪音是整个个散热
器噪噪音的主要来来源。此其二二。 无论是顶顶吹式还是侧侧吹式,以上上两点是在散散热器设计中必须
直接接面对的问题题,至今仍无良良好的解决方方案。把它称作作吹风式风扇扇与生俱来的的缺点毫不为为过,
只不不过在低端散散热器风力不不大、散热鳍片不多的情况况下表现得不不太突出而已已。 对于吹风式
的缺缺点只能降低低其影响而无无法消除,但如如果反其道而而行之采用吸吸风式风扇,一切问题则迎刃
而解解。于是备受受冷落的吸风风式散热方案被被推到了前台台。 下面这这款散热器,它看上去普普通
通,不过这却是是市面上为数不多的一款吸吸风式散热器器。出自散热热器大厂富士士康之手,产品型
号是是富士康CMI-32-2N,其其特征为:反反转叶纳米陶陶瓷轴承风扇+全铜散热器器。别的先不不说,
它与与各种各样其其他散热器相比最大的特点就是――“反转吸风风扇”!
仔细观察它的仔的风扇扇叶,看出什么不同同了么?
那么反转叶叶风扇的吸风风式散热方案案到底有什么么优点呢? 1.空气通过散散热片空隙之之间
从四四面八方进入入,风速低,紊紊流少,噪音音小,有可以以基本保持风风量不变。而而且冷空气最最先接
触的的是温度最高高的散热片底底部,可以更迅迅速的带走散散热片底部的的热量,令其其中热量分布布更加
均匀匀,可避免底底部热量过于于集中。从热交换的角度来来说是比较理理想的效果。。 2.因为流经经散
热片片的空气为被被动流入的层层流,受风阻影影响相对较少少。这样散热热鳍片可以设设计得又密又又薄,
可以以极大地增加加有效散热面面积。 可以看看出,吹风式式方案中所遇遇到的困难到到了吸风式这儿全
都变变成优点了!这这不能不说是是“时势造英雄”啊! 虽然然吸风式能够够克服吹风式式所遇到的困难,
但是是面对自身热热交换效率不不高的劣势是无能为力的。而密集的散散热片设计使使成本增加不不少,
所以以在工艺相同同,造价相同的情况下,吸吸风式设计还还是难以与吹吹风式相匹敌敌的。但也不不失为
一种种值得考虑的的优秀的散热热解决方案。双风扇: 电脑上好像流电流行好事成双双:内存带宽不够
了来来个双通道,硬盘速度太慢了找两块做做Raid,散热器效果不好好用双风扇吧吧。 那么采采用双
风扇扇究竟可以获获得怎样的好好处呢?这取决于双风扇的的组合方式。。 通常双风风扇散热器所采用
的两两个风扇都是是具有相同参参数、规格的产产品。而它们们的组合形式式不外并联与与串联两种。 并
联的的双风扇各自自负责一部分分散热片的送风风工作,可以以获得单风扇扇近两倍的风风量。下面就就是几
款并并联双风扇的的典型产品:
上面的这款款双风扇散热热器采用双风风扇侧面对吹吹设计,散热热器中心的立立柱将两个风风扇隔
开并并且把热量传传递到散热片的每一个鳍片上,由于方方向是双面的的,比起传统统的散热器散散热面
积有有所增大,而而且风力十足足,因此散热效果很理想。 这就是前前面介绍的那那款偏置式风扇,
也是是双风扇,而而且是双“鼓风风机”风扇。对散热片进行横向扩展,再配合双风风扇的设计。。可
惜较较适合slot接口的接CPU,容得下它,在显卡散热上在上倒并不少见。目前主流的主主板就很难容 串
联的的双风扇通常常配合风道式式设计的散热片,采用一吸吸一吹的设计计,目的则是是增大风压,变相
增加加风量(双风风扇共同分担散散热片的风阻阻,则每一个个需要克服的的静态压强差差会大幅减小小,风
量有有所提高,相相关原理说明可参见《风扇扇篇》中的相相关部分)。但风道式设设计的散热片往往
风阻阻较小,而串串联的双风扇总风量又怎样样也突破不了每个的最大大风量,所以以收效相对较较少。
这是另一类类型的双风扇扇散热器,它它采用侧置式式设计,只不不过多加了一一个风扇,两两个风
扇协协同工作达到到“一吸一吹”的效果,这样的样一来通过散散热片的空气气能够十分流流畅的通过,风阻
降到到了最低,热交换效率得到到了极大的提提高,同时也也能够避免前前面所提到的的侧置式散热热器另
一侧侧散热片散热热不均匀的缺缺点,将侧置式的优点发挥挥得淋漓尽致致! 双风扇扇散热效果确实优
秀这这是不可否认认,但其缺点点也是显而易见的,由于采采用了两个风风扇,噪音也也相应翻了一一倍,
成本本也增加不少少,如果都采用用侧置式设计计的话,体积积上更加难以以控制。而缩缩小体积则会会造成
散热热片热容量与与表面积缩小小,对瞬间吸热与散热十分分不利。 虽然市面上有虽有一些产品采采用了
双风风扇设计,但是来自大厂的的高端散热器器一般不会原原配双风扇的的,看来厂商商们对双风扇的采
用还还是很谨慎的的。不过很多玩玩家早就过了了一把双风扇扇瘾了,对原原有的散热器器加以改造在在适当
的位位置再添加一一个风扇对于于动手能力强的玩家来说不不算什么难事事,何况有一一部分散热器器本来
就预预留了第二个个风扇的安装装位置(如TTT的寂静塔))。对于那些些只在意CPPU温度的超超频玩
家来来讲,双风扇扇是最好、最最简单、最省事事的风冷散热热解决方案。。
安装结构: 散热器,它的最终工作岗位是在CPU上面,因此怎样固固定在主板上上面让
个问题。这里它安安心的工作也也是设计中非非常重要的一个里涉及到散热热器自身的结结构以及与主主板结
合的的安装结构,这方面散热器厂商和CPPU制造商都都做出了各自自的努力。 固固定要求:
散热
器体体积、重量标标准: 现在的的散热器由于于纯铜散热片片的采用以及及密密麻麻的的鳍片设计都都使得
散热热器的重量十十分夸张。但是散热器如果果重量太大,受其重力影影响,主板就就很可能会因为不
而且现在的主堪重重负而变形,主板都是垂直直安装在立式式机箱内部的的,这个问题题就显得更加
的突
出。 为此Intel和AMD针对对自己的平台台都制订了相相关标准,Soocket 478/7554/462所规规定的
最大大重量分别为为445g/445gg/300g。不过过不知道这个个标准到底是是比较保守呢呢还是没有多大约
束力力,现在除了了Intel和AMMD自己严格格按照这个标标准控制原配配散热器之外外恐怕没有几几个厂
商对对此感兴趣。 而且由于大大口径风扇以以及特殊类型型散热片的采采用使散热器器体积变得越越来越
庞大大,再加上夸夸张的重量,散热器安装时散时均需要通过过专用的固定定卡槽等配件件来稳固,并且已并
经有有不少庞大的的散热器使用到了加强背板板卡扣,通过过在主板正面面以及主板背背面的双重固定达
到强强化作用;虽然在散热器体体积上并没有有什么标准出出台,但是厂厂商们在这方方面还是相当
谨慎
通过特殊道
具的使用来弥的,弥补体积和重重量上的不足足,毕竟体积积太大没法安安装或者太重重压坏
CPUU和主板的话话就是一款失失败的产品了了。 压力标准准: 散热器安安装时要有一一定的预紧压压力,
一来来确保安装稳稳固;二来保保持散热器与CPU底部的的良好接触。而这个压力力必需得到严严格控
制,所以AMD和Intel在这这方面的标准准是很权威的的,如果厂商商不按其标准准设计散热片扣具
的话话,极有可能造造成散热不良良或压坏CPPU。 AMD Socket AS平台台建议的压力力为12~24磅,
而Inntel为带有金金属顶盖的Socket 478S平平台CPU提出的建议压提压力为60~90磅。 其他他设计
要求求: 风扇在转转动时不可避避免的要产生生一些震动,一般转速越越大,振动越越明显。这一一方面
都是是厂商们注意意的重点,为了减震以及降降噪风扇的转转速都不会很很大,而且都都通过一些特特殊的
措施施进一步降低低振动所带来来的负面影响。比如扇叶的的严格设计和和轴承的选择择,还有就是是在风
扇和和散热片固定定位置之间增加橡胶垫片也可以一定程程度上减小震震动。
散热片扣具具: 作用:
散热片扣具
具是固定散热热器和CPU
插座的工具
,这个看似毫毫不
起眼眼的东西却是是整个散热器器设计中的点睛之笔,它的的好坏直接影影响到散热器器安装的难易和散
热的的最终效果。 散热片扣具具也是有不同同类型的。因因为不同架构构的CPU其封封装以及安装装方
式也也不同,对散散热器扣具的安装固定方式和力度也有有着不同的要要求,所以架架构不同的CPUC
与其其相对应的散散热器的扣具具也不尽相同。当然还有一一些厂商别出出心裁的设计计也得到了广泛的
认同同。 以下是一一些比较常见见的散热片扣扣具,逐一进进行说明: 单孔弹力扣具单具: 对于Atthlon
XP以以及Intel老早的PIII和赛赛扬II系列来来说,既没有像像P4那样的的HIS顶盖对对核心进行保保护,
主板板上也没有安安装支架,这样样的话如果扣扣具设计不合合理、压力不不均,在安装装时稍有不慎慎便很
容易易损坏核心。事实上Athlon XP被散热热器压坏核心心的事件已经经屡见不鲜了了,为此AMMD不
但在在CPU基板的的四个角上安安装了橡胶垫垫来帮助核心心承受来自散散热器的压力力,而且根据自己
产品品的特点为扣扣具制定了一一定的标准,而而Intel也对对其图拉丁核核心的赛扬加装了类似于P4
的HHIS顶盖,一一定程度上分分担了在散热热器扣具上的压力。以前,针对Athloon XP的散热热器
一般般都是采用单单孔弹力扣具具:
这是早先市市面上比较普普通的扣具设设计,此种扣扣具的特点是是结构简单、安装牢固,缺点
是扣扣具受力比较较集中,安装、拆卸时都需需要有螺丝刀刀辅助,比较较困难而且不不方便,而且如果
安装装操作不当用用力过大会压压坏核心。
免免工具单孔弹弹力扣具
为此厂商们们对其做了些些改进,由上上图中可以看看出,它最突突出的特点就就是在扣具上上有一
个加加长的安装手手柄,这样不用费多大的劲劲就可以把散散热片牢牢地地固定在CPPU上,这样样的话
安装装、拆卸变得得容易多了。不不过由于是免免工具安装,所以压力不不大,这会一一定程度上影影响到
散热热片与CPU核心的安装紧核紧密程度。所所以虽然免工工具的看上去去“先进”一些,,但厂商对其其的
采用用还是比较谨谨慎的。 三孔孔弹力扣具:
上图就是著著名的火山10A采用的散散热片扣具,,也是AMDD推荐的扣具具设计方式,与传
统的的单孔式设计计相比三孔式式扣具平均分担担了所承受的的压力,不但但使处理器与与散热器之间的结
合更更为紧密,同时还相应的提提升了安装固固定的稳定性性。这种设计计的扣具可以以让散热器更更牢固
的扣扣在主板上,不但可以确保保CPU插座座的安全,更能保证了CPPU的受力均均匀,不让Atthlon
XP脆脆弱的核心那那么容易损坏坏。此外,由由于三孔式扣扣具的密合度度更高,所以以也能够避免免出现
类似似单扣式设计计由于处理器器热膨胀而导致致Socket插座断裂而造插造成散热器脱脱落的情况。 对
于像像火山10A这种体积和重这重量都比较大大的散热器来来说,所需的扣具预紧压力力也比较大,,所
以没没有设置安装装把手,安装时需要螺丝刀刀辅助。而大大多数散热器器体重和体积积都不大,所需预所
紧压压力较小,所以一般都采用所用带安装把手手的免工具三三孔弹力扣具具,这样徒手手就能安装,易用
性增增加不少,如如下图所示,他俩的关系和和单孔弹力扣扣具一样。
et 370平台,
以上几种散散热片扣具都都普遍应用于于AMD Soc
ket A平台和
和Intel Socke,这
两种种架构已经出出现了很多年年了,所以可以想象其设计计方案都比较较老。但由于于目前AMD
Soccket A 平台仍仍在服役而且且位居主流,因此多年来来做了不少改改进,但是与与以下几种应用于
新平平台的扣具设设计方案相比比确实是存在“代沟”的。分离式挂钩扣扣具:
以Intel目前的处理器目器来说,主流流Pentium4及其赛扬及4系列全部使用系用Socket 4778接
口并并且采用了加加装HIS顶盖盖的FC-PGAA2封装,Peentium4的散散热架构(配配套主板上)本来
就带带有安装支架架和孔位,所以对扣具的依依赖程度相对对比较低,一般采用结构一构简单的分离式挂
钩扣扣具就可以满满足需要了。这种扣具的优这优点是不言而而喻的:安装装时无需工具具的辅助,稍微用
点力力就可以将散散热器“挂”在主主板支架上面面,可以说是是很体贴用户户的设定。所以以这也是Soocket
478平台上最为为流行的扣具。 分离式翘翘板扣具:
分离式翘板板扣具也是P4平台上很很流行的一种种扣具,安装装时将一边伸进支架的孔里里面
上,另一边用力向下按挂在在支架孔位上上就好了,这时其支点正这正好紧紧的压压住了散热片片。这钩上
种扣扣具结构简单单、安装方便,与分离式挂挂钩扣具不相相上下。不过过这两种扣具具是不存在“竞争竞”
关系系的,因为它们的采用完全全是由散热其其自身的结构构决定的:如果散热器的如的体积较大、结构
四方方四正,已经占占据了P4支架的全部,支那那么他就用分分离式挂钩扣扣具将散热器器挂在支架上上面;
如果果散热器体积积较小,底部散散热片有余量量,那么他就就使用分离式式翘板扣具将将散热片底部部压在
CPUU上面。 P44塑料扣具:
上面就是
Intel高端盒
盒装CPU中附附带的散热器器,由图中可可以看出这种种散热器扣具具是用
塑料料做的,可以称之为一体化化塑料扣具。。结构虽然比比较复杂,但其安装原理但理与分离式挂挂钩扣
具基基本相同。安装起来更加方安方便,定位好好之后只要把把塑料扳手压压下去就可以以了,拆卸时正好
相反反。
另外还有一
一些散热器也也采用了比较较类似的扣具具,不过稍微微做了些简化化,结构没有
Intel
原配配散热器的扣扣具那么复杂,材质大多也也是塑料的,不过也有部部分产品采用用了金属材料料,目
前有有一部分P4散热器采用了散了这种设计。。 整体式扣扣具:
这是AVCC的专利扣具具,使用在红骑士这款散热热器上面。从前面的几款从款P4散热片扣具
的介介绍中可以看看出,他们一般般都是分离式式的,虽然安装装起来比较方方便,但是由由于是一对扣具,
所以以必须单独安安装,这样在在安装时往往无法做到两边边平衡一致,导致受力不不均。所以AVCA
针对对这一点作了了改进,开发发了这种全新的扣具,在安安装时可以非非常方便的将将扣具的4个扣个
同时时轻扣上去,然然后将扣具上上的扳手直接接往内一拉就就完成工序了了。可以说是相相当人性化。 弹
性螺螺丝扣具:
这种扣具结结构非常简单单,其弹性螺螺丝能均匀的的调节散热器器对CPU的压压力,从而达达到
完全全结合。安装装也很稳固,不过在拆装时得借助螺丝丝刀,稍显繁繁琐。 这种种扣具适应性特别
强,在不同平台台上都有采用,不过互不兼容这是肯定定的。 标准准Athlon 64扣具:
AMD Athllon XP处理器器核心屡次被被散热器压坏坏,究其原因因主要是脆弱弱的核心裸露露在外,
以及及散热器扣具具太简单、压力力大。为此在在新款CPU的设计上AMMD不仅向PP4学习为Atthlon
64加加上了金属顶顶盖,还重新新设计了专用扣具。上图就就是AMD盒装散热器采盒采用的标准Atthlon
64扣扣具,安装时时将金属卡具具扣在散热器器托架上,搬搬动塑料手柄柄旋转至另一侧侧,手柄末端端勾
住托托架即可。拆拆卸散热器时只需要反方向向作一次,整整个过程免工工具操作,很很简单。 K8三孔
弹力力扣具:
这是在三孔孔弹力扣具上上做了稍稍改改进的散热片片扣具,主要要应用于AMDD K8平台。如果
去掉掉上面的手柄柄几乎和Soccket A散热片片扣具没有什什么区别。不过它并不能应应用于Sockket A
平台台,因为它是是借助K8主板板上的支架来来完成安装的的。安装时先先将扣具卡在在底座上,几几乎不
用费费力徒手就能能安装,再搬动动金属手柄至至另一侧即可可。拆卸时正正好相反,其其拆装方便性性并不
亚于于Socket 4788平台的分离离式单叉挂钩钩扣具。 凸轮轮式免工具扣扣具:
上图是CooolerMasterrACC-F71散散热器上的扣扣具,可以说说是目前独一一无二的设计计。因
为它它借鉴了P4和K8两种“先进先”平台中带把手扣具的设计方案,,将其带到了了“古老”的没没有支
架辅辅助的Sockeet A/370平台台。 [img43]] 上图就是安安装后的照片片,可以看出出虽然也是三三孔扣
具,但是独特的的凸轮扳手使得它安装起来来非常方便、、安全,应该该是目前K7平台最优秀秀的扣
具了了。 Socket T扣具:
随着LGAA 775 Prescoott CPU的发发布Intel的平平台革命给我我们带来了更更先进的散热热片扣
具设设计方案。新款的散热器采新采用了新的固固定方式,取消了主板上取上的安装支架架,直接使用
四个
固定定扣具。而扣扣具也设计得得相当巧妙,四个带簧片的旋钮看似复复杂,其实拆拆装都十分方方便。
安装装时,只需对对准主板上的的定位孔向下下一压即可到到位,拆卸风风扇时,只要要逆时针旋转扣具
90度度即就能自动动弹出来,再再向上抽出即即可。
压力中心与处
散热片扣具具的设计问题题: 1.扣具压处理器核心完完全重合 有有些散热器的散热
效果果不理想并不不是因为散热热片的导热性能不好,也不不是风扇的风风力不够强劲劲,而是由于扣具
的压压力中心没有有与处理器核核心重合,导致致CPU核心心与散热片底底部没有平行行接触,这样样再好
的散散热器也发挥挥不了效果,所以散热不良所良也就不足为为怪了。 2.扣具预紧压力扣力大小适当 由于
要保保证散热片和和CPU核心之之间的紧密接接触,所以散散热片扣具都都是有一定预预紧压力的,这使
得很很多散热器在在安装时显得得比较费劲,但但正是这种较较大的压力才才能保证散热热器在长期使使用时
能与与CPU一直保保持着良好的的“亲密接触”,确保散热热效果良好、稳稳定。 然而而预紧压力的控制
可不不是随随便便便就能够做到到的,涉及到散散热片高度、、扣具安装定定位以及尺寸寸等的精确设设计。
压力力过高,脆弱弱的CPU核心心容易被压碎碎;压力过低低,长时间使使用时散热片片与CPU核心心的
接触触容易出现间间隙。 3.扣具具的安装方式式越简单越好好 对照这几年年来CPU散散热器的发展就可
以看看出,无论是是CPU制造商商Intel、AMMD还是散热热器制造商都在想方设法使使散热器的安安装
变得得更为简单、方便,虽然这这也使得扣具具自己的结构构变得比较复复杂了。他们们所做的努力都在
散热热片扣具上充充分地得到了体现。简单一点用三个字字来概括散热热片扣具的发发展,那就是是“傻
瓜化化”。 散热器器支架: 现在在Intel和AMMD顶级CPU的发热量都都是相当恐怖怖的,其原配配散
热器器恐难以胜任任。于是很多散热器制造商商都为其专门门设计开发了了“重量级”的的散热器,而而这种
散热热器在安装时时显然单靠散散热片扣具是行不通的,很很容易造成主主板变形或安安装不稳。其其实
Intel很早就注意意到了这一点点,Socket 478平台诞生生之初就已经经将散热器支架设计到了主主板
上面面,这样无论论是厂商对散热器扣具的设设计还是用户户在安装时都都省事不少,而AMD平台则平
没有有那么辛运了了。 Intel主板板上的散热器器支架对于中中低端散热器器的安装定位位所起的作用是不
言而而喻的,不过过对于“重量级级”的散热器来来说有点鸡肋肋。于是相关关厂商在其顶顶级散热器上上配备
了专专门为其设计计的散热器支支架、底座以及及背板。 而Intel最新的的LGA775散散热解决方案案虽
然在在主板上取消消了支架,只留下了四个定定位孔,但是是仔细观察其其配套散热器器底部,其实实就是
一个个完美的支架架+底座。
而AMD明显落后明Inteel一个档次,,Socket 9400主板插座上上预先安装的的散热器支架架,形
状及及大小与P4主板的散热器主器支架相仿。。不过与P4散热器的4点式扣具不同同的是,Optteron
的散散热器仍采用用了老式的两两点扣具,但由由于扣具体积积和重量的增增大,固定压压力也增大,因此
设计计了类似P4散热器的助力散力扳手,以方方便安装和拆拆卸。为了防防止因散热器器过重、安装装压力
过大大导致主板变变形,主板背背面安装了一块块金属板底座座,并用螺钉钉与散热器支支架连接起来来。
散热器支架架主要作用就就是使散热器器与CPU插座紧密结合插,并且保护主主板与相关零零件
在重重压之下不会会受损、变形形,大部分散热器支架采用用塑料和钢板板成型而成。。 还有一些厂商
的散散热器支架主主要作用不是是用来固定散热器,而是使使自己的散热热器更具适用用性,如PcCoooler
KD--42CU这款散散热器就能通通过附带的支支架、固定架架和各种不同同的散热片扣扣具使它正常工作
在SSocket A、Socket 478S和Socket 7554三种平台上上,真是兼容容性超强呀!!
2024年4月28日发(作者:逮桀)
风冷散热器相关技术浅析之整体结构篇
风冷散热的解决方案发发展至今,各各大知名厂商商不光在工艺艺和散热片材材质的选取上上做多
方面面的研究,在风扇的设计上上做全方位的的改进,更是是在散热器的的整体结构上上做了很多有有益的
尝试试。随着技术术的不断进步、设计经验的的累积,无论论是风扇还是是散热片都已已经接近甚至至达到
了技技术上的极限限,在此基础上上的任何改良良措施都收效效甚微,于是是要造就一款款品质优秀的风冷
散热热器,其整体体结构的优化与安装方式的简化也成为为了新的设计计亮点。 片&扇结构:
如果
说做做工精良、设设计合理、材料料合适的散热热片和风力强强劲、工作稳稳定、长寿命命的风扇是一
款优
秀的的风冷散热器器所具备的必必要条件的话,那么出色的整体结构与与安装设计则则是其充分条条件,
这两两者相辅相成成、缺一不可。风扇与散热热片完美的配配合才能将其其性能发挥到到极限,这才才是风
冷散散热器“风冷”与“散热”的真真正含义。片&扇结合方方式: 散热热器的散热片片和风扇的设计已
为此
经相相当出色了,在其物理性能能的开发接近近极限的情况况下要取得革革命性的进步步非常困难,
必须须换个角度思思考问题。于于是各大散热器制造商开始始在散热片与与风扇的结合合方式上做文文章,
寻找找最优的设计计,由此而来来诞生了形形色色的散热器器。
虽说现在市市面上的散热热器五花八门门,但其散热热片与风扇的的结合方式却却不外乎以下几种:
顶置置式: 大部分分风冷散热器器都采用的是是这种结合方方式。其最典典型结构就是是把许多片状的散
热鳍鳍片,以某种工工艺接合在具具有一定厚度度的吸热底上上,由一个安装装在散热器顶顶部的风扇导导流,
令空空气通过散热热片上那些深深深的缝隙,从而将热量带带走。
市面上
上最多也是最
普通的散热器
器
顶置式之所所以这样流行行是不仅是因因为它具有结结构简单、设设计制造难度度小(某些特特殊设
计除除外)、散热热效果不错等等优点,而且是是有一定历史史原因的:大大家都知道,最早的CPPU是
不需需要散热器的的,而486时代最多加装时一块散热片就就能搞定了。。随着CPU的不断发展发热
量与与日俱增,光靠散热片的被被动散热已力力不从心,于是随便在扁于扁平的散热片片上方――唯一适唯
合安安装风扇的位位置――安装装一个风扇,就就成为了“顶置式顶”。这种种散热方式现现在不只是使使用在
CPUU散热器和显显卡散热器上上,总线频率率越来越高的北桥也开始经经受不住“烤”验,纷纷在自己
的散散热片上戴了了“帽子”。 不过典型顶置不置式的缺点也是显而易见的:气流在散散热片内需要要改
变方方向,容易形形成“无风区”(前一散热片片篇已有所说说明),且顶顶置式的传统统轴流风扇,其中
间轴轴承部分容易易形成死角―――“风力盲区区”,可偏偏散散热片正中央央接触的就是是发热设备(CPU
核心心等),即使散散热片导热作作用再好也无无法轻易将热热量迅速的传传递到周围散散热片上,难免令难
散热热效果大打折折扣。针对这这一缺点,设计计者们对顶置置式作出了一一些改进,Inntel最新的原原配
散热热器(AVC OOEM)就是很很好的例子。
Inte
el LGA775原配散热器原
这款散热器器散热片的设设计很独特,散热片主轴轴为实心铜柱柱,散热鳍片片由里向外呈呈放射
状分分布,并且鳍鳍片向风扇旋转的反相弯曲曲,增加与气气流的接触。采用此种设设计,轴流风风扇的
盲区区正好对应散散热片的铜芯芯,而铜芯本身身外露表面积积很小,有气流流辅助也难以以提升散热能能力。
同时时,外围的众众多鳍片正好都笼罩在风扇扇的强大风力力之下,散热热效果自然出出色。它的设设计可
以说说是“避实就虚虚”的做法:风风力盲区被巧巧妙的设计所所回避,最大大程度上降低低了由其带来来的负
面影影响;而且比比起后面要提到的“传统涡涡轮式”风扇,它的铜芯和和散热鳍片接接触面积更大大,可
以更更好的将热量量传导到鳍片的各个部分,即使核心部部位没有直接接气流照顾,间接散热也可取
得满满意的效果。 还有一些改改良措施,比比如采用大口口径风扇,配配合锥形导流流罩转接,既可增
大风风压,又能消除盲区,照顾顾到散热片对对应发热设备备的核心部位位,散热效果果可以得到明显的
改善善。不过缺点也是显而易见的――体积积大,所以并并没有被广泛泛采用,而只只出现在一些些玩家
的改改装作品中。又比如,在风风扇正下方与与散热片接触触的出风口部部位增加与扇扇叶形状相似似、但
弯曲曲反向相反的的导流片,为气流再添一道道“约束”,这这样的话可使使气流在导流流片作用下吹向中
心部部位,以达到到缩小盲区的目的,并且进进一步增强了了风压;但气气流的冲扰与与更多的摩擦擦,无
疑会会增大工作噪噪音。
夹夹在中间的锥形导流罩
带带有附加导流
罩的风扇
要完全突破破风力盲区所所带来的负面面影响,“顶置置式”可谓是希望渺茫了
,而以下两种
种新
型的的片&扇结合方方案则可以近近乎完美的实实现: 侧置式: 顾名思思义就是将风风扇安装在散散热片
的侧侧面。其特点在于风扇与风风道式散热片片完美的配合合使空气气流流只有一个流流向,除了与散热
片的的接触之外没没有其它不利冲扰,而且风风阻小,热交交换效率高。。 相对于顶顶置式来说侧置式
不但但没有风力盲盲区(并不是说不存在风力力盲区,而是是风力盲区对对于侧置来说说没有影响),而
且侧侧置风扇的气气流可以顺利的通过散热片从另外一边边吹出,能够够将散热片整整体的热量沿沿着鳍
片空空隙直接吹到到机箱之外,使机箱内的空使空气流向十分分的流畅,从而有效的降从降低系统的整整体温
度!而顶置风扇有风力盲区不说,气流到到达底部后不不可避免的要要产生涡流,影响气流的使用
效率率和散热效果果。
侧侧置式的AVCC“龙骑士”
凡事有利必必有弊,侧置置式同样存在在另一侧的散散热片由于离离风扇较远而而导致散热不不均匀
的缺缺点,特别是是在散热鳍片间隙很小,气气流难以穿越越的情况下。还有一点就就是当侧置风风扇厚
度比比较大的情况况下会造成整整个散热器占地地面积太大,,给安装造成成困难。而要要在严格按照散热
器尺尺寸规范控制制体积的情况况下设计一款品质优秀的侧侧置式散热器器技术难度比比较高,这也是市
面上上侧置式散热热器不是很多的原因。 而龙骑士士在这方面则则做得不错,它的散热片分为
两部部分,靠近侧侧置风扇一侧的散热片鳍片片数少、间距距大,直接与与CPU核心心部位接触;而另
一侧侧的鳍片则非非常密集,由于于离核心部位位较远,所以以使用两根热热管从底部将将热量导出到散热
片上上,这样就避避免了散热不不均的现象。偏置式: 既然侧置的风既风扇会使横向向体积过大那那“顶
这样置”是是比较好的选选择,而“偏置置”是什么意思思呢?其实就就是把风扇横横向放置在散散热片顶部,
其风风力就能垂直直向下吹到散散热片上面,示示意图如下::
偏置置式相对于顶置式的优点
现在市面上上的偏置式散散热器大都采采用了涡轮风风扇,所以又又把它叫做“涡涡轮式”或“龙卷风龙
式”。。他的主要优优点就是能够够消除传统的的顶置式风扇扇所带来的风力盲区,而且且涡轮风扇风风力
分布布均匀,以较较低的风扇转速速能够产生更更大风量,有效的控制了有了噪音,同时时达到了优越越的散
热效效果。不过缺缺点就是风速速比较低,所以散热速度较较慢。典型的的散热器如CCoolermasteer龙
卷风风系列,还有有夸张的“空军军一号”,连散散热器著名厂厂商Tt也按耐耐不住出了一一款TR2-M44。
TR2-MM4
CooleerMaster龙卷卷风奔腾X71
上面的这款款散热器采用用了两个鼓风风机式的风扇扇向下吹风,
两个风扇各
各负责一半散散热片
的散散热,其实效效果和上面的两款“涡轮式式”风扇一样,都消除了风风力盲区。 不不过偏置式风风扇
的缺缺点也是显而而易见的,虽然然相对与侧置置式来说横向向体积得到了了有效的控制制,但是平放放的涡
轮风风扇再加上散散热片个头实实在太高了,一一些机箱可能能难以容纳这这种庞然大物物,随之而来来的散
热器器重量的增加加倒是勉强可可以接受。 内内置式: “内置”的风扇确确实不容易理理解,不过看看了下
面的的这两款散热热器之后你就就会知道为什么把它叫做“内置式”了。
很很有创意的内内置设计
试涉足于散热
这款型号为为“GH-PCU21-VG”的“33D cooler散热热器”是台湾湾技嘉公司尝试热器
市场场的首款产品品。由图中可以看出,在密密集的桶型散散热鳍片中间间包围着一个个涡轮风扇,其散
热原原理为:空气气从顶部吸入入,通过涡轮风风扇向周围360度范围吹吹出,这样就就不必考虑传传统
散热热器风量与风风压的问题,充分利用起每每一页鳍片,,达到了超大大实际散热面面积。
传统的“涡轮轮风扇”
听起来挺诱诱人的,不过过应该注意到到这款散热器器是配合内嵌嵌的4根热管管(实际为2根)
才达达到比较好的的散热效果的。而以前曾经经昙花一现的的一些“涡轮风扇”(传统统涡轮式)也应该
算作作“内置式”,它它们形状虽然然独特但是散散热效果并不不理想,这是是因为CPU核核心产生的热热量
很难难迅速传递到到“涡轮”状的散散热片上,而而涡轮风扇的的风向是向四四周吹出的,正下方的CPUC
核心心部位是没有有风力的,这样的话即使“内置”的涡轮轮风扇很出色色也不能起到到良好的散热热性能。
而技技嘉的这款产产品通过热管管的使用能够将将热量迅速带带到密集的桶桶型散热鳍片片上,然后内置的
涡轮轮风扇发挥威威力散尽热量量。 这种内置置式设计确实实很有创意,但是缺点也也比较突出:由于
风向向是由中心往往四周吹出,所以风力分散所散;中间涡轮轮风扇占据了了很大的空间间以至于散热热片的
体积积被压缩,所所谓的“超大实实际散热面积积”其实热交换换效率并不高高。
这款九州风神双龙热管散热器乍一看好像没有风扇,其实是把风扇“居中”了,透过密
集的散热片就能够看到里面的风扇了。与技嘉的3DCooler相比这两款“内置式”的散热器设
计出发点是一致的:由热管把CPU核心的热量导出到散热片上,按后通过风扇散热。前者
的设计亮点是采用涡轮风扇以达到“360度范围吹风,超大实际散热面积”的目的;而后者通
过居中的侧置风扇达到“半吸半吹”的效果,是颇具新意的设计。 显然,这款散热器也可以
算作侧置式,不过由于内置居中的风扇占据了CPU核心位置,所以采用了两根热管将热量
导了出来。侧置式遇到的主要问题就是散热片长度太大,风阻较高,所以远离风扇的散热片
散热效果不佳,导致散热不均;不过这个居中的风扇达到的“半吸半吹”效果将其良好的解决
了。虽说吸风的一面进入的是冷空气,经过一次热交换之后温度升高才进入吹风的一面,但
是总体上来讲吹风的散热效率要比吸风高,所以两边的散热相对来说比较平衡。这其中涉及
到吹风与吸风两种送风方式的特点,所以请接着往下看―― 送风方式: 作为风冷散
热器,其基本出发点就是通过风扇来主动散热。而不管什么样的风扇其送风方式只有两种:
吹风和吸风。这两种方式的典型代表作就是电风扇和换气扇,两者原理一致,只不过侧重点
不同而已。 同样,散热器的送风方式也具有“吹风式”和“吸风式”这两种,不过由于散热器自
身的特点又产生了采用多个风扇组合的方式,而其结构的不同使得它与吹风和吸风方式略有
不同,所以姑且将其作为单独的一种送风方式列出。 吹风式: 虽说风扇的进风量和出风量
是恒等的,但是由于风扇的扇叶、导流罩设计等,出风口气流整体方向较为一致,风压较大,
但内部紊流较多;进风口空气则是被动流入风扇内,没有外力作用或气流冲击,压强应略低
于环境气压,且气流为层流。 风扇“吹”出的空气内部流动混乱(紊流),与散热片的
热交换效率更高,且风压大,非常适合作为风冷散热器的送风方式,但缺点则是气流扰动、
鳍片振动较多,相同风量下噪音较大。而吸风方式虽然气流平顺,容易获得较大的风量,且
噪音低、振动少,但热交换效率不高,多用于一些对静音需求较高的场合,例如水冷系统的
散热排等。 现在的散热器几乎全部采用了吹风式方案,大家应该已经司空见惯,习以为常
了,所以这里就不多作介绍。 吸风式: 前面既然说了吹风式散热效果要明显好于吸风式,
那么有些厂商干嘛要费那么大劲往市场上推吸风式散热器?这就要从近年来CPU散热器的
发展谈起,说来话长―― 随着CPU越来越强,功耗越来越大,发热量节节攀升,散热器
的压力也越来越大。散热器制造商们“朝思暮想”的就是如何在传统的散热器基础上改进设计
方案。对于风扇来说厂商们几乎已近绝望了:转速不能太高因为噪音大,直径不能太大因为
占地面积大,高度也得收敛着点否则大部分机箱都没法兼容。所以现在高端散热器上配备的
风扇都是经过精心设计的最优方案了。而散热片方面:纯铜是必须的,至少也得嵌一块铜进
去;散热鳍片自然是越多越好,这样就使散热片之间的间隙变得很小,而问题正出在这里――
在散热片间隙很小的情况下,风扇吹出的气流流经时会产生较大的阻力,而气流本身的相互
干扰变得很明显,最后到达底部时已经是强弩之末了,而且会产生涡流。此其一。 高速的
气流流在流经间隙隙很小的缝隙隙时不可避免要要造成风噪与与散热片的震震动,这部分分噪音是整个个散热
器噪噪音的主要来来源。此其二二。 无论是顶顶吹式还是侧侧吹式,以上上两点是在散散热器设计中必须
直接接面对的问题题,至今仍无良良好的解决方方案。把它称作作吹风式风扇扇与生俱来的的缺点毫不为为过,
只不不过在低端散散热器风力不不大、散热鳍片不多的情况况下表现得不不太突出而已已。 对于吹风式
的缺缺点只能降低低其影响而无无法消除,但如如果反其道而而行之采用吸吸风式风扇,一切问题则迎刃
而解解。于是备受受冷落的吸风风式散热方案被被推到了前台台。 下面这这款散热器,它看上去普普通
通,不过这却是是市面上为数不多的一款吸吸风式散热器器。出自散热热器大厂富士士康之手,产品型
号是是富士康CMI-32-2N,其其特征为:反反转叶纳米陶陶瓷轴承风扇+全铜散热器器。别的先不不说,
它与与各种各样其其他散热器相比最大的特点就是――“反转吸风风扇”!
仔细观察它的仔的风扇扇叶,看出什么不同同了么?
那么反转叶叶风扇的吸风风式散热方案案到底有什么么优点呢? 1.空气通过散散热片空隙之之间
从四四面八方进入入,风速低,紊紊流少,噪音音小,有可以以基本保持风风量不变。而而且冷空气最最先接
触的的是温度最高高的散热片底底部,可以更迅迅速的带走散散热片底部的的热量,令其其中热量分布布更加
均匀匀,可避免底底部热量过于于集中。从热交换的角度来来说是比较理理想的效果。。 2.因为流经经散
热片片的空气为被被动流入的层层流,受风阻影影响相对较少少。这样散热热鳍片可以设设计得又密又又薄,
可以以极大地增加加有效散热面面积。 可以看看出,吹风式式方案中所遇遇到的困难到到了吸风式这儿全
都变变成优点了!这这不能不说是是“时势造英雄”啊! 虽然然吸风式能够够克服吹风式式所遇到的困难,
但是是面对自身热热交换效率不不高的劣势是无能为力的。而密集的散散热片设计使使成本增加不不少,
所以以在工艺相同同,造价相同的情况下,吸吸风式设计还还是难以与吹吹风式相匹敌敌的。但也不不失为
一种种值得考虑的的优秀的散热热解决方案。双风扇: 电脑上好像流电流行好事成双双:内存带宽不够
了来来个双通道,硬盘速度太慢了找两块做做Raid,散热器效果不好好用双风扇吧吧。 那么采采用双
风扇扇究竟可以获获得怎样的好好处呢?这取决于双风扇的的组合方式。。 通常双风风扇散热器所采用
的两两个风扇都是是具有相同参参数、规格的产产品。而它们们的组合形式式不外并联与与串联两种。 并
联的的双风扇各自自负责一部分分散热片的送风风工作,可以以获得单风扇扇近两倍的风风量。下面就就是几
款并并联双风扇的的典型产品:
上面的这款款双风扇散热热器采用双风风扇侧面对吹吹设计,散热热器中心的立立柱将两个风风扇隔
开并并且把热量传传递到散热片的每一个鳍片上,由于方方向是双面的的,比起传统统的散热器散散热面
积有有所增大,而而且风力十足足,因此散热效果很理想。 这就是前前面介绍的那那款偏置式风扇,
也是是双风扇,而而且是双“鼓风风机”风扇。对散热片进行横向扩展,再配合双风风扇的设计。。可
惜较较适合slot接口的接CPU,容得下它,在显卡散热上在上倒并不少见。目前主流的主主板就很难容 串
联的的双风扇通常常配合风道式式设计的散热片,采用一吸吸一吹的设计计,目的则是是增大风压,变相
增加加风量(双风风扇共同分担散散热片的风阻阻,则每一个个需要克服的的静态压强差差会大幅减小小,风
量有有所提高,相相关原理说明可参见《风扇扇篇》中的相相关部分)。但风道式设设计的散热片往往
风阻阻较小,而串串联的双风扇总风量又怎样样也突破不了每个的最大大风量,所以以收效相对较较少。
这是另一类类型的双风扇扇散热器,它它采用侧置式式设计,只不不过多加了一一个风扇,两两个风
扇协协同工作达到到“一吸一吹”的效果,这样的样一来通过散散热片的空气气能够十分流流畅的通过,风阻
降到到了最低,热交换效率得到到了极大的提提高,同时也也能够避免前前面所提到的的侧置式散热热器另
一侧侧散热片散热热不均匀的缺缺点,将侧置式的优点发挥挥得淋漓尽致致! 双风扇扇散热效果确实优
秀这这是不可否认认,但其缺点点也是显而易见的,由于采采用了两个风风扇,噪音也也相应翻了一一倍,
成本本也增加不少少,如果都采用用侧置式设计计的话,体积积上更加难以以控制。而缩缩小体积则会会造成
散热热片热容量与与表面积缩小小,对瞬间吸热与散热十分分不利。 虽然市面上有虽有一些产品采采用了
双风风扇设计,但是来自大厂的的高端散热器器一般不会原原配双风扇的的,看来厂商商们对双风扇的采
用还还是很谨慎的的。不过很多玩玩家早就过了了一把双风扇扇瘾了,对原原有的散热器器加以改造在在适当
的位位置再添加一一个风扇对于于动手能力强的玩家来说不不算什么难事事,何况有一一部分散热器器本来
就预预留了第二个个风扇的安装装位置(如TTT的寂静塔))。对于那些些只在意CPPU温度的超超频玩
家来来讲,双风扇扇是最好、最最简单、最省事事的风冷散热热解决方案。。
安装结构: 散热器,它的最终工作岗位是在CPU上面,因此怎样固固定在主板上上面让
个问题。这里它安安心的工作也也是设计中非非常重要的一个里涉及到散热热器自身的结结构以及与主主板结
合的的安装结构,这方面散热器厂商和CPPU制造商都都做出了各自自的努力。 固固定要求:
散热
器体体积、重量标标准: 现在的的散热器由于于纯铜散热片片的采用以及及密密麻麻的的鳍片设计都都使得
散热热器的重量十十分夸张。但是散热器如果果重量太大,受其重力影影响,主板就就很可能会因为不
而且现在的主堪重重负而变形,主板都是垂直直安装在立式式机箱内部的的,这个问题题就显得更加
的突
出。 为此Intel和AMD针对对自己的平台台都制订了相相关标准,Soocket 478/7554/462所规规定的
最大大重量分别为为445g/445gg/300g。不过过不知道这个个标准到底是是比较保守呢呢还是没有多大约
束力力,现在除了了Intel和AMMD自己严格格按照这个标标准控制原配配散热器之外外恐怕没有几几个厂
商对对此感兴趣。 而且由于大大口径风扇以以及特殊类型型散热片的采采用使散热器器体积变得越越来越
庞大大,再加上夸夸张的重量,散热器安装时散时均需要通过过专用的固定定卡槽等配件件来稳固,并且已并
经有有不少庞大的的散热器使用到了加强背板板卡扣,通过过在主板正面面以及主板背背面的双重固定达
到强强化作用;虽然在散热器体体积上并没有有什么标准出出台,但是厂厂商们在这方方面还是相当
谨慎
通过特殊道
具的使用来弥的,弥补体积和重重量上的不足足,毕竟体积积太大没法安安装或者太重重压坏
CPUU和主板的话话就是一款失失败的产品了了。 压力标准准: 散热器安安装时要有一一定的预紧压压力,
一来来确保安装稳稳固;二来保保持散热器与CPU底部的的良好接触。而这个压力力必需得到严严格控
制,所以AMD和Intel在这这方面的标准准是很权威的的,如果厂商商不按其标准准设计散热片扣具
的话话,极有可能造造成散热不良良或压坏CPPU。 AMD Socket AS平台台建议的压力力为12~24磅,
而Inntel为带有金金属顶盖的Socket 478S平平台CPU提出的建议压提压力为60~90磅。 其他他设计
要求求: 风扇在转转动时不可避避免的要产生生一些震动,一般转速越越大,振动越越明显。这一一方面
都是是厂商们注意意的重点,为了减震以及降降噪风扇的转转速都不会很很大,而且都都通过一些特特殊的
措施施进一步降低低振动所带来来的负面影响。比如扇叶的的严格设计和和轴承的选择择,还有就是是在风
扇和和散热片固定定位置之间增加橡胶垫片也可以一定程程度上减小震震动。
散热片扣具具: 作用:
散热片扣具
具是固定散热热器和CPU
插座的工具
,这个看似毫毫不
起眼眼的东西却是是整个散热器器设计中的点睛之笔,它的的好坏直接影影响到散热器器安装的难易和散
热的的最终效果。 散热片扣具具也是有不同同类型的。因因为不同架构构的CPU其封封装以及安装装方
式也也不同,对散散热器扣具的安装固定方式和力度也有有着不同的要要求,所以架架构不同的CPUC
与其其相对应的散散热器的扣具具也不尽相同。当然还有一一些厂商别出出心裁的设计计也得到了广泛的
认同同。 以下是一一些比较常见见的散热片扣扣具,逐一进进行说明: 单孔弹力扣具单具: 对于Atthlon
XP以以及Intel老早的PIII和赛赛扬II系列来来说,既没有像像P4那样的的HIS顶盖对对核心进行保保护,
主板板上也没有安安装支架,这样样的话如果扣扣具设计不合合理、压力不不均,在安装装时稍有不慎慎便很
容易易损坏核心。事实上Athlon XP被散热热器压坏核心心的事件已经经屡见不鲜了了,为此AMMD不
但在在CPU基板的的四个角上安安装了橡胶垫垫来帮助核心心承受来自散散热器的压力力,而且根据自己
产品品的特点为扣扣具制定了一一定的标准,而而Intel也对对其图拉丁核核心的赛扬加装了类似于P4
的HHIS顶盖,一一定程度上分分担了在散热热器扣具上的压力。以前,针对Athloon XP的散热热器
一般般都是采用单单孔弹力扣具具:
这是早先市市面上比较普普通的扣具设设计,此种扣扣具的特点是是结构简单、安装牢固,缺点
是扣扣具受力比较较集中,安装、拆卸时都需需要有螺丝刀刀辅助,比较较困难而且不不方便,而且如果
安装装操作不当用用力过大会压压坏核心。
免免工具单孔弹弹力扣具
为此厂商们们对其做了些些改进,由上上图中可以看看出,它最突突出的特点就就是在扣具上上有一
个加加长的安装手手柄,这样不用费多大的劲劲就可以把散散热片牢牢地地固定在CPPU上,这样样的话
安装装、拆卸变得得容易多了。不不过由于是免免工具安装,所以压力不不大,这会一一定程度上影影响到
散热热片与CPU核心的安装紧核紧密程度。所所以虽然免工工具的看上去去“先进”一些,,但厂商对其其的
采用用还是比较谨谨慎的。 三孔孔弹力扣具:
上图就是著著名的火山10A采用的散散热片扣具,,也是AMDD推荐的扣具具设计方式,与传
统的的单孔式设计计相比三孔式式扣具平均分担担了所承受的的压力,不但但使处理器与与散热器之间的结
合更更为紧密,同时还相应的提提升了安装固固定的稳定性性。这种设计计的扣具可以以让散热器更更牢固
的扣扣在主板上,不但可以确保保CPU插座座的安全,更能保证了CPPU的受力均均匀,不让Atthlon
XP脆脆弱的核心那那么容易损坏坏。此外,由由于三孔式扣扣具的密合度度更高,所以以也能够避免免出现
类似似单扣式设计计由于处理器器热膨胀而导致致Socket插座断裂而造插造成散热器脱脱落的情况。 对
于像像火山10A这种体积和重这重量都比较大大的散热器来来说,所需的扣具预紧压力力也比较大,,所
以没没有设置安装装把手,安装时需要螺丝刀刀辅助。而大大多数散热器器体重和体积积都不大,所需预所
紧压压力较小,所以一般都采用所用带安装把手手的免工具三三孔弹力扣具具,这样徒手手就能安装,易用
性增增加不少,如如下图所示,他俩的关系和和单孔弹力扣扣具一样。
et 370平台,
以上几种散散热片扣具都都普遍应用于于AMD Soc
ket A平台和
和Intel Socke,这
两种种架构已经出出现了很多年年了,所以可以想象其设计计方案都比较较老。但由于于目前AMD
Soccket A 平台仍仍在服役而且且位居主流,因此多年来来做了不少改改进,但是与与以下几种应用于
新平平台的扣具设设计方案相比比确实是存在“代沟”的。分离式挂钩扣扣具:
以Intel目前的处理器目器来说,主流流Pentium4及其赛扬及4系列全部使用系用Socket 4778接
口并并且采用了加加装HIS顶盖盖的FC-PGAA2封装,Peentium4的散散热架构(配配套主板上)本来
就带带有安装支架架和孔位,所以对扣具的依依赖程度相对对比较低,一般采用结构一构简单的分离式挂
钩扣扣具就可以满满足需要了。这种扣具的优这优点是不言而而喻的:安装装时无需工具具的辅助,稍微用
点力力就可以将散散热器“挂”在主主板支架上面面,可以说是是很体贴用户户的设定。所以以这也是Soocket
478平台上最为为流行的扣具。 分离式翘翘板扣具:
分离式翘板板扣具也是P4平台上很很流行的一种种扣具,安装装时将一边伸进支架的孔里里面
上,另一边用力向下按挂在在支架孔位上上就好了,这时其支点正这正好紧紧的压压住了散热片片。这钩上
种扣扣具结构简单单、安装方便,与分离式挂挂钩扣具不相相上下。不过过这两种扣具具是不存在“竞争竞”
关系系的,因为它们的采用完全全是由散热其其自身的结构构决定的:如果散热器的如的体积较大、结构
四方方四正,已经占占据了P4支架的全部,支那那么他就用分分离式挂钩扣扣具将散热器器挂在支架上上面;
如果果散热器体积积较小,底部散散热片有余量量,那么他就就使用分离式式翘板扣具将将散热片底部部压在
CPUU上面。 P44塑料扣具:
上面就是
Intel高端盒
盒装CPU中附附带的散热器器,由图中可可以看出这种种散热器扣具具是用
塑料料做的,可以称之为一体化化塑料扣具。。结构虽然比比较复杂,但其安装原理但理与分离式挂挂钩扣
具基基本相同。安装起来更加方安方便,定位好好之后只要把把塑料扳手压压下去就可以以了,拆卸时正好
相反反。
另外还有一
一些散热器也也采用了比较较类似的扣具具,不过稍微微做了些简化化,结构没有
Intel
原配配散热器的扣扣具那么复杂,材质大多也也是塑料的,不过也有部部分产品采用用了金属材料料,目
前有有一部分P4散热器采用了散了这种设计。。 整体式扣扣具:
这是AVCC的专利扣具具,使用在红骑士这款散热热器上面。从前面的几款从款P4散热片扣具
的介介绍中可以看看出,他们一般般都是分离式式的,虽然安装装起来比较方方便,但是由由于是一对扣具,
所以以必须单独安安装,这样在在安装时往往无法做到两边边平衡一致,导致受力不不均。所以AVCA
针对对这一点作了了改进,开发发了这种全新的扣具,在安安装时可以非非常方便的将将扣具的4个扣个
同时时轻扣上去,然然后将扣具上上的扳手直接接往内一拉就就完成工序了了。可以说是相相当人性化。 弹
性螺螺丝扣具:
这种扣具结结构非常简单单,其弹性螺螺丝能均匀的的调节散热器器对CPU的压压力,从而达达到
完全全结合。安装装也很稳固,不过在拆装时得借助螺丝丝刀,稍显繁繁琐。 这种种扣具适应性特别
强,在不同平台台上都有采用,不过互不兼容这是肯定定的。 标准准Athlon 64扣具:
AMD Athllon XP处理器器核心屡次被被散热器压坏坏,究其原因因主要是脆弱弱的核心裸露露在外,
以及及散热器扣具具太简单、压力力大。为此在在新款CPU的设计上AMMD不仅向PP4学习为Atthlon
64加加上了金属顶顶盖,还重新新设计了专用扣具。上图就就是AMD盒装散热器采盒采用的标准Atthlon
64扣扣具,安装时时将金属卡具具扣在散热器器托架上,搬搬动塑料手柄柄旋转至另一侧侧,手柄末端端勾
住托托架即可。拆拆卸散热器时只需要反方向向作一次,整整个过程免工工具操作,很很简单。 K8三孔
弹力力扣具:
这是在三孔孔弹力扣具上上做了稍稍改改进的散热片片扣具,主要要应用于AMDD K8平台。如果
去掉掉上面的手柄柄几乎和Soccket A散热片片扣具没有什什么区别。不过它并不能应应用于Sockket A
平台台,因为它是是借助K8主板板上的支架来来完成安装的的。安装时先先将扣具卡在在底座上,几几乎不
用费费力徒手就能能安装,再搬动动金属手柄至至另一侧即可可。拆卸时正正好相反,其其拆装方便性性并不
亚于于Socket 4788平台的分离离式单叉挂钩钩扣具。 凸轮轮式免工具扣扣具:
上图是CooolerMasterrACC-F71散散热器上的扣扣具,可以说说是目前独一一无二的设计计。因
为它它借鉴了P4和K8两种“先进先”平台中带把手扣具的设计方案,,将其带到了了“古老”的没没有支
架辅辅助的Sockeet A/370平台台。 [img43]] 上图就是安安装后的照片片,可以看出出虽然也是三三孔扣
具,但是独特的的凸轮扳手使得它安装起来来非常方便、、安全,应该该是目前K7平台最优秀秀的扣
具了了。 Socket T扣具:
随着LGAA 775 Prescoott CPU的发发布Intel的平平台革命给我我们带来了更更先进的散热热片扣
具设设计方案。新款的散热器采新采用了新的固固定方式,取消了主板上取上的安装支架架,直接使用
四个
固定定扣具。而扣扣具也设计得得相当巧妙,四个带簧片的旋钮看似复复杂,其实拆拆装都十分方方便。
安装装时,只需对对准主板上的的定位孔向下下一压即可到到位,拆卸风风扇时,只要要逆时针旋转扣具
90度度即就能自动动弹出来,再再向上抽出即即可。
压力中心与处
散热片扣具具的设计问题题: 1.扣具压处理器核心完完全重合 有有些散热器的散热
效果果不理想并不不是因为散热热片的导热性能不好,也不不是风扇的风风力不够强劲劲,而是由于扣具
的压压力中心没有有与处理器核核心重合,导致致CPU核心心与散热片底底部没有平行行接触,这样样再好
的散散热器也发挥挥不了效果,所以散热不良所良也就不足为为怪了。 2.扣具预紧压力扣力大小适当 由于
要保保证散热片和和CPU核心之之间的紧密接接触,所以散散热片扣具都都是有一定预预紧压力的,这使
得很很多散热器在在安装时显得得比较费劲,但但正是这种较较大的压力才才能保证散热热器在长期使使用时
能与与CPU一直保保持着良好的的“亲密接触”,确保散热热效果良好、稳稳定。 然而而预紧压力的控制
可不不是随随便便便就能够做到到的,涉及到散散热片高度、、扣具安装定定位以及尺寸寸等的精确设设计。
压力力过高,脆弱弱的CPU核心心容易被压碎碎;压力过低低,长时间使使用时散热片片与CPU核心心的
接触触容易出现间间隙。 3.扣具具的安装方式式越简单越好好 对照这几年年来CPU散散热器的发展就可
以看看出,无论是是CPU制造商商Intel、AMMD还是散热热器制造商都在想方设法使使散热器的安安装
变得得更为简单、方便,虽然这这也使得扣具具自己的结构构变得比较复复杂了。他们们所做的努力都在
散热热片扣具上充充分地得到了体现。简单一点用三个字字来概括散热热片扣具的发发展,那就是是“傻
瓜化化”。 散热器器支架: 现在在Intel和AMMD顶级CPU的发热量都都是相当恐怖怖的,其原配配散
热器器恐难以胜任任。于是很多散热器制造商商都为其专门门设计开发了了“重量级”的的散热器,而而这种
散热热器在安装时时显然单靠散散热片扣具是行不通的,很很容易造成主主板变形或安安装不稳。其其实
Intel很早就注意意到了这一点点,Socket 478平台诞生生之初就已经经将散热器支架设计到了主主板
上面面,这样无论论是厂商对散热器扣具的设设计还是用户户在安装时都都省事不少,而AMD平台则平
没有有那么辛运了了。 Intel主板板上的散热器器支架对于中中低端散热器器的安装定位位所起的作用是不
言而而喻的,不过过对于“重量级级”的散热器来来说有点鸡肋肋。于是相关关厂商在其顶顶级散热器上上配备
了专专门为其设计计的散热器支支架、底座以及及背板。 而Intel最新的的LGA775散散热解决方案案虽
然在在主板上取消消了支架,只留下了四个定定位孔,但是是仔细观察其其配套散热器器底部,其实实就是
一个个完美的支架架+底座。
而AMD明显落后明Inteel一个档次,,Socket 9400主板插座上上预先安装的的散热器支架架,形
状及及大小与P4主板的散热器主器支架相仿。。不过与P4散热器的4点式扣具不同同的是,Optteron
的散散热器仍采用用了老式的两两点扣具,但由由于扣具体积积和重量的增增大,固定压压力也增大,因此
设计计了类似P4散热器的助力散力扳手,以方方便安装和拆拆卸。为了防防止因散热器器过重、安装装压力
过大大导致主板变变形,主板背背面安装了一块块金属板底座座,并用螺钉钉与散热器支支架连接起来来。
散热器支架架主要作用就就是使散热器器与CPU插座紧密结合插,并且保护主主板与相关零零件
在重重压之下不会会受损、变形形,大部分散热器支架采用用塑料和钢板板成型而成。。 还有一些厂商
的散散热器支架主主要作用不是是用来固定散热器,而是使使自己的散热热器更具适用用性,如PcCoooler
KD--42CU这款散散热器就能通通过附带的支支架、固定架架和各种不同同的散热片扣扣具使它正常工作
在SSocket A、Socket 478S和Socket 7554三种平台上上,真是兼容容性超强呀!!