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[科普中国]-电脑硬件冷却

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电脑硬件冷却就是需要电脑冷却来消除计算机组件产生的废热,以使组件保持在允许的工作温度范围内。

简介电脑硬件冷却是指散发由电脑元件产生的废热,保证元件工作在适宜温度下工作的过程。各种冷却手段用来保证处理器性能以及降低散热风扇的噪音。

类似于中央处理器,北桥和显卡这样的大功率元件产生的大量热量不仅会造成性能降低,还有可能损坏自身元件。部分元件过热会导致元件停止工作,从而引发系统出现异常甚至崩溃死机。

很多计算机在温度达到危险级别时会强制关机,也有一些在BIOS设置中让用户指定一个危险温度,达到这个温度BIOS会报警,用户可以忽略警报或者关机。但是,错误的设置危险温度有可能导致系统不稳定或者损坏硬件。1

需要散热的原因在电脑运作期间,各硬件产生大量热能,当中主要来自集成电路,例如:中央处理器、芯片组、图形卡和硬盘等。为使它们在安全操作温度中运作,必须为它们散热。当中可使用原装或额外加装的散热器以达到维持安全温度。散热主要靠使用吸热器增加散热面,一般会再加上风扇籍以加速气流,吸入冷空气并排出热气。节流计算机零件为了减少发热。 电脑硬件过热会减低最长寿命并造成当机,甚至系统崩溃等问题。1

阻止损坏某些CPU和GPU内部有热传感器,当温度过高,他们会自动关闭以保护内部元件。但是,这种手段面对频繁的高温仍然无法阻止对集成电路的损坏。 另外,部分元件会在空闲时降低工作频率,以此来降低发热量和功率。

此外,有些主板厂商为避免因过度使用或频率超过限定值会有当机或死机不等的状况来保护主板以及其他重要零件。2

风冷风扇是风冷最常见的工具。计算机的风扇可能附着在机箱上,也可能附着在CPU、GPU、芯片组、硬盘或者PCI卡上。常见的风扇直径有40、60、80、92、120和140毫米等。最近也出现了达到200甚至240毫米的大风扇。2

在桌面电脑上一般桌面电脑会使用多个风扇来进行散热。市面上几乎所有的消费级电源在电源箱里面都有一个风扇。很多制造商建议从机箱后面抽入冷空气,让热空气从顶部散发。2

水冷式电脑水冷系统,是电脑常用的液体冷却系统。是指以高比热系数的液体(如:水)作媒介,以协助带走内部零件的热量。

优点是循环冷却作用下温度波动小,被冷却零件控温效果明显,长时间使用稳定可靠;使用直流(无刷)电泵时振动小,噪音低;整体装配后外观华丽,静电吸附小。

缺点是水冷散热器所需的加工工艺较高,且装配后成品体积较大,占用了一定的空间;因为系统结构繁复,且对配件品质有一定的要求,因而维保费用高;配装工艺较高,要求操作人员有一定的专业知识;组成配件较多,成本较高;安装不当会令冷却液流出,造成主板短路。2

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学