数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

2022-06-26 15:52:10 5点赞 25收藏 8评论

本来这是之前讲的散热和减少噪音的文章里面说过的,不过还是有小呆也半夜不睡瞎BB,其实也是蛮喜欢这种小可爱不断的BBBB的,恰好能做文章素材,省得每天来选题了。

原文在路由器的CPU上放了一片散热材料:

数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

本身也没把自己当作一个带货的UP主,为什么呢?总觉得那种带货UP主满嘴彩虹屁不体面,所以在发的各种文章的时候如无必要尽量也不会告诉大家iN所用的东西到底是什么,也就是尽量的避免品牌的露出。

所以就有这样的回复了:

数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

其实所谓的基础常识或者初中物理知识大部分都没有什么真正的实际意义,并不能说你知道了所谓的初中物理就能应付一切问题,要不然从牛顿时代往后物理学也就不需要什么发展了。当然了对于一切都是“理想化条件的”码农来说则可能是不可思议的事情,毕竟新生代农民工只需要学会如何从github上搬运代码,或者会在stackoverflow求大神们回答技术问题就可以完美的蒙骗上层领导和客户了,其他更深层次的东西是以偷窃和乞讨为生的人很难体会到的。

说回散热。

要说别的东西吧,iN可能还只是知道。但散热这玩意,在做第一份工作和第三份工作的时候都或多或少的会和散热系统打交道。第一份工作刚毕业,被师傅分到了维护散热管道的小组,每天就是记录数据,来分析散热管道的热效率。管道内流的是钾钠合金。如果有在天津的又知道钾钠合金的,估计也能猜到iN当时在什么单位。

第三份工作是因为有热管理经验,就进入了设计电路组,来帮助设计某些电路板的散热系统。

所以现在提到数码产品的散热问题,觉得还是能说说的。

首先要说的就是,目前很多人都在考虑如何解决电脑台式机CPU和显卡GPU的散热问题。但是依旧是对普通玩家来说一句——现在所有的数码产品产品在散热问题是都已经做得相当好了,在正常使用范畴内考虑散热本身就是一个伪命题。

在数码产品的设计中正规厂商都会参考集成电路的TDP(Thermal Design Power,热设计功率)制定一套比较合理的散热方案。如果不制定相对合理的散热方案,这个产品就很难通过相关的标准化测试,例如我们的国家标准对厂商生产的电脑台式机有标准叫做 GB/T 9813.1,其中就已经规定了台式机电脑产品所需要经过高温和低温使用环境测试。你在合法渠道购买到的任何台式机都需要符合《计算机通用规范》第一部分“台式微型计算机”的要求,理论上是不满足散热要求的计算机根本无法上市。

但问题是目前很多人都是购买计算机配件自己DIY一台电脑来用。这就导致了虽然所有的配件都通过了各种规范,但是组合到一起就未必能通过《计算机通用规范》。只不过组装计算机是一个人的行为,你做的不规范也没有监管部门来约束你。

于是就有各种充满奇思妙想的个人组装的电脑以及对应的组件了,散热器其实更多的是在贩卖忧虑。并不是电脑中那么重要的组成部分。

换句话说,其实真的顶着TDP来用电脑,一般人恐怕是掏不起电费的。

数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

iN自己的台式机,配备2400W的电源,开机在Bios阶段,耗电量就已经达到了180多瓦,日常耗电量是900多瓦。

数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

全功率运行的时候可以达到1800多瓦的耗电量,也就是1小时大约两度电。这个数据在之前也都做过测试,但即便如此也没有搞什么水冷,也仅仅是使用设备标配的散热器和散热膏。唯一不同的是机箱是垂直风道的设计,本身就是一个烟囱,电子器件所产生的废热会毫不停留地直接排到机箱外面。

2400W的机器尚且若如此,那些800瓦电源的机器发愁散热问题本身就有点搞笑了。

不过,这些只是背景信息,咱们现在说散热的干货。

第一,在正常使用中大多数普通配套的散热器就可以满足散热要求。并不存在散热器不好等等导致的散热问题。但是你要注意灰尘的问题,例如这样的:

数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

这不是散热器不行,而是你家太脏了。你身上掉下来渣、末、毛,还有你家衣服上、床单上、窗帘上落下来的各种纤维都会阻塞散热器的鳍片导致空气流通不畅。这时候你换再好的散热器也救不了你的设备,不如切实地改善一下自己的家庭卫生。

第二、水冷真的有效吗?在长时间工作下,水冷并不会比传统的风冷有更大的优势。只不过每天用几个小时的时间,很难让水冷设备中的水真正达到热饱和。水还没有热饱和其实你就已经关机睡觉去了。在长时间的开机使用状态下,水冷并不具备绝对的优势。否则,各大数据中心早就都替换为水冷的解决方案了,数据中心的服务器可是7X24小时开机的。不过水冷有一个偷换概念的优势。

数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

就是具备更大面积的散热器(冷排)它可以把CPU或显卡产生的热量导入到冷排上用更多的风散进行散热。其实到这一步你会发现,最终还是风冷。如果要把这么大的散热片和这么多的风扇直接放在CPU上,其实效果要比水冷来的好得多。只不过主板上没有办法安排这些额外的散热设备罢了。

第三,得说下导热膏什么的了。这个东西学名叫做“热界面材料(TIM)”。用途就是将一个组件上的热量传递到另外一个组件上。例如在CPU顶盖上涂导热膏然后再压上CPU的散热风扇。导热膏就起到了TIM的作用。所谓的热界面材料现在有很多种,例如 导热膏、导热垫、液体金属、相变材料等等。

选择TIM要看重几个特性:填充率、导热率、流动性、稳定性。

目前市场上可以买到的大部分TIM基本上稳定性都不错,几乎都可以做到几年不会变化;流动性则各自不同,有的材料根本没有流动性可言,有的材料流动性又过强,这就得考虑你在选用这些材料的时候你的界面方向了。不是常有用液金散热的时候由于CPU的散热面垂直于地面加之散热器没有拧紧导致液金流出来烧毁计算机的事情出现吗。

然后就是导热率的问题了,也是前面的小呆也在不停地找存在感的事情。只要比空气导热系数高的材料放就比不放好。通常硅脂导热率是2.7左右,这个导热率就完全够了。

最后是填充率的问题这才是最重要的问题:

我们不可能有完全平整无缝隙的接触,所以TIM最重要一个特性就是填充率,能不能填满你的CPU和散热器之间的缝隙才是重中之重。

比较容易取得的材料中,银是导热率最高的金属。导热系数达到了420,理论上你在CPU顶盖和散热器之间垫银片或者做一个纯银的散热器都能取得最好的散热效果。只不过银的硬度太高,无法填充散热器和CPU之间的细小缝隙,所以从微观上看银和CPU与散热器之间的两个接触面都被导热系数为1的空气占据了。这就没有散热效率了。

当然了,除了银之外,iN也比较推崇用铟金属片直接做TIM,这可以说是目前大家能找到的最好的固态TIM了。

数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

这东西价格极其便宜,而且有一个其他很多金属不具备的特性——软。软到把散热器稍微紧固一点铟金属片就可以完全填充散热器和CPU之间的缝隙。这东西导热系数是80,和最高性能的液态金属相当。而且不具有流动性,相当的安全。

至于流动性最好的液态金属,这其实是镓的合金。

数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

也就是在手上能化掉的那种金属。只不过这个东西一直不被我推荐作为热界面材料。原因也很简单,你的散热器如果是铝合金的,在安装的时候不小心磕碰破坏掉了散热器表面的氧化层,液金中的镓会渗透到铝合金内部形成新的合金。这时候你的散热器会一掰就碎。

当然了还有那种无良厂商并不用镓,而是用汞。散热器如果有破损,就会长白毛了。

数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

最后说下iN自己用的这片TIM吧,本来是定的铟片,但是厂家现在发不过来货物。又发现家里还有点相变片,就直接用的相变片。

这个相变片是霍尼韦尔的7950,导热率是8.5,热阻0.04°Ccm²/w,相信不会出现什么负优化的问题。

第五点,也很重要,就是你的空气流动性,之前写过一篇文章,笑称得拿诺贝尔奖。就是在弱电箱中加了一根烟囱。

数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

也就是弱电箱右上角的那根红色线管。里面就跑了六根光纤,填充率很低。于是热空气就由烟囱效应被抽取出去了。

昨天天津这边的气温也达到了41度,看一下弱电箱的温度变化:

数码产品的散热你做对了吗?远不是一点硅脂、液金那么简单

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要知道这种几乎填满的小弱电箱内设备的温度是很难控制的,至于24小时视图上节奏感极强的温度起伏其实是房间内的空调系统把温度限定在25-27度之间自动工作的结果。

电脑系统不仅仅机箱是一个封闭的空间,摆放的位置也有可能被有意或无意的封闭起来。这时候散热也就成了空谈了。

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8评论

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  • 8楼
    09-26 13:19
    1

    老哥,请教一下,铟片厚度用多少的比较合适

    来自 江苏 举报 (0) (0) @TA 回复
    2

    最多0.5 太厚没必要

    来自 天津 举报 (0) (0) @TA 回复

    大佬,笔记本的散热改造中,CPU和散热模组的间隙买0.5mm的铟金属片可以吗?

    来自 江苏 举报 (0) (0) @TA 回复
  • 7楼
    08-22 01:14
    1

    老哥,请教一下,铟片厚度用多少的比较合适

    来自 江苏 举报 (0) (0) @TA 回复
    2

    最多0.5 太厚没必要

    来自 天津 举报 (0) (0) @TA 回复

    卧槽,我买了 0.1 的,是不是得叠两三层才能确保完全填充的🤦

  • 6楼
    1

    老哥,请教一下,铟片厚度用多少的比较合适

    来自 江苏 举报 (0) (0) @TA 回复

    最多0.5 太厚没必要

  • 5楼
    08-21 11:16

    老哥,请教一下,铟片厚度用多少的比较合适

  • 4楼
    07-01 12:05

    天津天河?

  • 板凳
    06-27 00:32
    1

    这就属于典型的:“我反驳不了你,我就质疑你反驳我的资格。”诡辩论中的一种。

    弄一堆无从考证的从业履历,然后不回答被质疑的点:

    一, 12V+0.6A风扇,完全可以被12V+0.6A以内代替。这么基础的常识都不明白吗?还怎么去搞电路相关设计?

    二, 说到散热问题:散热片导热系数永远是最好的,硅脂、导热片只是用作填充肉眼不可见的缝隙,以代替导热系数极差的空气。

    知道了目的,自然就能明白:硅脂可以涂的很薄,所以综合性能永远要比导热片好太多。
    那为什么还会出现导热片?一些芯片散热扣具做不紧,这时候导热片自有其优势。
    话又说回来了,厂家原本配的硅脂,又有螺丝孔,这就适合硅脂,厂家原本也是这么做的。你换个导热片上去厚度增加了,这可不就是负优化么。不要以为对比一下导热系数就以为二者差不多了。

    不具备专业知识,建议不要冒充专业人士。不要以为逛购物网站的人都是技术小白,你就可以随便卖弄了,事实上各行各业的人才都有,只不过人家不会在一个购物平台卖弄罢了,太掉价。

    2

    还是好好赚钱 好好工作吧 祝早日实现购物自由

    [狂汗] [狂汗] 好家伙。是爱上你了?。。。。。。 [冻住]

  • 椅子
    1

    这就属于典型的:“我反驳不了你,我就质疑你反驳我的资格。”诡辩论中的一种。

    弄一堆无从考证的从业履历,然后不回答被质疑的点:

    一, 12V+0.6A风扇,完全可以被12V+0.6A以内代替。这么基础的常识都不明白吗?还怎么去搞电路相关设计?

    二, 说到散热问题:散热片导热系数永远是最好的,硅脂、导热片只是用作填充肉眼不可见的缝隙,以代替导热系数极差的空气。

    知道了目的,自然就能明白:硅脂可以涂的很薄,所以综合性能永远要比导热片好太多。
    那为什么还会出现导热片?一些芯片散热扣具做不紧,这时候导热片自有其优势。
    话又说回来了,厂家原本配的硅脂,又有螺丝孔,这就适合硅脂,厂家原本也是这么做的。你换个导热片上去厚度增加了,这可不就是负优化么。不要以为对比一下导热系数就以为二者差不多了。

    不具备专业知识,建议不要冒充专业人士。不要以为逛购物网站的人都是技术小白,你就可以随便卖弄了,事实上各行各业的人才都有,只不过人家不会在一个购物平台卖弄罢了,太掉价。

    还是好好赚钱 好好工作吧 祝早日实现购物自由

  • 沙发
    06-26 17:31

    这就属于典型的:“我反驳不了你,我就质疑你反驳我的资格。”诡辩论中的一种。

    弄一堆无从考证的从业履历,然后不回答被质疑的点:

    一, 12V+0.6A风扇,完全可以被12V+0.6A以内代替。这么基础的常识都不明白吗?还怎么去搞电路相关设计?

    二, 说到散热问题:散热片导热系数永远是最好的,硅脂、导热片只是用作填充肉眼不可见的缝隙,以代替导热系数极差的空气。

    知道了目的,自然就能明白:硅脂可以涂的很薄,所以综合性能永远要比导热片好太多。
    那为什么还会出现导热片?一些芯片散热扣具做不紧,这时候导热片自有其优势。
    话又说回来了,厂家原本配的硅脂,又有螺丝孔,这就适合硅脂,厂家原本也是这么做的。你换个导热片上去厚度增加了,这可不就是负优化么。不要以为对比一下导热系数就以为二者差不多了。

    不具备专业知识,建议不要冒充专业人士。不要以为逛购物网站的人都是技术小白,你就可以随便卖弄了,事实上各行各业的人才都有,只不过人家不会在一个购物平台卖弄罢了,太掉价。

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