我們都知道,筆記本是通過覆蓋在芯片上的熱管來傳遞熱量的。為了提升散熱效率,很多玩家都喜歡上熱管上焊貼散熱片。那么,這種做法是否正確,對散熱真的有好處嗎? 為了控制成本,很多筆記本廠商只顧一個勁兒地“堆硬件”,卻不愿意在散熱模塊上多花一分錢,這就導(dǎo)致很多筆記本極易出現(xiàn)夸張的發(fā)熱問題。尤其是那些未經(jīng)過酷暑考驗的在秋冬季發(fā)售的產(chǎn)品,散熱問題尤為嚴(yán)峻。其中最突出的當(dāng)以神舟K580S-i7為首,所以該款機型被改造的次數(shù)最多,爭論也最多。本文筆者就以K580S-i7為例,看看熱管的改造背后所隱藏的隱患。 重新認(rèn)識熱管 熱管就是連接著芯片和散熱鰭片之間的金屬管,如果你誤以為它就是一根根實心的“銅疙瘩”可就大錯特錯了。實際上,熱管其實是一種中空結(jié)構(gòu)的“金屬管道”,內(nèi)部填充著纖維和純水,管內(nèi)抽光空氣后一端貼在CPU或GPU芯片上,另一端則接到筆記本散熱鰭片處散發(fā)熱量,最后由渦輪式散熱器排出。 01:熱管工作原理示意 小提示 筆記本所用的散熱管散熱技術(shù)最早是IBM引入到ThinkPad筆記本上的一種解決方案,由于其解決了封閉環(huán)境下散熱難的問題,現(xiàn)在已經(jīng)成為筆記本標(biāo)準(zhǔn)化的散熱技術(shù)。 熱管的工作原理其實很簡單:在真空狀態(tài)下水的沸點很低,當(dāng)熱管一端受熱時(蒸發(fā)端),管內(nèi)的液體蒸發(fā)汽化,蒸汽在微小的壓差下會流向另一端放出熱量凝結(jié)成液體(冷凝端)。液體再沿著由毛細(xì)多孔材料構(gòu)成的熱管內(nèi)壁,靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)端(圖1),如此循環(huán)不熄。 擴展閱讀:熱管結(jié)構(gòu)分類 目前熱管內(nèi)部基本可以分為熱熔渣結(jié)構(gòu)(圖2)、溝槽結(jié)構(gòu)(圖3)、多重金屬網(wǎng)孔(圖4)和纖維結(jié)構(gòu)(又稱絲束+彈簧)四種,其中熱熔渣結(jié)構(gòu)的效果最好,而筆記本內(nèi)部的熱管也多以該結(jié)構(gòu)為主,所以大家只需簡單了解即可,如果有需要自行加裝額外熱管的,則一定要選擇該結(jié)構(gòu)的型號。 02 03 04
雖然現(xiàn)在的筆記本都已用上了熱管,但不同產(chǎn)品間的散熱效果差異可能卻非??鋸垺_@中間影響因素很多,比如熱管的材質(zhì)是紫銅還是黃銅?有多寬?有幾根熱管?芯片距離散熱鰭片有多遠(yuǎn)?熱管彎曲了多少等等,不同的搭配組合自然會帶來不一樣的散熱效率。 05 比如聯(lián)想Y580是公認(rèn)散熱效果比較好的游戲筆記本,采用了分離式雙熱管單風(fēng)扇的散熱模塊(圖5)。有些高端游戲本甚至?xí)x擇分離式五熱管單風(fēng)扇的散熱模塊,效果更是牛到極致。但有些產(chǎn)品,比如神舟K580S(還有聯(lián)想Y460)就選擇了比較“腦殘”的并聯(lián)式雙熱管單風(fēng)扇的散熱模塊(圖6),類似結(jié)構(gòu)的散熱效果就會大打折扣。 06 問題來了,既然熱管那么重要,那我多貼幾根散熱不就好了嗎(圖7)?如果你也這樣想可就大錯特錯了。 07 被忽略的熱管表面溫度 筆記本原廠設(shè)計的熱管的確是越多越好,但是我們在自己DIY改造的時候,往往會將新買的熱管搭在(焊接)原熱管上,而原廠的熱管卻是直接貼在CPU和GPU芯片上的,奧秘就出現(xiàn)在這里。下面筆者會對神舟K580S-i7原廠熱管表面進行測溫,來看看單純的在熱管上加熱管是否合理。 首先用專業(yè)的軟件AIDA64+FURMARK進行CPU+GPU滿載烤機,此時CPU溫度瞬時上升到了85度。接下來我會用紅外線測溫儀對筆記本熱管的不同位置進行定點測溫。有趣的現(xiàn)象出現(xiàn)了,剛開始拷機時,CPU附近的熱管溫度只有29度(圖8),而散熱鰭片處的熱管卻達(dá)到了55度(圖9)。3分鐘之后,CPU附近熱管溫度穩(wěn)定在了48度左右(圖10),離CPU自身的85度依舊遙遠(yuǎn),而且仍比散熱片附近熱管溫度低。 08 09 10
乍一看這個怎么好像違反了物理原理了呢?為什么離發(fā)熱源最近的熱管溫度始終不是最高的?其實熱管的工作原理類似于空調(diào)制冷。當(dāng)我們屋子(CPU/GPU)很熱的時候,空調(diào)壓縮機啟動,氟利昂被壓縮成液體后的熱量會被室外機(散熱片)吹走。稍后氟利昂流入室內(nèi)機(熱管CPU端)蒸發(fā)吸熱,然后迅速的流入室外機(熱管散熱鰭片端),再次被壓縮放熱。 與空調(diào)相比,熱管只是少了一個壓縮氣體的過程。熱管內(nèi)的液體受CPU的高熱(超過60度)而蒸發(fā),然后在散熱片端冷凝,而冷凝液又靠著毛細(xì)組織流回CPU。在這過程中冷凝液的熱量會被熱管外壁緩慢地吸收,所以開始時CPU附近的熱管才會出現(xiàn)29度的低溫。隨著時間的推移,熱管外壁慢慢升溫,CPU端熱管的溫度才會提升,但始終不會高于散熱片端熱管的溫度,也就是說它的溫度不會超過60度即冷凝液的沸點。 熱管是不能瞎貼的 回到前面的話題,既然熱管表面的最高溫度不會超過60度,這意味著它不可能讓貼在上面熱管內(nèi)部的液體產(chǎn)生蒸汽的,我們自己DIY上去的熱管也只能當(dāng)成普通的實心銅管進行儲熱和散熱!這種改造的方式在長時間玩游戲或者烤機時,往往會導(dǎo)致過多熱管所聚集的熱量已經(jīng)超過了散熱鰭片和散熱風(fēng)扇所能快速排出的極限值,讓原本能從自帶散熱器送出去的熱量堆積在里面,最終會起到散熱效率下降的反作用! 11 當(dāng)然,如果你真的執(zhí)意要增加熱管,可以參考如圖11的改造思路,不要把熱管直接覆蓋在其它的熱管上,而是利用新熱管把溫度引導(dǎo)到筆記本內(nèi)部的其他位置上(也就是采用分離式的多熱管組合形式),而且千萬不要將兩根熱管連起來!此外,在我們按照上面的思路加裝熱管后,最好可以拆開筆記本底部的擋板將熱管“裸露”出來,然后再使用帶風(fēng)扇的散熱底座,輔助新添加的熱管散熱。 筆者有話說 通過前面的分析,相信大家已經(jīng)了解了熱管的工作原理,以及盲目加裝額外熱管的缺陷。無論如何,對普通的筆記本用戶而言,筆者都不建議自己改造筆記本的散熱結(jié)構(gòu),除了會影響質(zhì)保外,焊接和改造的過程中很可能導(dǎo)致硬件受損。那對菜鳥用戶來說,如果本本的發(fā)熱太高,又該如何緩解呢? 從熱管的工作原理可以看出,其散熱效率取決于兩端的溫差,CPU與散熱鰭片的溫差越大,熱管內(nèi)部液體蒸發(fā)冷凝的效率就越高。既然CPU一端溫度是恒定不變的,我們應(yīng)該將提高熱管效率的目光投向散熱孔的部分,此時最理想的解決方案就是利用抽風(fēng)式的外置散熱器降低散熱鰭片的溫度,通??梢云鸬搅⒏鸵娪暗纳嵝ЧS嘘P(guān)抽風(fēng)式散熱器的選購思路,請留意《電腦愛好者》近期的后續(xù)報道。 |
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