![]() 在個人電腦篇的時候介紹了塔式散熱和下壓式散熱,但兄弟反饋講解不夠詳細,并且缺少了水冷,以及提到不知道如何選擇散熱的問題。 其實這個還是蠻簡單的,如果你還在糾結選水冷還是風冷的時候,說明你根本不需要用到水冷。 如果你裝機搭配水冷,那這臺主機中,水冷可能是最脆弱的那一環。 水冷是需要經常折騰的,一是需要維護保養,二要擔心漏液問題。如果你能接受水冷的這個缺點,那可以看下面詳細的水冷與風冷的對比。 1 散熱原理與結構差異首先從原理上進行對比,讓大家更輕松的了解這兩種散熱方式的區別。 在此之前,我們首先需要了解牛頓冷卻定律,當物體的表面與周圍存在溫度差時,單位時間內從單位面積散失的熱量與溫度差成正比。說人話就是CPU與我們散熱的介質(水或空氣)溫度差越大,散熱速度就越快,而當CPU溫度與介質溫度相差不大的時候,散熱速度就會變得很慢,甚至不變化,這個時候我們就說這個溫度到達平衡點。 CPU有溫度墻(溫度保護點,超過就會降頻,以保護CPU溫度不會超過這個溫度點),通常CPU的溫度墻在90-100這個范圍,如果散熱能將溫度壓制在溫度墻之下,我們就說這個散熱器是夠用。 ![]() 但這個壓制溫度與整體環境是有關的,如果你的機箱散熱良好,能將機箱內的溫度散發到房間內,那它的壓制溫度可以低一些。如果你的機箱是個大悶罐,溫度傳不出來,那壓制溫度就會高。 比如,你的主機明明只是一個i5的CPU,用了雙塔風冷,打游戲時候CPU的溫度平衡點竟然還能達到80多度,那你應該考慮是不是機箱散熱太差了,而不是想著風冷換水冷。當然,后續的討論都是基于機箱散熱良好的情況進行,否則就說不清了。 ![]() 影響散熱效率的另外一個因素就是表面積,CPU將溫度傳播到散熱器,散熱器最終傳播到空氣中。在整個傳播過程中,散熱表面積有幾部分。 一是與CPU的接觸面積,絕大部分情況下,壓座都會全覆蓋CPU,但壓座與CPU表面并不是完全貼合,會有孔洞的存在,所以需要在這兩者間涂抹散熱硅脂,此時,硅脂性能直接影響散熱效果。硅脂性能的評判標準就是導熱率,導熱系數自然是越大越好。 ![]() 二是壓座與鰭片之間的散熱管,銅的導熱系數比鋁、鐵等都要大,這個知識在初中時候就學過了,這里附上常見物質的導熱系數便于大家查看。因此,散熱器廠家會宣傳散熱器有多少根熱管,4根、6根、8根等。 ![]() 三是散熱鰭片,其實對比就是它們與空氣的接觸面積,鰭片越大、越多,散熱也就越好。在這部分,還有單塔與雙塔之分,其實還是鰭片面積的問題。這里還是給大家提個醒,這個鰭片也不是越大越好,一定要考慮自己的機箱是否放得下,要確保不會干涉(碰)到其他器件。 ![]() 風冷散熱系統目前市面上常見的風冷散熱器有這三種類型,分別為沒有風扇的被動散熱,立起一層層的像塔樓一樣的塔式散熱,以及風扇向下吹的下壓散熱。 ![]() 被動散熱就沒什么好說了,直接將熱導出到外表面,全靠著自然風進行散熱,散熱全靠天意。采用這種散熱方式的設備多是因為CPU日常使用情況下,產生的熱量比較少,但在頻率高的情況下,這種方式的設備CPU很容易撞溫度墻,能壓制的功率非常低。這里涉及到一個新詞了——壓制功率,輸入電能(總功耗) = 有用功(計算輸出) + 廢熱(熱量散失)。 當你想做更多功的時候,就會往上加功率,功往上增加了,熱量也會相應的往上增加,熱量的上升速度比有用功的上升速度還快的。由此,我們可以簡單的認為CPU功率越大,產生的熱量也就越多,日常生活中你完全可以這么去認定。 手機就是采用這種被動散熱的方式,全靠均熱板將熱量導出手機表面,然后散熱,所以,手機在長時間打游戲的后會變得很燙。然后偉大的人類在手機的背后裝上了“冰封散熱背夾”,于是就進化到了下壓式主動散熱。 下壓式散熱的原理也不難理解,就是將散熱片壓到CPU上,CPU的熱量傳導到散熱片中心鋁柱上,鋁柱再將熱量散播到周圍的鰭片上,然后散熱器吸入氣體從上往下吹,實現散熱效果。 前面我們也說了,鋁的導熱率比較低,所以純鋁材的散熱器能壓制的功率比較低。若這種散熱方式想進一步提升散熱效果,一個是更改更好的散熱片材料(銅),讓溫度傳導更迅速,一個是提高風扇的轉速,讓更多的風吹到散熱片上。 但風扇轉速的提高勢必會產生很大的噪音,所以提高轉速的方案并不多取。所以,若是想采用這種方式,只要注意他散熱片的材料以及散熱風扇就行,不同的價格,差異點也就在這兩個地方。 ![]() 那么,塔式散熱與下壓散熱有什么區別呢?都是通過風扇吹鰭片,只是風扇擺放位置不一樣? 那確實不太一樣,銅的導熱效率雖然比鋁高了一倍,即使,將鰭片面積增大,也不能稱得上高效率的導熱。塔式散熱的關鍵地方是采用熱管導熱,即水蒸發成蒸汽會吸收大量的熱量,蒸汽凝結成水時散發熱量,這種導熱效率達到了恐怖的上萬W/(m*k),而銅的導熱效率只有不到400,這直接提升了兩個數量級。 熱管的中間并不是實心的,中間有一層燒結壁。熱管中放的液體也不是水,而是相變冷卻液(一種更容易蒸發和冷卻的液體)。
![]() 燒結壁作用本質上是通過毛細力驅動工作液體循環,從而實現高效的熱量傳遞。毛細的原理就類似于毛巾吸水,液體在微孔中受表面張力作用,產生毛細爬升效應,由潮濕的地方擴張到干燥的地方,即冷凝端(汽->水) 擴張到 蒸發端(水->汽)。 同時,我們需要注意,別沒事去掰熱管末端,當末端破損時,相變冷卻液跑出來了,熱管的導熱率會驟降,你的散熱器也就壞了。 到此,我們就理解完塔式散熱的原理。 ![]() 需要注意的是,熱管除了管狀形式,也可以是板狀的形式,此時就不叫熱管了,叫VC均熱板,手機上常用的導熱材料。 水冷散熱系統水冷散熱的結構也不復雜,由冷頭、水管、冷排、風扇四部分組成。水冷散熱原理是通過液體循環主動搬運熱量,然后通過風扇將熱量吹出實現散熱。吸熱 → 泵驅循環 → 冷排散熱 → 冷卻回流。 ![]() 散熱效率 = 冷卻液流速 × 冷排面積 × 風扇風量,其中流速由水泵功率直接決定。如果是一體式冷頭,水泵就藏在冷頭之間,如果是分體式水冷,那水泵就不在冷頭中。 冷頭是直接接觸CPU的表面,冷頭內部存在著很多槽,槽存在的目的是增加與水接觸的表面積,從而讓水帶走更多的熱量。 ![]() 然后順著水管將熱量傳導到冷排中,冷排存在著大量的鰭片,水流會擴散到這些鰭片內。然后風扇再對著鰭片吹,將熱量傳播到空氣中。 由水冷的原理我們不難得出,影響散熱效率的主要有三大部分:冷排尺寸、水泵功率、風扇風量。其中,冷排的尺寸也直接影響了風扇的數量。 冷排的尺寸有120MM(1個風扇),240MM(2個風扇),360MM(3個風扇)。這幾個數字是不是很熟悉?所謂的360水冷,說的就是冷排尺寸為360MM水冷。 一體式水冷就是買的時候就是一體的,分布式水冷是可以通過水管任意拼接泵、冷頭、冷排,如果是使用軟管連接,就叫分體式軟管水冷,如果是使用硬管,就叫做分體式硬管水冷。除了連接方式外,兩者的工作原理上并沒有什么區別。 ![]() 由原理上看,其實水冷與風冷實現的效果都是一樣,都是將CPU的熱量與室內的空氣交換熱量,只是交換方式上有些許區別。 2、選擇建議性能效果對比首先說一下實現測試效果,單塔風冷與120水冷效果差不多是一樣的,雙塔風冷與240水冷效果差不多,甚至與一些一般的360水冷性能都不相上下。在看到這個結論后,是不是覺得很驚訝?水冷貴那么多,為啥性能并沒有領先多少? 水冷的冷頭體積比塔式散熱要小得多,而冷排又是裝在機箱散熱上山上的,所以,水冷反而在安裝上存在優勢。此外,水冷的燈光效果通常要比風冷的要優秀,這種光污染附加屬性就像紋身,喜歡的人會喜歡得不得了。 ![]() 風冷體積過大,會干涉到其他硬件,多是因為主板設計不合理,裝不下雙塔散熱器。 ![]() 價格對比單塔風冷通常是在六七十左右,雙塔風冷通常在一百五左右。120水冷的價格在150左右,240水冷在250左右,360水冷價格就要500左右了。水冷這些年價格降了很多了,不比以前那么夸張了。但價格對比來說,除非你的CPU是I9級別,必須要用到360水冷,否則風冷確實更有性價比。 安全性風冷不會導致你的其他硬件損壞(滴血認親除外),而水冷,即使宣傳方案再好,也是會出現漏液損害其他硬件的風險。不過,目前市面上的大品牌水冷方案都挺成熟的,真有需要,喜歡折騰也無需過于擔心。 ![]() 但如果涉及到運輸,風冷就還是有會損害硬件的風險,而水冷只要將冷排和冷頭固定好,一般很難會發生損壞現象。 ![]() 噪音對比水冷與風冷都會存在風扇,所以風扇上沒必要爭高低,而且水冷還有水泵的存在,水冷的整體噪音不比風冷小,甚至比風冷還要大。但這兩個的噪音對比并不是誰就一定好,還是取決于具體的實際效果,選的時候多看看網上的評價。 選型與CPU匹配推薦1. 入門級CPU(i3/R3、i5/R5 非K,滿載功耗<100W) 風冷建議:單塔4熱管,價格約¥80~150,輕松壓制65W TDP 水冷建議:無需水冷,性價比低且性能提升有限。 2. 中高端CPU(i5/R5 K系列、i7/R7 默頻,滿載功耗100~180W) 風冷選擇:雙塔6熱管,解熱能力240~260W,壓制i7-12700K(180W)約75~85℃。 水冷選擇:240水冷,適合機箱風道差或追求光效的場景,比同級風冷低3~5℃ 3. 旗艦/超頻CPU(i9/R9、i7/R7 K超頻,滿載功耗>200W) 風冷極限:頂級雙塔,解熱275W,但i9-13900K(300W)滿載易撞95℃溫度墻 水冷必備:360水冷,解熱>300W,壓制i9-14900K約80~85℃,超頻更穩定。 大家看著自己的CPU類型選擇就行,這些只是推薦而已,還是要根據你的實際使用效果來配。只是別鬧i3配360水冷這種笑話就好,其他全看自己喜歡。 結語在沒寫這篇散熱介紹之前,我也不知道自己那么能水,一兩句話就能介紹完的,能說那么多。總之就一句話,根據自己的CPU性能期限來選擇(運行功率)。本人還是比較推薦風冷,如果你是土豪玩家,那必然是360水冷一步到位。 最近還是太忙了,加上要考試,需要準備一番,關于電腦的常用配置以及常用軟件的內容要拖一拖了。不過,我還是會爭取早點把關于電腦的常用配置及常用軟件的科普文寫出來。希望這篇文章能夠在電腦散熱上能夠幫助到你。如果本文對你有幫助的話,請給我點個贊,點個關注,留言。 你的認可是我最大的更新動力!!! ![]() |
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