PCEVA,PC绝对领域,探寻真正的电脑知识
打印 上一主题 下一主题
开启左侧

未来散热器设计理念与发展方向的展望与探讨

[复制链接]
跳转到指定楼层
1#
点击数:2545|回复数:2
热管塔式散热器从刚出现时的高端玩物,到现在有丰富的低端产品可供选择,技术的发展使得我们可以再追求更低的温度的同时,依然可以去追求静音效果。
散热器,顾名思义,最重要的是散热。当然,我们的追求不可能仅限于此。除了尽量低的温度,还要兼顾性价比、静音、重量、体积尺寸等。那么如何兼顾这些我们想要东西呢?只能是通过优化设计结构,调整设计理念,引入新技术等等来实现。
先来看看过去一两年散热器的发展方向是什么样的。经过了前几年粗放式的规模增长(增加热管数量,增加散热表面积等)后,我们发现这样的增长是不可持续的,主板上的空间就那么大,机箱的空间就那么大,散热器和内存、机箱之间的兼容性已经出现了问题,主板对于板砖一般的散热器重量也有些吃不消了。因此这两年,发展转向提高效率的集约型发展道路,回流焊技术的日益成熟,穿FIN工艺的改善等等。同时在热管排列方式上,也见到了越来越多的热管排列方向与气流方向垂直或者成一定角度的产品(如猫头鹰D14,九州风神阿萨辛等),而过去市场上还是以热管与气流方向平行的产品为主。同时热管在散热片上的间距也有所加大,更加平均的分布在散热片上。
引用一张产品介绍的图片来说明这个问题:

可以看到热管排布方式对于气流和热量分布还是有明显的影响的。虽然此图是用来宣传,实验是否严密精确尚待考证,但从流体力学和热学的基本原理分析应该是比较正确的。
理论上说,热量在散热片上的分布应该尽量均匀,同时气流在散热片之间的流动要尽量顺畅,这样更有利于我们去寻找那个风量、风压、风扇转速和噪音的平衡点。
风洞是个好东西,散热器进风洞实验还是非常有必要的,个人认为,基于风洞的理论分析甚至比烤机温度测试更有说服力。
当然风洞这玩意和理论分析不是一般人能玩得转的,但对于厂商研发而言绝对是一个质变的过程。
说完了现状和需求,就应该谈谈客观条件了,或者说客观条件有什么挑战。当snb进化到ivb之后,我们惊奇的发现,功耗下降了,温度却大幅上升了。究其原因,最合理的解释是由于制程的提升和3D晶体管的引入,导致核心面积减小,发热更集中了,我们所面对的CPU正在由面热源点热源发展。
intel的14nm工艺估计会延续这种低功耗、高温度局面,而且有可能会面临更高的温度。
之前我也写过一个帖子,“散热器热管方向对CPU温度的影响探讨”(http://bbs.pceva.com.cn/thread-80210-1-1.html),也用实验的方式去研究过这个热管直触式底座热管排列方式对于“线热源”温度影响的问题,由于实验精度问题和收到非K处理器发热量较为有限等条件制约,实验并不能非常有力的从数据上证明这个问题。但从理论上说肯定是有影响的。
下面开始正式的展望,面对高温的面热源,散热器引入了热管,面对点热源,会有什么新的技术引入呢?
个人认为均热板底座将会成为一个亮点,均热板的引入实际上是将点热源转化为了面热源,把问题简单化了。
我印象中均热板第一次大规模应用于电脑散热是在GeForce 6800U的公版显卡上,均热板和散热片一体化设计配合涡轮风扇,在较小的空间中大幅提高了散热效率。
均热板和热管本质上没有区别,区别实际上主要是在形状上,一个是板一个是管。我们知道8mm热管的导热能力明显强于6mm的,内径横截面积和内径周长区别导致了导热能力的区别。由于均热板是板状的形状,那么均热板的内径横截面积和内径周长比1条热管要大得多,导热能力远远强于普通的热管,均热板可以在很大程度上将点热源转化为面热源,因此在一定程度上遏制低功耗、高温度的发展势头。当然不是说有了均热板就可以把热管抛弃了,还需要热管把热量传递到散热片上。
继续引用一张产品介绍的图片来说明这个问题:



到底均热板的引入对于温度的影响有多大,还需要具体的实验去验证,但从理论上,均热板底座肯定是比传统底座(直触式和非直触式镜面底座)具有更好的整体效能。
总结一下,就是热管在散热片中的排列方式将会朝着让散热片上的分布应该尽量均匀,同时气流在散热片之间的流动要尽量顺畅的方向发展;同时引入均热板底座,来改善低功耗、高温度的局面。

2#
l8427608 发表于 2013-2-11 16:38 | 只看该作者
支持一個
技術文~
3#
左下角 发表于 2013-2-13 08:23 发自PCEVA移动客户端 | 只看该作者

期待笔记本主流cpu可以无风扇散热
完全静音才好
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

快速回复 返回顶部