![]() 在个人电脑篇的时候介绍了塔式散热和下压式散热,但兄弟反馈讲解不够详细,并且缺少了水冷,以及提到不知道如何选择散热的问题。 其实这个还是蛮简单的,如果你还在纠结选水冷还是风冷的时候,说明你根本不需要用到水冷。 如果你装机搭配水冷,那这台主机中,水冷可能是最脆弱的那一环。 水冷是需要经常折腾的,一是需要维护保养,二要担心漏液问题。如果你能接受水冷的这个缺点,那可以看下面详细的水冷与风冷的对比。 1 散热原理与结构差异首先从原理上进行对比,让大家更轻松的了解这两种散热方式的区别。 在此之前,我们首先需要了解牛顿冷却定律,当物体的表面与周围存在温度差时,单位时间内从单位面积散失的热量与温度差成正比。说人话就是CPU与我们散热的介质(水或空气)温度差越大,散热速度就越快,而当CPU温度与介质温度相差不大的时候,散热速度就会变得很慢,甚至不变化,这个时候我们就说这个温度到达平衡点。 CPU有温度墙(温度保护点,超过就会降频,以保护CPU温度不会超过这个温度点),通常CPU的温度墙在90-100这个范围,如果散热能将温度压制在温度墙之下,我们就说这个散热器是够用。 ![]() 但这个压制温度与整体环境是有关的,如果你的机箱散热良好,能将机箱内的温度散发到房间内,那它的压制温度可以低一些。如果你的机箱是个大闷罐,温度传不出来,那压制温度就会高。 比如,你的主机明明只是一个i5的CPU,用了双塔风冷,打游戏时候CPU的温度平衡点竟然还能达到80多度,那你应该考虑是不是机箱散热太差了,而不是想着风冷换水冷。当然,后续的讨论都是基于机箱散热良好的情况进行,否则就说不清了。 ![]() 影响散热效率的另外一个因素就是表面积,CPU将温度传播到散热器,散热器最终传播到空气中。在整个传播过程中,散热表面积有几部分。 一是与CPU的接触面积,绝大部分情况下,压座都会全覆盖CPU,但压座与CPU表面并不是完全贴合,会有孔洞的存在,所以需要在这两者间涂抹散热硅脂,此时,硅脂性能直接影响散热效果。硅脂性能的评判标准就是导热率,导热系数自然是越大越好。 ![]() 二是压座与鳍片之间的散热管,铜的导热系数比铝、铁等都要大,这个知识在初中时候就学过了,这里附上常见物质的导热系数便于大家查看。因此,散热器厂家会宣传散热器有多少根热管,4根、6根、8根等。 ![]() 三是散热鳍片,其实对比就是它们与空气的接触面积,鳍片越大、越多,散热也就越好。在这部分,还有单塔与双塔之分,其实还是鳍片面积的问题。这里还是给大家提个醒,这个鳍片也不是越大越好,一定要考虑自己的机箱是否放得下,要确保不会干涉(碰)到其他器件。 ![]() 风冷散热系统目前市面上常见的风冷散热器有这三种类型,分别为没有风扇的被动散热,立起一层层的像塔楼一样的塔式散热,以及风扇向下吹的下压散热。 ![]() 被动散热就没什么好说了,直接将热导出到外表面,全靠着自然风进行散热,散热全靠天意。采用这种散热方式的设备多是因为CPU日常使用情况下,产生的热量比较少,但在频率高的情况下,这种方式的设备CPU很容易撞温度墙,能压制的功率非常低。这里涉及到一个新词了——压制功率,输入电能(总功耗) = 有用功(计算输出) + 废热(热量散失)。 当你想做更多功的时候,就会往上加功率,功往上增加了,热量也会相应的往上增加,热量的上升速度比有用功的上升速度还快的。由此,我们可以简单的认为CPU功率越大,产生的热量也就越多,日常生活中你完全可以这么去认定。 手机就是采用这种被动散热的方式,全靠均热板将热量导出手机表面,然后散热,所以,手机在长时间打游戏的后会变得很烫。然后伟大的人类在手机的背后装上了“冰封散热背夹”,于是就进化到了下压式主动散热。 下压式散热的原理也不难理解,就是将散热片压到CPU上,CPU的热量传导到散热片中心铝柱上,铝柱再将热量散播到周围的鳍片上,然后散热器吸入气体从上往下吹,实现散热效果。 前面我们也说了,铝的导热率比较低,所以纯铝材的散热器能压制的功率比较低。若这种散热方式想进一步提升散热效果,一个是更改更好的散热片材料(铜),让温度传导更迅速,一个是提高风扇的转速,让更多的风吹到散热片上。 但风扇转速的提高势必会产生很大的噪音,所以提高转速的方案并不多取。所以,若是想采用这种方式,只要注意他散热片的材料以及散热风扇就行,不同的价格,差异点也就在这两个地方。 ![]() 那么,塔式散热与下压散热有什么区别呢?都是通过风扇吹鳍片,只是风扇摆放位置不一样? 那确实不太一样,铜的导热效率虽然比铝高了一倍,即使,将鳍片面积增大,也不能称得上高效率的导热。塔式散热的关键地方是采用热管导热,即水蒸发成蒸汽会吸收大量的热量,蒸汽凝结成水时散发热量,这种导热效率达到了恐怖的上万W/(m*k),而铜的导热效率只有不到400,这直接提升了两个数量级。 热管的中间并不是实心的,中间有一层烧结壁。热管中放的液体也不是水,而是相变冷却液(一种更容易蒸发和冷却的液体)。
![]() 烧结壁作用本质上是通过毛细力驱动工作液体循环,从而实现高效的热量传递。毛细的原理就类似于毛巾吸水,液体在微孔中受表面张力作用,产生毛细爬升效应,由潮湿的地方扩张到干燥的地方,即冷凝端(汽->水) 扩张到 蒸发端(水->汽)。 同时,我们需要注意,别没事去掰热管末端,当末端破损时,相变冷却液跑出来了,热管的导热率会骤降,你的散热器也就坏了。 到此,我们就理解完塔式散热的原理。 ![]() 需要注意的是,热管除了管状形式,也可以是板状的形式,此时就不叫热管了,叫VC均热板,手机上常用的导热材料。 水冷散热系统水冷散热的结构也不复杂,由冷头、水管、冷排、风扇四部分组成。水冷散热原理是通过液体循环主动搬运热量,然后通过风扇将热量吹出实现散热。吸热 → 泵驱循环 → 冷排散热 → 冷却回流。 ![]() 散热效率 = 冷却液流速 × 冷排面积 × 风扇风量,其中流速由水泵功率直接决定。如果是一体式冷头,水泵就藏在冷头之间,如果是分体式水冷,那水泵就不在冷头中。 冷头是直接接触CPU的表面,冷头内部存在着很多槽,槽存在的目的是增加与水接触的表面积,从而让水带走更多的热量。 ![]() 然后顺着水管将热量传导到冷排中,冷排存在着大量的鳍片,水流会扩散到这些鳍片内。然后风扇再对着鳍片吹,将热量传播到空气中。 由水冷的原理我们不难得出,影响散热效率的主要有三大部分:冷排尺寸、水泵功率、风扇风量。其中,冷排的尺寸也直接影响了风扇的数量。 冷排的尺寸有120MM(1个风扇),240MM(2个风扇),360MM(3个风扇)。这几个数字是不是很熟悉?所谓的360水冷,说的就是冷排尺寸为360MM水冷。 一体式水冷就是买的时候就是一体的,分布式水冷是可以通过水管任意拼接泵、冷头、冷排,如果是使用软管连接,就叫分体式软管水冷,如果是使用硬管,就叫做分体式硬管水冷。除了连接方式外,两者的工作原理上并没有什么区别。 ![]() 由原理上看,其实水冷与风冷实现的效果都是一样,都是将CPU的热量与室内的空气交换热量,只是交换方式上有些许区别。 2、选择建议性能效果对比首先说一下实现测试效果,单塔风冷与120水冷效果差不多是一样的,双塔风冷与240水冷效果差不多,甚至与一些一般的360水冷性能都不相上下。在看到这个结论后,是不是觉得很惊讶?水冷贵那么多,为啥性能并没有领先多少? 水冷的冷头体积比塔式散热要小得多,而冷排又是装在机箱散热上山上的,所以,水冷反而在安装上存在优势。此外,水冷的灯光效果通常要比风冷的要优秀,这种光污染附加属性就像纹身,喜欢的人会喜欢得不得了。 ![]() 风冷体积过大,会干涉到其他硬件,多是因为主板设计不合理,装不下双塔散热器。 ![]() 价格对比单塔风冷通常是在六七十左右,双塔风冷通常在一百五左右。120水冷的价格在150左右,240水冷在250左右,360水冷价格就要500左右了。水冷这些年价格降了很多了,不比以前那么夸张了。但价格对比来说,除非你的CPU是I9级别,必须要用到360水冷,否则风冷确实更有性价比。 安全性风冷不会导致你的其他硬件损坏(滴血认亲除外),而水冷,即使宣传方案再好,也是会出现漏液损害其他硬件的风险。不过,目前市面上的大品牌水冷方案都挺成熟的,真有需要,喜欢折腾也无需过于担心。 ![]() 但如果涉及到运输,风冷就还是有会损害硬件的风险,而水冷只要将冷排和冷头固定好,一般很难会发生损坏现象。 ![]() 噪音对比水冷与风冷都会存在风扇,所以风扇上没必要争高低,而且水冷还有水泵的存在,水冷的整体噪音不比风冷小,甚至比风冷还要大。但这两个的噪音对比并不是谁就一定好,还是取决于具体的实际效果,选的时候多看看网上的评价。 选型与CPU匹配推荐1. 入门级CPU(i3/R3、i5/R5 非K,满载功耗<100W) 风冷建议:单塔4热管,价格约¥80~150,轻松压制65W TDP 水冷建议:无需水冷,性价比低且性能提升有限。 2. 中高端CPU(i5/R5 K系列、i7/R7 默频,满载功耗100~180W) 风冷选择:双塔6热管,解热能力240~260W,压制i7-12700K(180W)约75~85℃。 水冷选择:240水冷,适合机箱风道差或追求光效的场景,比同级风冷低3~5℃ 3. 旗舰/超频CPU(i9/R9、i7/R7 K超频,满载功耗>200W) 风冷极限:顶级双塔,解热275W,但i9-13900K(300W)满载易撞95℃温度墙 水冷必备:360水冷,解热>300W,压制i9-14900K约80~85℃,超频更稳定。 大家看着自己的CPU类型选择就行,这些只是推荐而已,还是要根据你的实际使用效果来配。只是别闹i3配360水冷这种笑话就好,其他全看自己喜欢。 结语在没写这篇散热介绍之前,我也不知道自己那么能水,一两句话就能介绍完的,能说那么多。总之就一句话,根据自己的CPU性能期限来选择(运行功率)。本人还是比较推荐风冷,如果你是土豪玩家,那必然是360水冷一步到位。 最近还是太忙了,加上要考试,需要准备一番,关于电脑的常用配置以及常用软件的内容要拖一拖了。不过,我还是会争取早点把关于电脑的常用配置及常用软件的科普文写出来。希望这篇文章能够在电脑散热上能够帮助到你。如果本文对你有帮助的话,请给我点个赞,点个关注,留言。 你的认可是我最大的更新动力!!! ![]() |
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