前言:
夏天到了,又是電腦難熬的季節,電腦的散熱是個大家關心的問題。電腦散熱不好,容易造成電腦性能下降、甚至死機的現象發生,所以是要重視的。而電腦散熱,包括各個方面,其中CPU的散熱,則是重中之重,畢竟這個是電腦的大腦,也是發熱的重要來源,所以CPU的散熱需要重視。
電腦CPU出售的時候,有的不帶散熱器,有的帶散熱器,一般盒裝的有的會帶散熱器,而散裝的則一般沒有。即使是盒裝的帶的散熱器,一般性能都會較弱,通常會被棄之不用,另外購置。
購買散熱器,那麼一個問題就出來,那麼選購CPU散熱器的時候,通常就面臨選擇,是選擇風冷散熱器,還是水冷散熱器呢?
有的人說要水冷,說風冷沒有水冷強;有的說多熱管的風冷已經足夠了,沒必要用水冷,而且有漏水的風險。
衆說紛纭,那麼究竟是用風冷還是水冷呢?水冷真的比風冷強?還是說風冷其實也挺厲害的,不亞于水冷?我們還是來看看,究竟風冷和水冷是怎麼回事吧,然後再讓他們PK一下,看看究竟鹿死誰手。
1 風冷散熱器是什麼,風冷相關基礎知識
其實風冷這個詞是個通俗的說法,并不是十分嚴格,含義也比較廣泛。
很久以前,那麼在家用電腦剛開始普及的時候,那個時候的CPU,例如著名的8086,性能不強,發熱量也不大,也不需要散熱裝置。
到後來随着性能的增強,發熱量的增大,開始添加散熱片了,而散熱片開始通常鋁制的,通過金屬的傳導,增大金屬接觸空氣的面積散熱。
而後,發熱量的增大,則開始加上了散熱風扇,通過風來加速金屬散熱片的散熱作用。
在散熱的金屬選擇上,通常會選擇銅和鋁,因為這個2個價格相對較低,銅的傳導快,但價格貴些,而鋁的差一些,但價格便宜。
這種散熱方式用了很久,直到現在,你看見一些原裝的CPU散熱器還是這個樣子的。
很扁,很小,上面一個風扇,下面則是鍍鎳鋁質散熱鳍片。
反轉過來,可看到一個小小的銅底座。那麼,這個的熱傳導就是通過銅底座傳導,傳導到鋁片,然後再靠風扇散熱。
不過這種傳導的方式,随着CPU發熱量的增大,還是不能滿足要求,這個時候,出現了熱管式的散熱器,那麼現在我們所俗稱的風冷,通常指就是這種熱管式散熱器。
什麼是熱管呢?熱管技術是1963年美國 的G.M.Grover發明的一種稱為“熱管”的傳熱元件,它利用了熱傳導原理與制冷介質的快速熱傳遞性質,它的導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。
熱管的原理其實不是很複雜,我們小時候都學過,就是在青藏高原上,燒水不到100就會燒開了,這是因為高原空氣氣壓低,那麼水的蒸發溫度就低,熱管的基本原理一部分就是這個。我們看下CPU熱管式散熱器的原理。
首先呢,這個是密閉的金屬管,裡面抽真空的,有液體,在CPU散熱器這裡就是水冷液了。那麼當一端受熱後,就是CPU散熱傳導過來的熱量,液體就會蒸發汽化(真空啊,所以溫度不到100度就會汽化)。汽化後的蒸汽靠着微小壓差的推動流向了另外一端。在另外一端,放出熱量,然後蒸汽就凝結為水了,而水,依靠毛細管的原理,再次流回到受熱端。如此循環往複,那麼熱量就被帶走了。
我們看下散熱器的銅管剖面圖,是銅制的,外面光滑,但裡面是毛糙的,不是工藝差,就是為了液體依靠毛細管的原理來流動特意制作的。
熱管冷凝端的熱量揮發很重要,因為如果不能快速散熱出去,整個熱管的溫度提高,達不到散熱的效果,所以,通常會使用散熱鳍片,加大散熱面積,同時,使用風扇,加速散熱鳍片上的熱量散發。
所以現在普遍應用的熱管式散熱器,就是大家俗稱的風冷,其實還是要用到水的,隻是這個水冷液在熱管裡面,大家看不到。那麼基本的原理就是散熱器同熱管(通常是銅制)接觸,熱管的另外一端有大量的散熱鳍片(通常是鋁制),然後通過風扇,将傳遞過來的熱量散發掉。
那麼,熱管式散熱器的能力同幾個因素有關,一個是熱管的數量和直徑,數量越多,直徑越大,傳輸熱量的能力越強;其次是散熱鳍片的連接方式、面積、以及風扇的風速有關。顯而易見的是,風速越大,散熱能力越強。
市場上常見的熱管式散熱器的熱管數量有2/3/4/5/6不等,但是容易忽略的參數就是熱管的直徑,通常現在好的散熱器都是采用6mm的。
這是一個四熱管的熱管式散熱器。
這是一個五熱管的熱管式散熱器。
這是一個六熱管的散熱器
散熱器的風扇,有單風扇的。
也有雙風扇的。
熱管式散熱器的效果還是很不錯的,不過也有問題,就是随着CPU發熱量的增加,需要增加熱管,增大風扇,這樣的後果就是熱管式散熱器的體積變得很大,這樣對于機箱的厚度就有要求了。同時,由于機箱通常是立式的,熱管式散熱器在機箱呢其實是挂在主闆上的,讓人擔心長期使用,會有問題。還有就是風扇越大,轉速越高,那麼相應的噪音也很大。 此外,一些體積大的風冷散熱器,會遮擋住第一個内存條槽的空間。
2. 水冷是什麼?水冷式散熱器基礎知識
水冷式散熱器的出現要晚于風冷,有一體式水冷和分體式水冷,分體式水冷一般都是愛好者的菜,因為需要自己組裝,同時具有一定的漏液風險,所以,這裡我們僅僅讨論下商用的一體式水冷,就是大家可以在各個電商平台買到的一體式水冷。
一體式水冷從結構上很簡單,CPU的熱量通過水冷頭,通常是銅制的,傳遞到管道的水冷液中,水冷液在水泵的驅動下,順着管路流動到冷排,冷排布滿鳍片,散發熱量,通過風扇加速将熱量散發,從而将水冷液降溫,然後水冷液再通過管路回到水冷頭,循環往複。
水的熱容量大,有着很好的熱負載能力。水冷系統的效果,主要在水冷頭的設計,盡量增大接觸面積,增大導熱;水泵的能力,可以增大水流速度,增大熱負荷的傳送能力;而最大的因素,就是冷排的鳍片的面積大小和風量的大小,面積越大,散熱能力越大。風量越大,散熱效果越好。
上圖是120水冷
一體式水冷,在選擇時通常的規規格簡稱是120水冷、240水冷、360水冷,這裡通常指的是散熱風扇的大小,120水冷是一個120mmx120mm的散熱風扇,240水冷是2個120mmx120mm的風扇,360水冷則是三個。
上圖是240水冷
由于風扇是安裝在冷排上面的,所以通常就是240水冷要比120水冷多一倍的鳍片面積,同時風扇的風量也大一倍。360水冷也是同理。有些水冷使用140mmx140mm風扇的,所以會有280水冷和420水冷。
上圖是360水冷
不過即使是同樣風扇大小的水冷,冷排也未必一樣大小,會有一些小小的差别,也會影響水冷的效果。
通過前面的介紹,我們看到,風冷其實還是需要用到水的,在熱管内的冷液,通常就是水冷液。而水冷散熱器,也離不開風,冷排的散熱,還是需要通過風扇的排風,将熱量排出。
我們還是通過實例安裝,來了解下,熱管式散熱器和和一體式水冷的具體使用,首先是熱管式風冷散熱器。
3. 熱管風冷式散熱器安裝舉例
我們以酷冷至尊的MA610P(T610P)六熱管風冷散熱器為例來說明下熱管式風冷散熱器的安裝。這款散熱器屬于性能較強的一個。安裝過程大同小異。
把酷冷至尊暴雪T610P散熱器托在手裡的時候,你會真正感到它的巨大,以及沉甸甸的分量感。
T619P前後有2個風扇,都是MF 120R RGB 風扇,可以發出多種色彩光。雖然有2個風扇,根據前面的參數,噪音最大隻有31dB。
2個風扇是卡扣型的,卡在塔式散熱片上,所以不是随便一個風扇就可以替換掉的。這種方式,讓冷冰冰的散熱片大部分隐藏了起來,從而改變了外觀。同時可以看到,是采用了單塔結構。
從底部可以看出是六銅管,這裡的底部是磨平的,因為這裡就是要同CPU接觸。
黑色的扁平引線有3條,分别是2個風扇的電源線以及RGB彩燈控制線。現在流行RGB,想要找一個沒有RGB的都困難。
現在的大多數散熱器都是全平台的,可以支持Intel和AMD平台,但是建議購買前還是詢問客服,确保支持自己的平台。相應的配件和零件也會很多,一些友好的會在袋子上标明配件的類别和型号。
要做的第一件事情就是赤膊上陣,所以這2片風扇是要卸下來的。它的卡扣其實不是很緊,稍微用些力就可以了。卸下來的原因是因為要安裝支架。
我的平台是intel 1151,所以下面的安裝是這個平台的方法。AMD和其他平台的而按照說明書即可。
然後就是背闆了,這個背闆,現在都是通用的。就是Intel、AMD通吃的意思,但是朝向不同,要按照說明書,把螺絲穿過去,然後再用塑料扣鎖緊扣住。背闆上有卡槽,對應不同代平台的位置。然後,要把它扣在主闆的背面。
在主闆正面,将裡面有螺扣的柱子擰在背闆身處的螺絲上面,然後用配件裡的内六角工具擰緊。
上圖矽脂塗抹過多
注意這個時候要把CPU的矽脂塗上,圖中是個錯誤的例子,塗抹的太多了。矽脂的作用是填滿散熱器和CPU蓋子之間的縫隙,所以不需很多。薄薄就可以。有5點法、1點法、9點法、十字法等。
下面就是安裝散熱器了,安裝之前别忘記把熱管底部的保護塑料紙撕掉。聽說很多人會忘記撕,然後說散熱器不管用。很多很多的。
對準剛才擰上去的螺孔,然後将散熱器上的,一開始安裝好的螺絲擰下去固定即可。注意按照交叉的順序。這個說明書有準确标明。
最後就是把風扇扣上,然後接好線。
注意這裡就是由于散熱器過大,把第一個内存條擋住了,那麼對于要插滿4個内存槽的,或者隻有2個内存槽的,就會有點問題。
同時,這個時候再安裝CPU風扇線到主闆上變得有些困難了,因為散熱器龐大的身軀擠得滿滿的,手幾乎都夠不到接口。 所以遇到大型的散熱器,要先接線,再挂上風扇。
裝好之後的樣子,那麼RGB還是很好看的。
風冷散熱器的安裝,大同小異,但扣具是否涉及的合理,會影響整個安裝過程的時長。此外,熱管風冷式散熱器,散熱器的高度是要注意的,因為要看機箱能容納散熱器的高度,如果機箱可允許散熱器的高度小于你中意的散熱器的高度,那麼就是要或者換個散熱器,或者換個機箱了。
4 水冷散熱器的安裝
一體式水冷散熱器,它的安裝相對于熱管風冷式散熱器會如何呢?我們來看下,這裡選擇一個360水冷作為例子。
首先看看所有的部件和零配件,有一體化的水冷——冷頭和冷排是一體的,這也是一體式水冷的由來,三個RGB散熱風扇,一本說明書,1個控制盒,1個風扇和ARGB的轉接闆HUB,還有···配件包。
配件包裡有intel和AMD扣具,背闆,各種螺絲、螺母、彈簧等等零件,這一點同熱管風冷式散熱器類似的。
ZEROZONE BMR-36 360水冷是一體化水冷,可見有冷排、水冷頭、管道、導線等組成。360冷排,從上面螺絲孔可以看出是可以安裝3個120mm的風扇。引出2根線,分别是水泵供電和ARGB的線。
水冷頭,這個是散熱的關鍵部分, 因為水泵也在裡面,同時,現在通常頂面都會有RGB元素在裡面。
水冷頭底部是銅制的, 那麼有2根水管引出,就是一根是入水,一根是出水。這個接頭是可以旋轉的,方便調節位置。
如果說大型的熱管風冷式散熱器要考慮到機箱的厚度,就是允許散熱器的高度。那麼水冷則沒有這個問題,水冷的一體式水冷頭高度都不高。不過,如果是360水冷的話,則是要考慮到冷排的位置,是不是有足夠大的機箱,來安排360水冷,240和120的水冷則好些,通常都不會有問題。
此次示例用的是安钛克的P120機箱,這款機箱除了前面和左側面是全玻璃透視,視覺效果好外,支持2個360冷排位,也是一個重要的特點。那麼用戶可以根據自己的喜好來選擇不同的位置。至于冷排的位置是否對于散熱有影響,我有對比文章,可以關注查找。
安钛克P120機箱是現在流行的側拉門式的,直接拉門就可以打開玻璃側透門,内部一覽無遺。可以看出這款機箱的設計比較獨特。電源倉上置,通常的前面通風取消了,右側面則是有一個镂空栅欄用于通風用途。
這款機箱有2個360冷排位置,一個是前面右側位置,一個是底面。
同風冷式散熱器相比,同樣是要安裝好背闆。還是那句話,現在通常是全平台通用的了,但是還是要同客服咨詢下,确保無誤。
冷頭上同樣也要安裝扣具支架。
同熱管風冷式散熱器不同,這裡要考慮下冷排的位置,以及水冷頭的方向,畢竟中間的管子是有長度限制和方向的。
現将冷排豎向放置在側面的位置,而機箱底部則是放置了其他的3個風扇。那麼安裝的時候,要考慮好先固定冷排,還是先固定水冷頭,這個看個人習慣了,這也是安裝水冷比安裝風冷要多考慮的地方。個人覺得還是先固定冷排吧。
固定好冷排,就是安裝水冷頭,這個同安裝熱管風冷式一樣的,塗抹矽脂,然後注意把水冷頭上的塑料片拿下。
然後就是安裝水冷風扇了,使用配件裡的螺絲,将風扇固定好,然後接好線。
那麼這樣設計裝好的的效果如圖,右側是三個水冷風扇,往外排風。機箱底部是三個風扇,向機箱供風,同時機箱後部有一個風扇排風。
同熱管風冷式散熱器相比,水冷安裝要相對複雜一些,安裝的部件多一些,還要考慮冷排的位置。同時接線也比較多。不過,接好之後,在現在RGB的流行色下,還是比較漂亮的。
一體式水冷散熱器也有它的好處,就是高度較低,那麼一般機箱的對于散熱器高度的設計足夠用了。那麼同樣都用到風扇,水冷的風扇在冷排那邊,熱風直接排出機箱。而熱管風冷式的散熱器,吹出的熱風還在機箱内需要行走一段路程,提高了機箱内的溫度。而且無論是一個風扇還是2個風扇,都隻有一個後置風扇的出風口通道。
不過風冷和水冷究竟誰更好呢?經常有人看到說風冷的效果同水冷一樣,那麼我們就實際測試下,看看在同樣的配置,同一個機箱内,分别使用風冷和水冷的CPU降溫效果。
5 風冷水冷降溫效果對比
首先來看下這次對比的電腦的配置,CPU是英特爾的i5 9600KF,主闆是華碩ROG STRIX Z390-F GAMING,内存32GB,硬盤有光威的SATA SSD和阿斯加特的NVMe M.2 SSD,顯卡是RX470.
測試的機箱,則是安钛克的P120,風冷用的是酷冷的T610P,(MA610P),水冷用的是ZEROZONE 360水冷.
風冷時的風道如下圖,底部有3個風扇提供進風,機箱後部有一個風扇排風。風冷散熱器本身有2個風扇。同時,右側是通風口。那麼整體的風道是下部進風,從後部和側面出風。T610P是6熱管單塔雙風扇。
水冷風道如下圖,同樣是下部三個風扇提供進風,後部一個風扇出風。360冷排在側面,有3個風扇出風。風道同樣是下方進風,後部和側面出風。相對于風冷,風扇多一個。
對比2種散熱的效果,那麼,還是用軟件測試最為精準。這裡選擇的是OCCT , 這個軟件的特性是可以把負荷提到很高,從而更能考驗散熱系統的效果,比起常用的AIDA的穩定性測試,系統負荷還要大。
我們現在看看熱管式風冷散熱器的效果,那麼,在OCCT裡有不同的測試模式,首先看下在OCCT模式下的表現,這裡主要考驗CPU,所以啟動測試模式以後,看到CPU的占用率達到了100%。
那麼,這個時候,CPU的溫度在95-100度之間。我們看一下風扇的轉速,可以看到,風扇的轉速,除了GPU自己的風扇外,那麼都達到了近乎100%。
再來看看CPU的頻率,在4.3GHz,從圖形上,基本上沒有降頻。
我們再來看看,在同樣的測試裡,使用360水冷時的系統的散熱表現。
那麼使用360水冷時,我們看CPU溫度控制在50-60度之間,遠小于熱管式風冷的95度。我們再來看看散熱風扇的轉速。會發現風扇都沒有達到滿速,因為不需要。
再來看看CPU運行頻率,非常的平穩在4.3GHz,曲線平滑度要好于6熱管熱管式風冷散熱器。
通過測試對比,可以看到,360水冷的散熱能力的表現,可以說是碾壓了6熱管單塔雙風扇的風冷散熱器,差距明顯。
也許有人會說,這個對比欠缺點公平,起碼你的360水冷的風扇,就比人家多一個。好吧,那麼我們換個240水冷試一下。這裡用的是超頻3的淩鏡240水冷散熱器。
240水冷相對于360水冷,冷排的大小比起360來要少了三分之一。
前面我們說過,冷排也是決定散熱效果的一個因素,雖然同為一個尺寸,120/240/360,但冷排也會有些小的區别,例如這款淩鏡240,它的冷排就要稍微寬一些,那麼散熱面積比同樣的240冷排要大一點,這樣效果也會好一點。
超頻三淩鏡240水冷,它有一個特點比較有意思,就是它的這個水冷頭的表面LOGO,是可以換位置的,這樣無論水管朝向哪個方向,都可以調節過來。
其實它最方便的還是它的扣具的設計,在我用過的扣具中是比較合理的,安裝起來也是最容易的。
那麼整體安裝完的效果是六個風扇,同前面測試用的6熱管單塔雙風扇的風扇總數量是一緻的。同樣是機箱後部一個風扇排風,底部3個風扇進風。區别就是240是2個風扇側面排熱,而風冷是2個風扇往後部排熱。
點亮後的運行效果,現在的水冷,要找個沒有RGB色彩效果的,還幾乎真的沒有了。
我們還是起來看下散熱效果吧,同樣的還是運行OCCT,在OCCT測試模式下,那麼啟動測試後,我們看到CPU溫度在80度左右。這個溫度比起360水冷要高,但比起前面6熱管單塔雙風扇的熱管式風冷散熱器的95度-100度,還是要低了15-20度左右。
看一下風扇的轉速,接近滿速了。
來看一下CPU的頻率,穩定在4.3GHz,非常的平穩。
再來換一個模式,在CPU和GPU都全部開啟到100%的功耗最大的Power模式,測試結果,也呈現了同樣的對比結果。6熱管單塔雙風扇風冷式散熱器,在power模式下,溫度達到100度,然後發生了CPU降頻的現象。CPU降頻到3.9GHz,以降低功耗和降低溫度。
而360水冷,則在同樣的模式下,溫度隻是略微上升一點,依舊在60度附近。
而CPU的頻率,則依舊在4.3GHz下非常的穩定。
而240水冷,則是在Power模式下,溫度提高幾度,在85度左右。
而那麼長時間的工作後,CPU的頻率也沒有降頻,基本平穩,還在4.3GHz。
通過上面的測試可以看到,即使是240水冷,也要遠強于6熱管風冷散熱器的效果。就是個體之間有所差距,那麼總體來說,效果之間的區别還是明顯的。那麼這個6熱管風冷散熱器的效果,也就是大概同120水冷相當吧。
也許大家會說,那還有雙塔散熱器呢?雙塔的效果的确要比單塔好些,但是體積更大了,會更加擠占内存槽,而散熱風道并沒有特别的改善。
可以說,從散熱效果來說,一體式水冷明顯要比熱管風冷式散熱器要強,從安裝難度來說,一體式水冷同熱管風冷式基本相當,略微難一點,畢竟要安裝冷頭和冷排以及風扇,而風冷隻需安裝一個部件。不過大塊頭的風冷也會有些難度。
水冷的效果好,還有一個優勢就是噪音低。首先水泵的噪音就很低的。其次,由于散熱能力強,那麼冷排的風扇經常會工作在低轉速,那麼就會比較安靜。
水冷的效果好,那麼令人擔心的就是漏液問題,畢竟現在一體式水冷基本上用的還都是水冷液,一旦發生漏液,會對主闆和主闆上的器件,例如CPU,甚至顯卡有可能造成損害。所以在選用的時候,要注意廠商的售後服務。有的廠商具有漏液損害包賠的服務,那麼就會減少消費者的擔心,但是也要詢問仔細,了解詳細的步驟和條件,以免出現意外時發生不愉快和糾紛。
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