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筆記本電腦的散熱怎麽樣?

發熱源頭

電腦內部的兩大發熱核心分別是CPU和GPU,學名叫做中央處理器和圖形處理器,後者也叫顯卡。CPU作用類似於人類大腦,在電腦裏處理各個信息的邏輯運算,而GPU則是把CPU處理後的信息轉化成二維圖像顯示在屏幕上,輸出圖像。因人們現今科技水平限制,CPU和GPU制作完成後內部會不可避免的存在電阻,而CPU和GPU工作時雖然電壓僅有1V多點,卻有高達十幾A甚至幾十A的電流,在極高速度的運算下會產生大量熱,如果不及時將熱量導出,囤積的熱量會將CPU和GPU 燒壞而導致電腦無法工作。

為了保護CPU和GPU,工程師們給電腦設置了壹個“溫度墻”,顧名思義,墻的功能就在於阻隔,當達到這個溫度後,CPU和顯卡會主動降低頻率來減少產熱,俗稱“撞溫度墻”。我們都知道電腦運行快慢很大壹部分因素來源於CPU/GPU主頻,頻率越高,速度越快,那麽降頻後直接表現就是電腦運行緩慢,卡頓,甚至過熱了電腦還會強制關機來進行自我保護,這麽壹來,電腦的散熱工作顯得尤為重要。

對於臺式機而言,機箱再小也比筆記本大,所以有足夠空間來安裝風扇給CPU和顯卡進行散熱,而筆記本不壹樣,它的設計之初的目的之壹就是便攜,所以不會太大而且會很薄,再加上鍵盤,屏幕,主板的厚度,留給散熱部分的空間已經十分捉襟見肘,為了能讓電腦順利工作,只能雙管齊下,壹方面縮減CPU和gpu的性能發揮,來控制熱量的產生,另壹方面設計更好的散熱模組及時的將熱量散發出去,這樣才能保證筆記本的正常運行。這也解釋了為什麽筆記本在臺式機面前總是被完虐。

散熱部分

為了更好的散熱,筆記本散熱方面幾乎都是以整塊銅板(或者鋁材)覆蓋CPU和GPU 核心,再用熱管焊接在銅板上,另壹段焊接在散熱鰭片上。因熱管本身特點,熱量會很快的從銅板上傳遞到鰭片上,再由風扇吹發熱的鰭片,將熱量帶走。

銅和鋁有優異的導熱能力,能夠很快的將熱量從CPU和GPU核心傳遞到銅板上。然而因加工工藝限制,CPU、GPU 核心表面和銅板表面粗糙度不同,不可能完美貼合,所以需要有壹個良好的導熱介質來填充兩者之間的空隙並傳遞熱量,我們最常使用的就是導熱矽脂,更高端的有使用液金的(液態金屬,有極好的導熱能力和良好流動性,缺點是導電,壹旦泄露很容易主板燒毀)。這類物質的作用是作為填充劑和導熱劑。所以,熱量的走勢是這樣的:

CPU/GPU產生熱量→導熱矽脂→銅板→熱管→熱管另壹端→散熱鰭片→鰭片周圍空氣→風扇吹走。

啰裏啰嗦到這,相信大家都明白了,在整個散熱流程中,任何壹環有問題都可能導致熱量囤積,進而引發壹系列問題導致電腦運行緩慢,卡頓。在筆記本上,最常見的出問題環節就在導熱矽脂和熱管兩處。

散熱物質和零件

首先是導熱矽脂,影響其導熱能力的是它的導熱系數,單位為W/m·K,這個值越高,導熱能力越好,壹般在0.8-6.0W/(m·K)範圍內,高端的能超過20,液金則能達到七八十甚至壹百多,當然,壹分錢壹分貨,導熱系數越高的價格越貴,壹般用戶沒必要上液金,但是也不能使用幾塊錢壹大桶的那種,效果真的挺差,壹般二十多塊錢就差不多了。還有壹點需要註意,因為矽脂內大都含有稀釋劑,長時間高溫條件下稀釋劑會揮發,使導熱矽脂固化,大大降低了散熱能力,所以壹般幾個月或者半年需要重新更換矽脂。順帶著可以進行壹次清灰除塵操作。

PS:除了導熱矽脂,還有壹種導熱介質叫做相變片,被制作成很薄的片狀物,可以貼在CPU,GPU核心,矽脂可能有的比較粘稠不好塗,難以塗的均勻,而相變片可以很方便的解決這個問題。

還有熱管,熱管是筆記本內部的導熱“橋梁”,負責把發熱核心區的熱量快速及時的傳導到鰭片上, 具體原理網上有詳細介紹,這裏不再贅述。

絕大部分筆記本為了節省內部空間都采用了下圖的熱管樣式,壓扁後可以節省壹定的高度空間,

但是熱管的導熱效率也是不同的,

首先越短的導熱越好,

其次越粗的導熱越好,

再者越直的導熱越好。

最後熱管越多越好。

這就好比水管,導熱快慢類比於水流的多少,相信大家就能很容易的理解了。

噪音原因

但是!!!

電腦的生產廠家不會這麽想,他們的目的是在能保證正常使用的前提下,盡可能的降低成本!這樣才能賺錢!

所以很多的散熱模組上,粗熱管就成了細熱管,多跟熱管變成了單根熱管,為了方便設計主板和放置風扇,直熱管彎了個九曲十八彎。這就好比原來妳用卡車跑10公裏直線送壹批貨,後來讓妳小推車50公裏曲線送同樣的貨,這樣怎麽可能達到壹樣的效果呢?而熱管導熱效率降低,直接導致CPU溫度高居不下。熱量源源不斷的從CPU傳遞到熱管另壹端,原本散熱需要風扇六成轉速就可以將熱量散發出去,可是CPU滿載的時候發熱量猛增,熱管另壹端風扇需要全速工作才能滿足散熱,噪音也隨之而來。這基本可以解釋大部分電腦噪音大,玩遊戲卡頓了。

附壹張神舟戰神T6tiX7戰鬥版的拆機圖,配置i7 7700hq+gtx1050ti4G

這個配置的U,單根熱管就很難壓住的,更何況還彎了兩個彎,夏天時候玩個遊戲,四五米開外還能聽到風扇聲音平常自己戴個耳機可以忽略了,但是如果在宿舍裏影響舍友終歸不好。所以自己最好改造壹下散熱。

散熱方法

方法壹,瓶蓋法

仔細看壹下電腦底部,會發現有四個等高的凸起,還有壹片網格孔。凸起支撐起了整個電腦,部分電腦的四個凸起做的很低,有的人還習慣在下面墊本書或者在被褥上玩電腦,這樣就堵住了筆記本的網格孔,嚴重影響了筆記本的進風量,冷空氣大都是從筆記本底部抽進來,被風扇從鰭片吹出的,所以用四個飲料瓶蓋墊高四個腳墊,增大了底部空間,有利於提高筆記本的進風量。更多的冷空氣得以進入筆記本內部,散熱效果自然好轉。

方法二:散熱底座法

現在很多人買了筆記本電腦,會熱衷於買個散熱底座,淘寶上這類產品壹搜壹大把,而效果也是參差不齊,大致原理和瓶蓋法差不多,就是壹個底座加了風扇,人為的增加進入筆記本的冷空氣量,達到散熱目的

值得壹提的是,有部分散熱底座並不是向上吹風的,而是向下抽風,這類散熱底座多用於有筆記本外殼輔助散熱的電腦型號,例如多數以鋁鎂合金為外殼的輕薄本,熱量會傳到整個機身以輔助散熱,而向下抽風的底座可以把外殼熱量抽走,加速散熱。所以,向下抽風的散熱底座不適用於那些底部作為主進風口的筆記本電腦,本來電腦需要外界冷空氣進來,而妳還用個下抽風的底座把空氣抽走,這豈不是南轅北轍?散熱效果自然會大打折扣。

方法三:抽風式散熱器

幾年前淘寶上“徐氏父子”的抽風式散熱器異軍突起,很好的解決了多數筆記本的發熱嚴重的問題。其原理類似於抽氣機,將散熱器接在筆記本出風口,通過主動抽風的方式加快散熱鰭片附近的熱空氣流動,筆記本把熱空氣吹出來,散熱器把熱空氣抽走,有效降低了筆記本的熱量囤積,不失為壹個創意想法。但是這個也有其局限性,首先,這個散熱器口要接筆記本出風口,不固定的話很難確保密封性,而密封性恰恰對散熱效果有很大影響。壹般來說,密封越好,降溫效果越好。其次,每個筆記本出風口位置和形狀都不盡相同,有的在左側,有的在右側,更多的在後側,左右的可能還容易固定,後面的話不但不容易固定出風口,還可能因為散熱器本身體積問題影響屏幕開合角度,要麽散熱器安好了屏幕角度看著不舒服,要麽屏幕看著順眼了散熱器安不好╮(︶﹏︶)╭。最後,有的廠家為了更大的提升散熱效果,使用了功率較大的風扇電機,而抽風式散熱器大都是渦輪風扇,功率增大後噪音也是不落下風,甚至可能比電腦本身風扇噪音更大。

方法四:改裝水冷

很多人都聽過臺式機的水冷,但是筆記本電腦水冷改裝估計很少聽到。壹來筆記本內部空間狹小不容易改裝,二來是很少有廠家專門來做這個。畢竟用心設計壹下模組要比重新設計壹套水冷容易的多,再者筆記本發熱量比電腦小很多,改裝水冷給人殺雞用牛刀的感覺。但是因為很多筆記本散熱模組設計不合理,筆記本溫度居高不下,又有喜歡DIY的人們重新考慮了筆記本水冷。

水冷,顧名思義以水作為主要導熱介質,水兼有價格低廉和比熱容大的優點,在水冷系統中可以很快的帶走熱量。

基本原理如下:壹般取內3㎜外4㎜的銅質回路管,壓扁(並不完全壓扁,依舊留有空隙)並用錫焊接在CPU、GPU、熱管上,銅導熱很快,大量熱量會從CPUGPU傳遞到熱管上,少部分直接散發到空氣中,壹部分會順著熱管到達鰭片,通過筆記本內部風扇散發出去,剩下的熱量通過銅質回路管傳遞到內部的水中,回路管口伸出筆記本外,串聯水泵,冷排。回路管的水在水泵推動下循環流動,熱水流到冷排,經風扇散熱後冷水重新流回回路管,完成壹次循環。

實質上,水冷嚴格意義講還是風冷,只不過是風扇換了個位置而已。

焊接好的效果圖,在這裏征得冰河水冷同意,粘貼壹張成品照片,如果覺得自己動手能力差,可以考慮淘寶搜索冰河水冷,幫忙代為改裝,優質改裝,服務很好,老板很熱心。

關於水冷的噪音,主要來自兩個地方,壹個是水泵的聲音,另壹個就來自冷排風扇,風扇如果選擇那種好點的靜音風扇,基本可以做到壹米外幾乎沒聲音,水泵選擇壹個功率差不多的就可以,功率太小水流速慢,影響散熱,功率太大的壹般噪音大,我根據個人經驗推薦流量在400-800L/H的就可以了,壹般選擇500-600的,電源最好是12V供電的,5V供電的很可能出現功率不夠或者流量不夠的情況,為了減少噪音,可以在固定水泵的時候墊壹些泡沫吸音棉,這樣,散熱靜音兩不誤,皆大歡喜。

本人僅僅是壹名DIY電子愛好者,所提供數據僅僅代表本人電腦情況,不代表其他人測試數據,也可能存在數據錯誤或者知識漏洞,歡迎大家指出,***同進步。

最後,再次感謝冰河水冷提供的水冷銅管焊接圖,也歡迎大家前往淘寶咨詢冰河水冷有關筆記本水冷改裝的問題。

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