主题 : DIY入门第九弹 如何构建合理风道
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0 DIY入门第九弹 如何构建合理风道

    本人为原创作者,第一稿发布自天极网:

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  一直以来很多人都有一个误区:散热器越高档,散热效果越好,其实这是一种片面的看法。我们通过几个要点,让大家对散热有着更清晰的理解。高温一直以来都是机箱内部配件的一大“杀手”。基本上机箱内的电子配件,大到PCB板,小到一颗电容,都会因为高温而产生这样那样的不稳定。我们可以列举一下高温的“罪状”。

  高温杀电容:由于内部温度过高,引发主板/显卡电容在高温下变得不稳定(电容有其设计的最低工作温度和最高工作温度,最低温度一般都不容易达到),最终加速电容“爆浆”的速度。
打个比方,将一北美帅哥扔进非洲沙漠去烤,不用多久,就晒黑了。

  高温灭显存:显卡的显存是通过焊锡这种媒介来跟显卡连为一体,并且通过焊锡作为导体来进行信号的传输。但是我们也知道,焊锡这东西,熔点也就一百多度。当然,显存的发热不可能把焊锡全部熔掉,但让其接触不良,最终导致显卡花屏还是不难的。

  这个地球人都懂,不打比方了。

  高温烧核心:一般来说,CPU和显卡(GPU)核心的设计耐温都不低,尤其是GPU,都做好了高温的设计准备。但CPU则不同,现在市面上所售的CPU最高安全温度(不是最高耐受温度)大概在105度-125度之间。高于这个温度,主板则会自动断电,至于再高,烧CPU还是有一定几率的。


  仍然是打个比方,假设一哥们的跨栏世界纪录是12秒88,身体极限到了,再跑也上不去。结果大家不满意,那么怎么办?磕点兴奋剂,速度就上来了,不过磕多了,人也废了。

  也因为这样,给机箱降温,一直以来都是人们所忽视的,但又必须做到的。下面,我们来看看机箱降温的几个关键词。
散热器

  我们把散热器这个概念仅仅局限在CPU,显卡和南北桥散热,CPU散热器通常指风扇+金属片这种形式,而南北桥散热器更多只是金属片或者热管。通过金属导热,风扇催动冷风带走热量来达到降温的目的。现在市面上所售的散热器,按照结构划分,通常能分为以下几种。



 普通的金属片散热,这种散热结构,我们可以参照AMD的原装风扇。由于CPU的发热量并不巨大,所以只需要金属底座吸热,金属片散热即可。这种散热器市面上很常见,一般采用的是铝+风扇这种形式。这种散热结构也有其升级版,即:将底座换成铜底(铜的热传导系数比铝高,简单点来说就是铜吸热快)。







  再高级一点的散热器是所谓的塞铜。传统的INTEL散热器就是塞铜的。塞铜的形式也很多样化,最大众的“铜柱”最具有代表性。做法就是将一块铜柱,塞进铝的散热器中心,由于铜的导热系数高,热量可以迅速从铜柱传到四周,并且排出。







  然后我们再谈谈另外一种结构,这种结构,严格意义上来说,性能受材质影响比较大。最大众化,最多人推荐的是超频三的青鸟三散热器,原因就是因为便宜,效率也高。这种高效率来自于非常多的铝片(接触面积)。材质越好,散热效能越高。所以这种材质,市面上能拿出来卖的,最高效率的材质是纯铜。不过我也见过有做散热器研发的朋友,拿某些银的混合物来做散热器(成本太高无法量产)




  

  现在70-300元内最流行的散热结构是热管。热管这一段,实在是太多解释了,所以直接复制粘贴百度百科:热管是一种传热性极好的人工构件,常用的热管由三部分组成:主体为一根封闭的金属管,内部有少量工作介质和毛细结构,管内的空气及其他杂物必须排除在外。热管工作时利用了三种物理学原理:在真空状态下,液体的沸点降低;同种物质的汽化潜热比显热高的多;多孔毛细结构对液体的抽吸力可使液体流动。综合这三点,我们可以得出结论:实体铝或铜散热器在体积达到0.006m3时,再加大其体积和面积也不能明显减小热阻了。对于双面散热的分立半导体器件,风冷的全铜或全铝散热器的热阻只能达到0.04℃/W。而热管散热器可达到0.01℃/W。在自然对流冷却条件下,热管散热器比实体散热器的性能可提高十倍以上。






  最后是新材料,例如热板。或者是比较传统的水冷,但这两种东西由于成本比较高,安装对于新手来说也麻烦(专指水冷),所以我们忽略掉。
  就从风冷的角度去看,排除热板(未普及),热管是最有散热效率的。但是否就代表着,用越好,越多的热管,越强劲的风扇,就能让机箱的温度得到有效控制呢?未必。我们再谈一个概念:风量。

  风量是指风冷散热器风扇每分钟送出或吸入的空气总体积,如果按立方英尺来计算,单位就是CFM;如果按立方米来算,就是CMM,散热器产品经常使用的风量单位是CFM。 在散热片材质相同的情况下,风量是衡量风冷散热器散热能力的最重要的指标。显然,风量越大的散热器其散热能力也越高。这是因为空气的热容是一定的,更大的风量,也就是单位时间内更多的空气能带走更多的热量。当然,同样风量的情况下散热效果和风的流动方式有关。
  通常,风量跟散热器的风扇尺寸(比较常见的尺寸有12CM,9CM,8CM),扇叶数和转速(关键因素)有直接关系。扇叶数我们抛开不提,在同尺寸下,转速越高,风量越大。在同转速下,风扇尺寸越大,风量越大。

  也就是说,当散热器进行散热这个过程,风扇转速越高,效果越好。但,很多人也就因此走上了一个误区:采用大量高转速风扇进行散热。
  对于人耳而言,当风扇转速超过1500-1800这个临界点后,就会明显感觉到噪音的存在。而现在的高转速风扇,例如AVC 拿破仑高效版本(这个版本原来针对的是无人值守的服务器领域),则有4600转的高速。而民用的拿破仑 静音版,也有2800转,一般要设置在60%的转速才比较合理。
  我们买电脑,主要用途是娱乐,办公,游戏。归根结底是让自身有着更舒适的体验。大部分人不是发烧友,不该且不应该追求极端的散热温度。为了更舒适地娱乐,为了电脑用得更省心安全,机箱降温是有必要的,但不是追求的最终目标。无论是高转速的风扇,还是高昂的散热器,对于我们来说都是不必要的,所以,请不要舍本求末。

  又来打比方了,刚做好的饭菜很热,一哥们又是个急性子,你说,他是花大价钱买个空调回来专门对着饭菜吹(假设这样1分钟就能吃),还是买个风扇吹一下(仅需3分钟),或者耐着性子干点别的,风扇和空调都抛弃。
谈风量,其实是为了引出下一个话题,也就是最终话题:风道。
 首先上一个非常不合理的机箱内部:杂乱的线材完全阻碍风道的流通,但幸好,在不超频的情况下,CPU的发热量并不大,而南北桥的温度也在可控制的范围内,因此,对于这种没有独立显卡,而且发热量非常小的机箱内部,我们不需要加风扇,不需要换散热器,顶多也就是将线材扎好就可以了(主要目的还是防止被散热器打到)。但是但是对于带了显卡,或者是进行了超频(CPU,显卡)的机箱,那我们需要进行更多的手段来防止高温。请大家先看38度机箱的风道示意图。


  


  这种设计其实就是大家所说的“前吸后排”,通过前端将冷风吸入,在内部接触到四个发热大户(显卡,南桥,北桥,CPU),当冷风被散热器风扇吹向散热片,那么冷风就吸收了热量,成为热风。在这种思路中,我们需要注意的是机箱的走线。线材的布置没有一个规范的标准,只求不妨碍风道即可。

  


  做个不大恰当的假设(数值是估算,但原理一致):假设冷风为25度,经过显卡和南桥后,吸收了热量,提高到45度,然后继续通过北桥和CPU,温度提高到60度,然后经过电源风扇和背部12CM风扇排出。在这个过程中,虽然在CPU和显卡加入大量的风扇,可以短期加速热量的交换,但是由于热量仍然积聚在机箱内部,所以也就是热风吹热风。最终的结果就是,整个机箱内部都是滚烫,因此我们得出结论——不是风扇越多越好。

  所谓的风道,最根本的思路是,加快热交换的过程,以及加大冷风吸入的风量,加大热风排出的热风风量。一些高段的做法,例如更加好的机箱,更加牛X的散热器,我们一概不提,我们不是发烧友,只求在成本最低的情况下,得到最好的解决方案。


  前吸后排,所以我们为此需要准备一个9CM/12CM的风扇,风扇的尺寸当然是越大越好,但也要看机箱背部在设计的时候预留的风扇尺寸。加了背部风扇后,可以更快地将热风排出,而且还能让前端被动地吸入冷风。

  前端部分,有部分机箱是有设计孔位安装8CM/9CM的风扇的,在这个部分,笔者的建议是,根据自己的平台温度,以及自己对噪音的耐受能力作出合理判断。

  机箱侧板,很多人对机箱的侧板有一个误区,总觉得安装了风扇会好一点。但这种情况在大多数人的风道设计中并不能很好体现。如果冷风/热风交换速度足够快,那么加风扇不会破坏风道,因为原有的气流更强力。不过大多数情况下,安装了侧板都会破坏风道(经过重新设计的机箱除外),因为风力实在太强劲了,因此,笔者的建议是,能省则省。如果主机仅仅是整合平台,那么优化风道即可,无需另外加风扇。如果机箱内部带独立显卡,那么思路以加速冷风进入,热风排出为主。
[ 此帖被monster5188在2009-08-26 10:20重新编辑 ]

道道非常道 玄玄原非玄
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