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CPU散熱器如何工作
電流會(huì)產(chǎn)生熱量，這點(diǎn)確實(shí)有些討厭。但正是因?yàn)檫@一物理定律，你才能以飛快的速度運(yùn)行你的PC機(jī)處理器。
熱即是動(dòng)能，不能被創(chuàng)造也不能被湮滅，你可以做的是移動(dòng)它或變換它。冷卻處理的技巧在于吸收能量，并將其遷移至足夠遠(yuǎn)，以不至于產(chǎn)生任何損害。
多數(shù)PC機(jī)內(nèi)的冷卻技術(shù)復(fù)雜得令人難以置信，在CPU頂部有一個(gè)簡(jiǎn)單的散熱器和風(fēng)扇，這一裝置決定了CPU能跑多快。
散熱片和風(fēng)扇
最基本的冷卻形式是散熱片，因?yàn)椴簧婕肮β氏�，它屬于被�?dòng)冷卻方式。散熱器其實(shí)就是與處理器接觸的一種高熱導(dǎo)材料（通常為銅），處理器將熱量傳給具有更大質(zhì)量更大表面積的散熱片，熱量最終由散熱片傳給周圍空氣，該過程的進(jìn)行有賴于通過對(duì)流保持空氣流動(dòng)。
下一步就是在散熱片上添加一個(gè)風(fēng)扇，考慮到空氣是熱的不良導(dǎo)體，這樣可以使空氣流動(dòng)起來。讓更多空氣在更大的空間流動(dòng)能夠改善冷卻效果，但實(shí)際中PC機(jī)內(nèi)的空間有限。該冷卻方案已足夠應(yīng)付大多數(shù)情況，但對(duì)于高性能設(shè)備這還不夠。
散熱片的下一步發(fā)展方向是使用更好的材料。使用碳的想法已經(jīng)有一段時(shí)間，無論是作為沿長(zhǎng)度方向?qū)嵝院芎玫奶祭w維納米管、石墨或是泡沫碳，這些材料的導(dǎo)熱性都能輕松達(dá)到銅的一倍半或更多，而且它們可以被制造成具有更大的表面積。雖然碳納米管在散熱器上有這樣的應(yīng)用前景，銅目前仍然是很好的材料而且非常便宜。
熱管
一個(gè)簡(jiǎn)單但有效的辦法是采用熱管傳遞大量的熱量。當(dāng)材料經(jīng)歷由氣體到液體或由液體到氣體這樣的相變時(shí)，大量的熱量被吸收或釋放。
例如，當(dāng)水分沸騰變成水蒸汽時(shí)，大約需要2260焦耳/克的熱量，即所謂的汽化潛熱，這與水每加熱一度要吸收4.18焦耳的熱量不同。水在相變過程中并不變熱，它只吸收熱量。
由氣體變成液體會(huì)釋放出同樣多的熱量，如果你周圍的系統(tǒng)到處存在這樣的機(jī)制，你就擁有了一個(gè)熱泵，這和冰箱的基本原理相同。
PC機(jī)散熱器內(nèi)的熱管由少量液體（通常為蒸餾水）密封，以在低壓狀態(tài)下降低沸點(diǎn)（這就是為什么你在珠穆朗瑪峰上不能煮一杯像樣的茶）。熱管里面有一層內(nèi)襯，起到芯、金屬篩網(wǎng)或燒結(jié)銅（將來很可能是泡沫銅）的作用。
水在熱源端加熱沸騰，蒸汽擴(kuò)散到熱管的冷卻端，并在那里凝結(jié)成液體，在芯的毛細(xì)作用下液體又流回?zé)嵩炊�。只有很少量的液體在移動(dòng)，但相變所需的巨大能量意味著大量焦耳熱的轉(zhuǎn)移。該過程無需電力及維護(hù)。
蒸發(fā)室是熱管的一種變體，出現(xiàn)已有一段時(shí)間，但尚未被廣泛接受。這里不再采用一組管道穿過散熱片的方案，整個(gè)熱管被拉平和改形以安裝在處理器上，散熱器的其余部分安裝在最頂上。
液體冷卻
PC機(jī)液體冷卻系統(tǒng)的工作方式和汽車散熱器幾乎相同。水流過處理器頂部的冷頭，然后被泵送至散熱片，熱量在這里被傳導(dǎo)到鰭片和周圍空氣中。
液體冷卻的早期嘗試顯然是有成功也有失敗的自發(fā)性試制�，F(xiàn)在你可以購買現(xiàn)成的架式冷卻器，它并不比常規(guī)的散熱器更難安裝和運(yùn)行。水冷是非常有效的，與空氣相比，水有更合理的熱導(dǎo)率，這意味著處理器的熱量被吸收得更快，再加上水的大比熱容使得水本身就是一個(gè)非常好的散熱器。
熱交換的最后一個(gè)環(huán)節(jié)—散熱片，仍然是相當(dāng)?shù)托У摹５辽偃绻阈枰脑�，可以安裝一個(gè)帶多個(gè)風(fēng)扇的大型散熱片，而且可以安裝在遠(yuǎn)離熱源的位置。鑒于其較高的熱導(dǎo)率，水銀會(huì)是更好的工作介質(zhì)，但健康和安全部門的那些矯情的慈善家又會(huì)擔(dān)憂了。顯然，水銀是有毒的。
熱電冷卻（TEC）
現(xiàn)在我們開始接觸一些新事物。熱電冷卻器利用Peltier效應(yīng)將熱量從材料的一端傳至另一端，它由兩塊不同的半導(dǎo)體構(gòu)成的夾層結(jié)構(gòu)組成。對(duì)該夾層結(jié)構(gòu)通以電流會(huì)導(dǎo)致熱量從一端傳至另一端。改變電流的極性即會(huì)使熱流反向。
除了使用電子之外，熱電冷卻的工作方式和熱管類似。熱電冷卻的效率不算很高（大約是熱管的50%左右），但它采用固體材料，且無需維護(hù)。TEC冷卻器同樣可以在環(huán)境溫度以下制冷，但散熱片就做不到這一點(diǎn)，但TEC冷卻器有過冷凝結(jié)的缺點(diǎn)，這是在PC機(jī)中不希望出現(xiàn)的情況。
TEC目前還沒有流行起來，一個(gè)重要的原因是酷冷至尊V10全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)制冷量可達(dá)70W。還有一個(gè)問題在于，TEC并不將熱量傳到很遠(yuǎn)處，熱量?jī)H是穿越半導(dǎo)體層的厚度而已，這意味著你還要采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)將熱量耗散掉。
采用TEC散熱仍然是一個(gè)昂貴的專家級(jí)選擇。聯(lián)合使用TEC和液冷方式散熱完全是一個(gè)極品創(chuàng)意，并且會(huì)產(chǎn)生很好的效果，這種方式使用TEC來冷卻芯片或散熱片（這樣更安全些）。
其它方式
當(dāng)然，總是有一些強(qiáng)力 — 堅(jiān)持認(rèn)為把空調(diào)上的實(shí)際工作單元—蒸汽壓縮單元安裝到PC機(jī)上。對(duì)于家庭使用來說，這種方法有些浪費(fèi)，而且它還會(huì)帶來冷凝問題。
其它一些夸大其詞的方案包括把整臺(tái)計(jì)算機(jī)浸入非導(dǎo)電液體中，但根部不切實(shí)際。
保持CPU冷卻看起來像是一件挺簡(jiǎn)單的事情，而且你可能認(rèn)為已有一些高科技的解決方案隨時(shí)可供使用，但事實(shí)上沒有。
在這么局促的空間內(nèi)傳熱仍然不是簡(jiǎn)單的事情 — 它需要PC機(jī)電源供電，又不產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)、射頻，且在任何情況下都不影響到PC機(jī)的運(yùn)行。
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