CPU 风扇常识for jier200910

CPU风扇常识第一， 风扇尺寸：主要标示了风扇的大小，一般以mm为单位。三个不同尺寸的风扇风扇的尺寸有两种度量规格，一种是使用体积，如80*80*20mm，这种表示方法为长*宽*高，这种方法在风扇的参数表中用得比较多，根据风扇尺寸的直径，一般来说与风扇的体积参数中的长和宽相等，故通称8CM或9CM的风扇。产品转速尺寸风量Tt A19072000rpm80mm27.8CFMTt A19252000rpm92mm37.5CFMTt A19292000rpm120mm78CFM相同转速的同款式风扇风量与尺寸成正比尺寸对风扇的风量有很大的影响，同等转速下大尺寸的风扇产生的风量远比小尺寸的要大得多。换句话说，得到相同的风量，大尺寸的风扇转速可以比小尺寸的小很多，这样可以有效地减小噪音。目前常见的机箱风扇尺寸有8cm、9.2cm和12cm；CPU风扇的尺寸就更加多种多样，有6cm、7cm、8cm、9.2cm、12cm，甚至有的用上了14cm的大尺寸风扇；传统吸风型电源使用的风扇一般是8cm的尺寸，新近流行的底部吸风型的风扇一般为12cm，也有14cm的，如Tt的Tough Power系列电源。显卡上用的风扇尺寸都比较小，一般的家用级别显卡的主动散热器上使用的一般是4cm的产品，而各散热厂商生产的升级产品尺寸更是多种多样。普通的显卡散热器上使用的小风扇底座有等腰和等边两种。第二， 散热片尺寸：指散热片的体积大小。散热片是风冷散热器的重要组成部分，没有散热片，热传导就不能实现，CPU的热量要大量带走就不容易。1、不同材料导热系数也不同，导热系数越大，导热热阻值相应降低，热传导能力越强。 在金属材料中，银的导热系数最高(表)，但成本高；纯铜其次，但加工不容易。在风冷散热器中一般用6063T5铝合金，这是因为铝合金的加工性好(纯铝由于硬度不足，很难进行切削加工)、表面处理容易、成本低廉。但随着散热需求的提高，综合运用各种导热系数高的材料，已是大势所趋。有部分散热片采用了纯铜或铜铝结合的方式来制造。例如，有的散热片底部采用纯铜，是为了发挥铜的导热系数大，传热量相对大的优点，而鳍片部分仍采用铝合金片，是为了加工容易，将换热面积尽可能做大，以便对流换热量增大。但是此种方法最大的难点在于如何将铜与铝型鳍片充分地连接，如果连接不好，接触热阻会大量产生，反而影响散热效果。 2、材质相同时，接触面积越大，热传导效果越明显。根据热传导理论，导热量与接触面积成正比。对于CPU散热器而言，CPU表面积已越来越来越小，接触面积已经受限，且散热器底部与CPU表面因不可能完全平滑，所以需要选用适当的导热介质填充空隙，可增大接触面积，达到将热源的热量大量带走的目的。3、散热片底部厚度与热流距离。由传导公式得知，导热量与热流距离成反比，但现在的散热片为何底部加厚？经实验得知，导热量与底部厚度并非是线性关系。散热片底部的功能是要将热源的热量大量吸走，如果底部厚度不足，散热片的热容量则不足，传热量会受到限制，提高了散热片壁面温度，散热片周围空气温度上升，气流动力粘度因空气温度的上升而增大，导致空气流动受阻，散热片与空气对流换热量将减小，对流换热热阻加大，热源的温度就无法降到理想的程度。当电脑关机后，风扇则停止运转，强制对流立即终止了，但热源的残余热量传入散热片并没有立即终止，也要求散热片有足够的热容空间来保证将处理器的残热带走，以保护处理器。因此散热片的底部必须保证有足够的厚度。当热量经由散热片底部向四周进行热传导时，会存在温度梯度，也就是热量沿着行经的路径随距离的增加而递减。传热量与传导距离成反比关系，因此减低热流距离，可以增加传热量，但散热面积会受影响，这时增加传热路径的截面积(鳍片厚度)及鳍片数目，可有效地提升传热量，达到将热源的热量大量吸走的目的。 由实验得知，对于新赛扬处理器，23.5mm的底部厚度完全可满足吸热需求；对于奔腾(铜矿)处理器底部厚度45.5mm则完全可以满足吸热需求；但对于毒龙或雷鸟处理器，就需5mm以上才能满足吸热需求。当然，对于同一类型的处理器，功耗不同，吸热需求也不同。 4、换热面积。 散热片的任务除了负责将热源的热量大量吸去外，另一任务是要提供足够大的换热面积，在风扇对流的配合下，把从热源处吸来的热量及时散发到空气中去。而负责散发热量的部分主要是散热片的鳍片部分。根据对流换热公式可得知，对流换热面积越大，则换热量越大。当然必须配合风量风压都足够大的风扇才能实现。换热面积为鳍片的表面积与鳍片底部间隙面积之和。因此选用散热器时，要选鳍片较多较密的。 5、散热器鳍片的方向应尽量顺着流体的方向。 由于空气流经散热片时，温度会升高，如果散热器鳍片顺着流体流动方向，热气流会迅速流出，会提高流体换热系数，如果方向不顺，则冷热气流碰撞反而不利于热气流及时排出，致使热量散发变慢。因此鳍片方向要尽量与气流方向相同，如现在有的风扇改用侧装式，就是为了气流方向与鳍片方向相同。也有的散热片剖沟时，采用适当的方式，使气体顺着剖沟方向流出，也可达到增加换热量的目的。 第三，额定电压：是风扇在稳定运行下的电压指数。市场上常见的直流风扇电压普遍为12V。第四，风扇转速：指风扇扇页每分钟旋转的次数，单位是rpm。风扇转速由电机内线圈的匝数、工作电压、风扇扇页的数量、倾角、高度、直径和轴承系统共同决定。在风扇结构固定的情况下，直流风扇（即使用直流电的风扇）的转速随工作电压的变化而同步变化。风扇的转速可以通过内部的转速信号进行测量，也可以通过外部进行测量（外部测量是用其他仪器看风扇转的有多快，内部测量则直接可以到BIOS里看，也可以通过软件看。内部测量相对来说误差大一些）。 风扇转速与散热能力并没有必然的关系，更高的风扇转速反而会带来更高的噪声，选购散热器产品时如果风量差不多，可以选择转速低的风扇，在使用时会安静一些。第五，风量：是指风冷散热器风扇每分钟送出或吸入的空气总体积，按立方英尺来计算，单位是CFM（立方英尺每分）。在散热片材质相同的情况下，风量是衡量风冷散热器散热能力的最重要的指标。显然，风量越大的散热器其散热能力也越高。这是因为空气的热容是一定的，更大的风量，也就是单位时间内更多的空气能带走更多的热量。当然，同样风量的情况下散热效果和风的流动方式有关。第六，噪音值：风扇工作时产生杂音的大小，受多方面因素影响，单位为分贝（dB）。测量风扇的噪声时需要在噪声小于17dB的消音室中进行，距离风扇一米，并沿风扇转轴的方向对准风扇的进气口，采用A加权的方式进行测量。风扇噪声的频谱特性也很重要，因此还需要用频谱仪记录风扇的噪声频率分布情况，一般要求风扇的噪声要尽量的小，而且不能存在异音。第七，轴承：是风扇的心脏，风扇质量与轴承的关系最大。常见风扇的轴承类型有：含油轴承，这类轴承结构一般是铁环套在铜芯上，中间封存油脂。此类风扇前期的噪音比较小，成本低的，但寿命短，一般在20000小时以内。到了使用后期由于油脂的消耗，噪音也会慢慢增大，转速也在降低。滚珠轴承，这种是使用最普遍的轴承，两个铁环中间有一些钢球或者钢柱，并辅以一些油脂来减小摩擦。它使用寿命长，发热量小，噪音值会很稳定，而且成本不高。混合轴承，是以一个含油轴承搭配一个滚珠轴承，意在发挥两者的长处，起到优势互补。还有就是使用两个滚珠轴承，这样搭配可以有效延长产品的使用寿命， 一般双滚珠轴承的寿命在50000小时以上，多用于服务器。合金轴承，该轴承带有反向螺旋槽及挡油槽的轴芯，在风扇运转时含油将形成反向回游，而避免含油流失，提升了轴承寿命。这种设计使得风扇的噪音明显降低，还能延长风扇的使用寿命，只是价格略高了些。酷冷至尊的中高端产品都是使用的这种轴承。磁悬浮轴承，磁浮风扇利用磁力原理使风扇悬空且凭借磁浮力吸住扇叶成 360 度定轨围绕轴心形成稳定旋转。磁浮风扇的轴承两端无任何接触物，完全避免了摩擦从而延长了其寿命。这一技术克服了传统风扇转速不匀均、旋转易受阻以及滚轴风扇的运转机械噪音大和受冲击易损坏等缺点。它由著名的散热器制造商AVC带来，Tt的一些产品也会使用该类轴承。纳米陶瓷轴承，采用特殊的高分子材料与特殊添加剂充分融合，轴承核心全面采用特殊的二氧化皓材料，使用冲模及烧结工艺制成，晶体颗粒由过去的60um下降到了0.3um，具有坚固、光滑、耐磨等特性。纳米轴承的性质与陶瓷类似，越磨越光滑，该轴承寿命更长,效率更高,噪音更小。这项技术其实并非真正的纳米技术，所使用的材料也并非真正的纳米级材料，只不过是采用了纳米这样的字眼来吸引眼球罢了。它由富士康研制，,目前仅见于富士康散热产品当中。在这一系列轴承里，滚珠轴承最适用，因为它运行稳定，噪音不高，价格合理。但是有一部分奸商会使用含油轴承冒充滚珠轴承，从而获得更大的利益。如何辨别这两种轴承？方法是：将扇叶轻轻转动，然后在扇页即将停止时，滚珠轴承的风扇会向反方向回转一下，但是含油轴承不会。还有一种方法是隔着商标纸摸一下轴承孔。含油轴承的孔径比较小，约3mm，其中的转轴也比较细。而滾珠轴承的孔径比较大，因为轴承通常是502(外径为5mm，内径为2mm)，其转轴亦为2mm。第八：使用寿命：风扇的寿命和使用的时间和机器所在的环境有关系。普通风扇寿命差不多3年左右。第九：接头，是一个风扇上比较重要的细节部件