Intel CPU: 精巧设计让你的“芯”脏别发火

   CPU在整台电脑中的重要地位毋庸置疑，但是与它相搭配的散热利器—CPU风扇的重要性似乎一直没有被广大消费者所真正认识。许多初学者购买了CPU后，在某些JS的劝说下给这些价格不菲的“芯”配上了仅仅价值十几元甚至是几元的劣质风扇 (当然JS们报的价可能远远不止这个价格)。虽然劣质风扇在平时使用中可能看不出太多问题，可一到了炎炎盛夏，各种毛病就接踵而至了。最近笔者就接连看到因为散热器选择不当而导致频繁死机重启甚至烧毁CPU的例子。所以为自己的爱“芯”挑选一个好的CPU风扇是很有必要的。
   为CPU散热的方法有很多种，但在现阶段综合考虑成本和效果，仍以风冷散热为最佳。而提高散热效果最直接的方法就是使用转速更高的风扇。但这样做的结果是虽然散去了高温热量，却又带来嘈杂噪音。因此同时具备高转速和低噪音这两个特点，就成为衡量CPU风扇品质的重要标准。为了兼顾散热与静音，有些朋友寄希望于水冷散热器。但就目前内地市场的情形来看，价格能让一般用户接受，制冷效果出色，而在噪音控制、易用性和安全性上又都有相当保证，这样的水冷产品还不存在。而能做到如此全面符合玩家要求的水冷设备，价格则动辄高达千元。所以说，一款高品质的风冷散热器仍然是目前最能满足用户要求的产品。
   伴随着Intel和AMD两家处理器巨头间无休止的竞争，CPU的主频在飞速提升。用户一边享受着高速运算带来的快感，也同时日益为高频处理器的散热问题而头痛。从生产厂商的角度来看，0.13微米生产工艺的成熟无疑对解决处理器散热问题是个好消息。但这并不意味着散热问题不再重要——不断提升的频率正在抵消工艺水平提高带来的发热量下降优势。试想，谁敢对频率高达2.0GHz以上的Pentium 4或者PR值为2000+以上的Athlon XP的散热问题掉以轻心呢？并且，在这个夏天随着英特尔Prescott Pentium4的大量普及，处理器的发热问题更成为广大用户必须重视的问题。不错，Prescott核心的Pentium4采用90纳米的制造工艺，拥有更加大容量的二级缓存，能够给用户带来更好的运算体验。但是在增加功能的同时，处理器的功耗也达到了一个新的高度。以往Northwood的额定功耗在80W左右，最大的达到82W，某些低频率的才60多W，转型为Prescott后其功耗可达到89W以上，而且未来还会增加。一个简单的例子就是Northwood 3G -> Prescott 3G 功耗变化是从82W到89W，Northwood 2.4G -> Prescott 2.4G功耗从64W到89W。高功耗会带来高发热量，这会影响处理器的寿命和稳定性。于是，CPU散热性的重要性开始无比的突出，在这样的情况下，为Prescott搭配一款完全胜任的风扇将是不容质疑的。
   帮助用户明确散热器的重要性，了解CPU风扇背后蕴藏的技术含量，并最终为消费者购买提出参考性意见，这是我们的任务。而通读本专题后，我们也希望您能明白：技术水平决定散热效果，这是散热器类产品永恒的真理。在我们开始展开对各厂散热器产品的讨论前，首先要介绍一些关于风扇的基础问题。
   1、热传递：热传递的方式有3种：辐射、传导和对流。其中后两种属于分子扩散形式，也是CPU散热器在设计时重点考虑解决的对象。传导是散热片从CPU吸取热量的最主要途径。另一种情况，对流是指透过物质运动来实现热的传递。这意味着热能是来自于被气体或液体所包围的热源，并且透过分子移动来实现热能传递。对这种形式，我们可以采用在散热片添加风扇的方法来实现强制对流。
   2、鳍片：我们谈到CPU热量的发散主要是通过传导方式，这就涉及到和处理器直接接触的介质——风扇鳍片（简称散热片）。一款高效的散热器应包含一套尽可能大的散热片，并配备一个强力风扇。在散热器自身的热传导中还有一个相当重要的因素：气体流动。条型鳍片和圆柱型鳍片的差距就在于气体流动的过程不同。在圆柱型鳍片周围，因为气流遇到的阻力较小，更容易流动，能更多地带走圆柱鳍片周围的热量，增强了对流效果。因此在散热鳍片面积相同的情况下，圆柱型会比条型有更好的散热效果。气流在鳍片周围充分游走对于散热有很大的影响。流动越容易的鳍片设计越能得到较高的热发散能力。这意味着鳍片的排列方式和外型对散热有着相当大的关系。
   3、选材：英特尔为新推出的Prescott 处理器进行了全新的风扇散热设计。在构架方面做出了革命性的改变，首先在制造工艺的材质采用上进行了改变，不要以为只有主板和显卡等“高精密”设备对选材很讲究。散热器产品虽然谈不上电容和电阻等零部件，但散热片选用何种材料制作同样是影响散热效果的重要因素之一。
   在对付Northwood核心Pentium4的时候市售的大多数CPU风扇，搭配的散热片一般采用铝合金制作（纯铝由于硬度不足，很难进行切削加工）。这是因为铝合金的加工性好、表面处理容易（例如进行研磨和切削等工艺加工），而且成本低廉。但是，随着Prescott核心的出现，这样的单一材质的风扇已经不能满足需要。铜或铜合金是另一套可以考虑的散热片选材方案：因为铜的热传导系数几乎是铝的两倍，铜的热传导系数比铝高，能更均匀地将热量传送到铝制鳍片的外围；铝本身的热传导系数不是无限大，鳍片内部有温度梯度的存在使用散热更加流畅。本次英特尔推出的基于Prescott平台的风扇就采用了铝铜组合的散热片，热传导的一个重要因素就是温度梯度的存在。散热片中心部分有较高的热传导效果，四周的效果则要差些，这样就导致整体热传导效果的降低。使用铜制或铝铜组合散热片解决温度梯度不均匀问题，却大大提高了鳍片整体的温度均匀分布，这样形成的温度梯度就更加高效，提高风扇的扇热效率。
   4、几何特性与热阻：在改变风扇散热片材质的同时，英特尔另外在风扇的外观方面进行了大手笔的修改。通常的风扇是从两个方向进行散热，从下到上结构的散热片，把下面消耗热量通过风扇转移到上方，形成单向的空气流动。但是，随着Prescott的功耗的巨增，这样的热量传导通道已经不能很好的解决问题。于是，英特尔现在将散热改成朝从内向外的结构，四个方向同时的进行热量传导的工作方式，让CPU风扇的效率得到更大的提高！
   技术水平决定散热效果，这是散热器类产品永恒的真理。Intel和AMD频率不断提升的处理器必然带来更大的发热量, 在这个前提下，散热片体积也将进一步增加。这是未来散热器发展的趋势之一。未来，当新技术出现，新产品涌现时，相信会有更多新的适合的产品出现。（新闻稿广溢馨德提供 2004-05-24）

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