机箱灵魂是风扇38℃风道设计性能解析.doc

机箱灵魂是风扇 38风道设计性能解析作者：中关村在线 潘轲 【原创】 CBSi中国ZOL 2009年06月09日 评论30条本文导航第1页：我们这样定义机箱第2页：机箱风道简述第3页：测试平台与测试设定第4页：机箱风扇效能测试第5页：选择合理的机箱风扇搭配第6页：你的机箱物尽其用了么？返回分页阅读文章产品：Tt Xaser VI MX(VH9000SNS) 机箱 我们这样定义机箱 电脑硬件有几十元的廉价产品，也有上千元的奢侈品，相同预算花在机箱或CPU上的收益却不同，CPU性能与预算成正比，而机箱的价值完全看用户怎样使用。廉价的机箱在一些用户手里能够化腐朽为神奇、昂贵的机箱如果不会用也只能作为一个铁壳子存在。今天我们来详细分析一下机箱的功能，从功能解析机箱的设计，从设计揭示机箱如何做到物尽其用。 机箱产品的三大功能1、屏敝电磁辐射，保护用户健康。2、容纳所有硬件设备，避免灰尘或外力损坏。3、降低CPU、显卡等硬件的温度，避免高温缩减硬件寿命、影响平台稳定。 大多数用户攒机时给机箱的预算是100-300元左右，这个价位的机箱产品兼容性都没有问题，防辐射性能做工也比较到位，这些机箱与高端机箱的最大差异是散热性能！ 机箱散热性能的重要性1、节省散热投资，机箱散热方面的投资可以使CPU与显卡温度大幅降低，用户不必花费过多预算在核心组件上。2、低温可以延长硬件寿命，理论上温度下降十度，硬件寿命会提升一倍！3、电脑噪音是由机箱内CPU、显卡、电源风扇的转速决定的，温度越低风扇转速就越慢，电脑噪音就越小。静音电脑的前提是散热性能优秀的机箱。4、保证系统的稳定运行，很多莫名奇妙的电脑问题均是由高温引发的。 机箱的灵魂是风扇 电脑机箱就如同我们的房间一样，封闭的屋子里是不会有凉爽感觉的，我们感觉到凉快的唯一原因是有两扇窗户，一个出风一个入风。机箱也是同样的道理，影响散热性能的最大原因是风扇而不是铁壳本身，风扇才是机箱散热性能的灵魂！ 据我们了解，100-300元价位的机箱产品大多都没有风扇，或者只有前置风扇没有后置风扇，风扇不完整的机箱产品就如同没有窗户或者只有一个窗户的房子，人们住在里面是无法忍受的，硬件设备同样的道理。下面我们会分三种情况来测试机箱的散热性能：1、没有风扇 2、单风扇 3、双风扇组成的38风道系统。 本次测试是为了明晰机箱产品的意义：机箱不是花瓶，不只是硬件保护容器，而且是一件散热设备；没风扇不叫38机箱，单风扇也不叫38机箱，双风扇才是38机箱。同时本文会用数据证实，用户花费3、40元给机箱加装风扇可以获得怎样的性能提升。产品：Tt Xaser VI MX(VH9000SNS) 机箱 机箱风道简述 风道看似一个比较专业的名词，其实风道就是指气流在机箱内流动的轨迹，既然要有空气流动，就需要一个风扇吹风，一个风扇抽风，并且气流在箱内不能受到阻隔。Intel制定的38度机箱风道 市场上绝大多数机箱都是部分借鉴了Intel在2001年制定的CAG规范，“部分”的意思是说它们并没完全参照CAG的风道设计标准，但都打着38的名号出现。这里我们并不想深入探讨这个问题，因为CAG标准已经是末日黄花了，新的机箱架构设计标准正在酝酿。机箱风道图解 如上图，目前大部分机箱的风道走势都是冷空气从前面板的风扇抽入，热空气从机箱后面板抽出，即便是这样过时的设计，市场上100元-300元的机箱产品也没有做到，预置两个机箱风扇的产品屈指可数，用户购买这些机箱之后大多都没有加装风扇，所以我们才有这篇针对性的测试，机箱风扇将会起到什么作用？或者说风道对机箱的意义何在？ 机箱风道可以分为正压与负压两种，负压时机箱内部风扇出风量大于进风量，正压时机箱内部出风量小于进风量，这两种情况是由两个机箱风扇转速来决定的。在本次测试中我们也会对这两种情况进行测试，便于用户选择最合理的机箱风扇组合。产品：Tt Xaser VI MX(VH9000SNS) 机箱 测试平台与测试设定 本次测试我们使用的机箱为Tt的VH9000，这款机箱采用传统的机箱风道设计，机箱预置两个12cm风扇，前置风扇吹风，后置风扇抽风，两个风扇的电流均为0.3A，转速相同。 本次测试我们使用的平台为主流游戏平台，CPU是比较热门的E5200，我们把它超频至3.51GHz，显卡为GeForce 9800GT，整套平台比较具备代表性。 平台负载选择“小球”，我们认为这个软件可以真实地模拟用户的实际使用情况，这个软件给CPU的负载是50%-60%，我们推测它给GPU的负载是60-70%，与大多数3D游戏给硬件的负载非常近似。 本次测试分为三种模式：1、没有风扇，这种情况可以代表100元左右的低端机箱使用情况。2、前置风扇，这种情况是300元以下机箱的使用情况，这时机箱内是正压风道。3、双风扇38机箱风道，这是比较理想的风道，1与2两种情况都可以用几十元成本升级成双风扇。这种情况下机箱内部是负压，因为电源风扇也在抽风。产品：Tt Xaser VI MX(VH9000SNS) 机箱 机箱风扇效能测试 无风扇机箱 测试时我们拷机两个小时，以保证箱内热循环达到稳定的状态，无风扇的状态下箱内只有侧吹的CPU风扇与电源风扇在进行抽风，箱内可以说是负压的状态，但是没有风道可言。温度波动（点击放大）温度记录（点击放大） 双风扇机箱 两个机箱风扇虽然都是0.3A,转速规格相同，不过机箱内还有一个电源风扇在抽风，所以双风扇的情况下是压强比较大的负压状态。温度波动（点击放大）温度记录（点击放大） 一个普通机箱，花费3、40元加装风扇之后，CPU温度降低了7.05、显卡温度降低了9.1、主板温度降低了9、硬盘温度降低了16！CPU与显卡的降温幅度可以媲美花高价更换优秀散热器的效果，主板降温则意味着箱内风道效果非常优秀，硬盘温度的巨大差异是因为前置风扇能加强硬盘周围的空气流动。 我们本次拷机的环境温度为23摄氏度，如果是在没有空调的房间里，有无风扇的温度差异会继续扩大，下面我们对比一下只有前置风扇的情况。产品：Tt Xaser VI MX(VH9000SNS) 机箱 选择合理的机箱风扇搭配 如果没有后置风扇，这时电源的抽风量比前置风扇的入风量低，这时箱内是正压状态，这时箱内会有数个散热死角，这些散热死角的热量不断堆积，最终会给整个箱内空气加热，下面我们断掉后置风扇的供电，实际测试一下正压风道的散热效果。温度曲线（点击放大）温度记录（点击放大） 单风扇对CPU温度并没有改善，正压风道的散热效果确实没有负压状态理想。 相信很多用户看过有无风扇的明显差距之后，都会考虑加装机箱风扇，这时就需要注意风扇转速的问题，从上述测试可以看出，理想的状态是让前置风扇转速低于后置风扇转速。产品：Tt Xaser VI MX(VH9000SNS) 机箱 你的机箱物尽其用了么？ 测试结果汇总 从下列数据可以清楚地看到风扇对机箱散热能力的影响，无论我们购买什么样的机箱，都应该加装机箱风扇，这样才能利用到机箱的最大价值。散热效果天上地下足已媲美昂贵散热器的效果风扇效果的最好证明优秀风道的效果 测试结论 没有预装风扇的机箱只是一个铁壳子，毫无散热能力可言，机箱最重要的价值在无形中缩水,加装了风扇之后机箱散热能力有质的飞跃，优秀的风道系统可以大幅降低风扇转速与噪音、延长电脑硬件的寿命、节省我们对核心硬件散热设备的投资，所以机箱的灵魂是风扇！ 本次测试揭示了机箱风道的效果。我们不能仅仅把机箱当做硬件设备的容器来使用，而是应该谋求机箱散热效能的最大化，唯有这样，机箱才能脱离边缘配件的地位，起到直接提升整个电脑平台性能的作用，让我们的投资真正物有所值。从无到有 看风道如何帮机箱修炼成仙?什么是机箱风道？简单说就是气流从机箱入口到出口所经过的通道。复杂点说，就是能够均衡、有效帮助各DIY配件完成降温效果的最佳气流走向通道。正是对于这么一个即不复杂也不简单的说法，“机箱风道”在人们心中的理解恰恰成了“烂尾楼”，很多用户听过但根本说不上其形成过程及工作原理。笔者今天就将为大家一一讲解一下，方便大家能够对风道有一个更加清晰的认识。你知道38度机箱分两版吗？为什么40度机箱反而占据上风？将来什么样的风道又将一统天下呢？对于从2002年开始接触奔腾4处理器的玩家，应该就已经广泛的接触到38度机箱了，因为此时英特尔已经发布CAG1.0散热规范。TAC1.0就是包含CAG1.0及防辐射等规范在内的首个风道标准。具体表现形式就是在机箱侧板的CPU上方开了一个6cm的洞，背板也开一个8cm的洞。为何CAG1.1机箱会在Prescott核心P4处理器出现时悄然登场呢？英特尔选择在此时制定新的TAC 1.1(包含CAG1.1和防辐射等)规范用意何在？其实说起来并不复杂，因为伴随P4处理器的主频越来越高，功耗自然也有了大幅度的上涨，90W/130W等热功耗值相继出现。伴随独立显卡性能持续提升，过去习惯于搭建集显平台的人开始认识到没有独显的平台是不完整或者说是不均衡的。因此主流DIY装机开始选配独立显卡，于是机箱风道已经到了非升级不可的地步，而TAC 1.1规范的具体表现形式就是在机箱侧板的CPU上方开了一个8cm的洞，背板开出9cm的洞，同时在显卡的正上方也开出了一个洞。其实仔细观察你就会发现，当今很多机箱仍是基于38度机箱风道设计，但却有了一定的加强。例如除了在CPU和显卡上方开出孔栅，方便冷空气流经CPU、显卡两大高发热配件之外，还在扩展支架对应区或者底部开出孔栅，用于进一步加强硬盘等配件的散热。机箱风道理念走向成熟此时可以说基本上已经走到了38度机箱的顶峰时期，未来将如何变谁也不知道。风道的雏形基本确立，在人们的脑海当中也已经认识到，选择38度机箱能够更加稳定的运行，只是没有留意到所谓有“38度”其实就是风道的一种。在2006年5月迈入酷睿时代之后，“性能提升40%，功耗降40%”的口号并没有白喊。此后更是随着架构的调整以及制程技术的提升，主流处理器功耗开始出现降低趋势。平均功耗仅19W的奔腾双核E2140一定给很玩家留下了深刻的印象。酷睿2时代以来，强散热已经不是中低端平台的首选，以更低的能耗带来更强的性能成为英特尔的金字招牌。而能够提升整套平台散热效果、讲究均衡发展的40度机箱来临，用英特尔的描述来说就是TAC2.0(包含CAG2.0和防辐射等)规范机箱。大家知道38度机箱就是指CPU散热器进风口的温度为38度，而40度机箱显然就是指CPU散热器进风口的温度为40度。这么说来反而是一种倒退才对，其实不然，因为TAC2.0的开孔面积相比于TAC1.1有所提升，也就是从侧面进入的风量其实是有增无减，虽然开孔区域下移不再正对CPU，故导致CPU温度上升。但其实伴随气流的增加和对应区域内刚好为CPU散热器下方、北桥芯片及显卡等高功耗配件，40度机箱反而是增强了整套平台的散热效果，使得电脑运行更加稳定高效。可以说时代前行的脚步依然没有停止。而侧板可以加上双风扇的TAC2.0规范更是创造了新的奇迹，单从英特尔方面来说，风道的理念和运用就已经相当成熟。只不过常言道青出于蓝而胜于蓝，新生代机箱所具备的电源下置、独立风道设计、垂直风道设计、正/负压风道等已经成为当今更时髦的风道术语罢了。TAC1.0/1.1机箱解析其实38度机箱也没有什么神秘可言，38度机箱是个非正式的机箱术语，是“散热优势机箱”不规范的俗称。当机箱扣好盖之后，用处理器散热片上方的温度来表示其散热能力，散热片上方的温度有多少度就称之为多少度机箱。其实38度机箱的诞生正好处于奔腾4时期，因为高主频带来的高热量对散热提出了更高要求。而更高功耗Prescott核心P4处理器的出现，也令38度机箱做过微调。一般而言，业界将38度机箱定为TAC1.0或TAC1.1规范，因为在TAC 1.0规范当就涉及了CAG1.0和CAG1.1两种版本，其实也就是侧板开孔面积和区域的不同。采用CAG1.0规范的38度机箱风道设计CAG1.0规范只是给CPU设计了一个独立风道，在处理器对应的侧板位置开设一个6cm的导风孔。在内部有一个可伸缩的导风管和导风罩，罩在CPU散热器上方。CPU的散热器风扇通过导风管，直接从侧板外面吸入冷空气给处理器进行散热，加热后的热空气通过机箱后板上的8cm机箱风扇排出。侧板设计设计标准其实CAG1.1也只是将侧面板气导管增大到80mm，机箱后侧排风扇增大到92mm。另外还在图形卡和I/O扩展卡插槽之上新增了一个侧面板通风口，这是专为高端开放式显卡或外设提供额外的散热方式。CAG1.1侧板样式可以说当前绝大多数机箱使用就是TAC1.1(CAG1.1)规范，对于主流级平台应用而言，尤其是双核平台，已经完全够用。甚至考虑到酷睿等低功耗处理器的出现，后来又再次推出了TAC2.0规范。TAC2.0机箱解析：采用TAC2.0规范的40度机箱风道设计TAC2.0规范侧板样式TAC2.0规范机箱是通过后置风扇和电源风扇向机箱外排风以形成机箱内负压环境，通过侧板的开孔吸入冷空气给CPU和显卡等发热元件散热，同时前面板的各处开孔进气也可以为硬盘等其它元件提供散热的气流。TAC2.0相比CAG1.1而言，对CPU区域的降温作用削弱了，但去掉导风罩也减少了对机箱内整体散热风道的影响。之前CAG1.1的设计要使35度室温环境下CPU风扇进风口温度不超过38度（即温升为3度），而TAC2.0的设计要使CPU风扇进风口温度相比室温的温升不超过5度，即35度室温下不超过40度。允许加装双风扇的TAC2.0规范但是有的机箱也对TAC2.0规范进行了改进，侧板允许加装双8/9/12cm风扇，这么一来将可以提供更好的散热性能。可以说同样不再惧怕四核处理器搭配高端独显平台了。电源下置是Intel标准ATX机箱架构的变种，与后者相比机箱内的布局没有太大变化，只是将电源仓位由原先的后上角移动到了后下角。而正是这一改变带来了非常大的性能转变。在硬件兼容性上，电源下置机箱与标准ATX机箱没什么区别，但在散热方面来说，电源下置就拥有非常明显的优势了。电源位置下移之后，机箱顶部便空了出来，于是就可以开出大孔栅加强散热，更有甚者还引入大尺寸风扇，大幅提升了机箱的散热效果。 电源上置机箱特点电源上置机箱常见风道系统电源上置机箱的风道系统也遵循Intel 38度标准，最常见的形式有前置一枚进气风扇，后置一枚排气风扇，形成前进后出式的水平风道系统。电源至于机箱后上角，电源风扇从机箱内部吸取空气，从后部窗口排出热量。电源上置属实不利于显卡散热在装机时，电源上置机箱的主板位置大都紧贴机箱底部，显卡与机箱底部之间的空间有限，所以无论是使用开放式显卡散热器还是抽气式显卡散热器，这都不是最优设计。 电源下置机箱特点电源下置机箱其实风道大同小异电源下置依然采用前进后出的主流风道设计，但为了加强散热，厂商在其它必要的位置添加新的空气通道，如机箱底部。电源散热风扇紧贴机箱底部专门为此开设的网孔，直接从机箱底部抽取冷空气，排热方向不变，实际上形成一个独立的散热体系，不易与机箱环境彼此干涉。显卡下方空间加大是关键电源下置后机箱布局的改变在于显卡距离机箱底部更远，显卡风扇有更广阔的空间更容易抽取到冷空气。因此若将电源上下置机箱做测试对比，最明显的改善恐怕非显卡散热莫属。事实上机箱顶部的开孔也彻底改变了高功耗CPU的散热局面，由电源下置而衍生出的新风道设计具备了更大的吸引力。关于垂直风道优劣争论之所以激烈异常，要归功于一款在2008年推出的一款经典产品乌鸦机箱。而在2009年银欣更是推出乌鸦2机箱，进一步将垂直风道理念推向风口浪尖。乌鸦II风道说到垂直风道的不同，其实很明显就是将标准ATX机箱横过来放置而已。但正是这种看上去并不复杂的风道设计，却透露着全新的设计理念。众所周知，热气流会呈现出上升趋势。因此垂直风道的第一大好处就是利用这一原理规避掉了风道盲区。通过底部加装大尺寸风扇，再加上热空气上升原理，标准ATX机箱曾有过的前上方和后下方盲区消失不见了。底部三个18cm风扇占尽便宜第二个好处虽不明显，但理论上却很好解释，这就是垂直风道设计所采用的正压风道理念带来了更好的防尘效果。传统38度机箱所代表的负压机箱会使灰尘无孔不入，因为机箱内压力小于机箱外压力。而正压风道刚好相反，因为进气大于出气，所以空气只能由进气风扇处流入机箱。而此在进风口处加强防尘效果，将会明显优于负压机箱的防尘效果。很多玩家对电源下置和垂直风道能够很好理解，但就是想不明白，为何还要讨论正压风道和负压风道呢？毕竟电源下置和垂直风道都有对应的实物机箱存在，而正/负压风道则偏于纯理论化一些。的确，将一个机箱盲目的定义为正压风道或负压风道是不合理的，因为往往同一机箱可以轻松实现正/负压风道。有所差别的就是防尘效果、散热性能以及静音效果会有所不同罢了。负压机箱的强散热理论负压机箱的内部压力小于外部环境，空气会从机箱一切缝隙进入，而无论快慢，此现象一定存在。那么显然，空气中的灰尘也会随着空气从任何一个不设防的通道窜入。民用机箱不可能在接缝处做到密封，因此即便机箱上没有设计任何散热网孔，即便没有进气风扇，灰尘还是会从四面八方入侵，可谓防不胜防。负压机箱气流走势尽管防尘效果不佳或者说防尘难度更大，但事实上正因为负压机箱这种允许空气无孔不入的特性，恰恰造就了更加强大的散热效果。传统38度/40度机箱就是利用负压风道原理，将冷空气从侧板开孔出直接吸到CPU或显卡处提升散热效果。可以说，负压风道最大的优势就在于散热性能更加强劲。正压机箱的防尘、静音理论正压机箱气流走势正压机箱的内部压力大于外部环境，空气只会从机箱网孔缝隙中溢出，只要电脑在运转，风扇在转动，灰尘便几乎没有机会通过这些渠道进入，唯一的通道就是往机箱内抽气的风扇。也就是说，若为进气风扇做