趙洪宇
摘要:隨著科技的進(jìn)步電腦的體積也越來越小,芯片技術(shù)性能的提升,電子元件工作頻率及功耗也隨之上升,這樣就造成了在筆記電腦中空間的局限性和原件的耗電量產(chǎn)生大量的熱不能即使的散發(fā)出去,這就造成了筆記本電腦局部溫度過高。傳統(tǒng)的風(fēng)冷技術(shù)已經(jīng)很難滿足現(xiàn)在人們的需求,需要新的散熱理念來解決問題。目前在筆記本硬件中因?yàn)闇囟冗^高而發(fā)生故障的占到了百分之80。本文分析筆記本電腦過熱的原因,針對(duì)散熱問題提示解決對(duì)策。
關(guān)鍵詞:筆記本;散熱
長時(shí)間以來,電腦散熱問題就是電腦發(fā)展過程中的頭號(hào)障礙,散熱問題關(guān)系到計(jì)算機(jī)的工作穩(wěn)定性和硬件使用壽命。隨著電子技術(shù)的更新?lián)Q代,CPU的一代代更新,CPU工作頻率越來越高,發(fā)熱量也隨之提高。筆記本電腦散熱問題也變得越來越突出,甚至成為了筆記本電腦發(fā)展的重要制約因素。
一、 熱量來自哪里
筆記本中筆記本內(nèi)部硬件中最大的發(fā)熱源就屬于CPU處理器、男北橋芯片、內(nèi)存以及顯卡。其中CPU為主要發(fā)熱源,CPU工作速度越快,功耗越大,產(chǎn)生的熱量就越多。其次就是顯卡隨著3D技術(shù)應(yīng)用到游戲中,顯卡也成為了一大發(fā)熱源。內(nèi)存設(shè)備,南北橋都會(huì)有一定的熱量產(chǎn)生。
二、 當(dāng)前主流散熱
熱傳遞有三種方式:傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。熱從物體溫度較高的部分沿著物體傳到溫度較低的部分,叫做傳導(dǎo)。靠液體或氣體的流動(dòng)來傳熱的方式叫做對(duì)流。熱由物體沿直線向外射出,叫做輻射。
1.風(fēng)扇散熱。風(fēng)扇散熱是最早應(yīng)用于筆記本散熱中的散熱系統(tǒng),風(fēng)扇散熱原理是利用風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)制造高低氣壓來完成空氣對(duì)流從而起到加速散熱的作用,通過智能芯片可以根據(jù)溫度改變而改變轉(zhuǎn)速,現(xiàn)在筆記工藝已經(jīng)把以前的垂直CPU改為了平行CPU這樣能夠更好的節(jié)省筆記本空間。但是現(xiàn)在風(fēng)扇散熱已經(jīng)很難滿足人們的需求了
2.導(dǎo)熱金屬。應(yīng)用一些高傳導(dǎo)熱量的金屬,放置在CPU等位置增加散熱面積,在筆記本中多處位置添加金屬板,CPU正反位置一般都會(huì)有一張金屬板,鍵盤也采用金屬板制成起到協(xié)同散熱的作用。筆記本電腦機(jī)身有的也采用金屬材料,在一定程度上也會(huì)起到協(xié)同散熱的作用。
3.散熱管。散熱管技術(shù)是由IBM提出,其工作原理,是先把管內(nèi)抽成低氣壓,在其中添加工作物質(zhì),通過溫度改變導(dǎo)致工作物質(zhì)汽化液化對(duì)流循環(huán),來達(dá)到散熱的目的,熱管因?yàn)椴牧虾凸ぷ魑镔|(zhì)的不同分為很多種,最常用的就是銅—水熱管,這種熱管兼顧了導(dǎo)熱性的同時(shí),還控制了成本。
4.智能溫控系統(tǒng)。溫控系統(tǒng),也是當(dāng)前必不可少的散熱方式,當(dāng)筆記本CPU溫度升高到一定溫度時(shí),風(fēng)扇加大輸出功率提高轉(zhuǎn)速帶走更多的熱量保護(hù)計(jì)算機(jī),當(dāng)CPU溫度降低到一定溫度時(shí),風(fēng)扇減少輸出功率降低轉(zhuǎn)速,從而省電,當(dāng)溫度在降低到一定溫度時(shí),風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng),利用本身金屬散熱,這樣不僅能夠幫助筆記本散熱還能起到保護(hù)CPU的作用,延長硬件使用壽命,提高筆記本工作的穩(wěn)定性,更加省電延遲待機(jī)時(shí)間。
5.intel技術(shù)。Intel技術(shù)可以讓計(jì)數(shù)機(jī)有兩種工作模式,可以在兩種模式之間來回切換,即高性能狀態(tài)有外接電源,省電模式無外接電源,該系統(tǒng)主要是由電源識(shí)別系統(tǒng)和自動(dòng)電壓調(diào)整系統(tǒng)來構(gòu)成,高性能模式就是CPU功率全開起到最大的運(yùn)行效果,省電模式即是讓CPU功率降低百分之40左右,但是最大性能還能維持在百分之80左右。
三、從發(fā)熱原本身入手
在筆記本電腦中使用先進(jìn)的專們應(yīng)用于筆記本的CPU,由于筆記本電腦對(duì)功耗以及散熱的特殊要求,筆記本電腦專用CPU的工藝要比臺(tái)式CPU更復(fù)雜、技術(shù)含量更高。筆記本電腦區(qū)別臺(tái)式機(jī)電腦的一個(gè)重要特點(diǎn)就是體積小,需要電池供電。而這就必須要求CPU的功耗低,因?yàn)橹挥泄牡?,電池供電時(shí)間才能長。目前市場中臺(tái)式CPU的功率是19~29瓦,而筆記本電腦CPU的功率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于臺(tái)式機(jī)的。功耗大,自然產(chǎn)生的熱量就多,而臺(tái)式機(jī)CPU的極限工作溫度卻低于筆記本專用CPU。因此,在筆記本電腦內(nèi)部狹小的空間內(nèi),即使散熱做得再好,一旦使用了臺(tái)式CPU,也無法良好的進(jìn)行散熱,當(dāng)內(nèi)部溫度達(dá)到一定高度時(shí),筆記本電腦就很可能出現(xiàn)多種故障,比如:死機(jī)。因此一定要使用筆記本專門的處理器。也期待CPU能夠有一個(gè)質(zhì)的飛躍,能夠做到體積、功耗、發(fā)熱更小的目標(biāo)。
四、 新型散熱技術(shù)—水冷散熱
水冷散熱可以分為兩大類,主動(dòng)水冷和被動(dòng)水冷,主動(dòng)式水冷除了在具備水冷散熱器全部配件外,另外還需要安裝散熱風(fēng)扇來輔助散熱,這樣能夠使散熱效果得到不小的提升,被動(dòng)式水冷則不安裝任何散熱風(fēng)扇,只靠水冷散熱器本身來進(jìn)行散熱,起到真正的靜音散熱。
水冷工作原理就是以水泵為動(dòng)力讓水冷液在硅膠管里流動(dòng),在吸熱水冷頭與散熱排水泵之間循環(huán),吸熱水冷頭把發(fā)熱硬件的熱量通過水冷液傳遞到散熱排,帶風(fēng)扇的散熱排把液體溫度降低后循環(huán)到水泵繼續(xù)到吸熱水冷頭。就這樣不斷循環(huán),把熱量從熱源如CPU的表面帶走。冷系統(tǒng)一般由以下幾部分構(gòu)成:熱交換器、循環(huán)系統(tǒng)、水箱、水泵和水,根據(jù)需要還可以增加散熱結(jié)構(gòu)。其中,熱交換器是整個(gè)水冷系統(tǒng)的核心,水冷系統(tǒng)的效率在很大程度上由它來決定,這也是整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)思最巧妙的部分。
水冷散熱不足之處:造價(jià)高昂,占用空間大,養(yǎng)護(hù)麻煩,且水或者其它替代液體會(huì)有變質(zhì)維護(hù)等一系列問題,水冷散熱器的使用具有一定的危險(xiǎn)性,主要的危險(xiǎn)因素就是漏液,可能會(huì)燒壞主板硬件,影響計(jì)算機(jī)的使用。還有就是冷凝現(xiàn)象,水汽遇冷凝結(jié)形成水珠也會(huì)帶來危險(xiǎn)。一般情況下不會(huì)出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。
如果能夠解決占用空間大,造價(jià)高,不宜保養(yǎng)等問題,水冷技術(shù)應(yīng)該會(huì)成為以后散熱技術(shù)中的主流技術(shù)。
小結(jié)
隨著筆記本電腦技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新,散熱問題成為了最為關(guān)鍵性的問題,如果能夠解決筆記本散熱問題,就一定會(huì)帶來筆記本電腦的質(zhì)的飛躍,筆記本電腦將會(huì)變的更薄,更小,更能持久工作。不管什么樣的散熱技術(shù)都是和風(fēng)扇散熱技術(shù)相結(jié)合,把熱量快速的帶走散發(fā)到空氣中從而起到散熱降溫的功效。(作者單位:齊齊哈爾工程學(xué)院)
參考文獻(xiàn):
[1]劉美俊.電子產(chǎn)品可靠性的控制與提高[J].電子質(zhì)量,2004(09).
[2]王充 馬詠梅 侯力.微型熱管在臺(tái)式電腦中的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2004(05).
[3]孔巧玲 賀建華.熱管在筆記本電腦散熱中的應(yīng)用[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用,2004(02).
[4]姚壽廣 馬哲樹 羅林 陳如冰.電子電器設(shè)備中高效熱管散熱技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J].華東船舶工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003(04).
[5]張俊霞.熱管技術(shù)解決CPU散熱的新方案[J].安陽師范學(xué)院學(xué)報(bào),2002(05).
[6]楊曉紅.微機(jī)的散熱分析[J].高等職業(yè)教育(天津職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)),2002(05).
[7]袁梅宇.移動(dòng)天地間——筆記本電腦的散熱及節(jié)能技術(shù)[J].信息系統(tǒng)工程,2002(06).
[8]王偉 晏江.熱管在筆記本電腦散熱設(shè)計(jì)中的模擬研究[J].制冷空調(diào)與電力機(jī)械,2009(05).
[9]廖蔚 程希文.一種高效的CPU降溫方案[J].發(fā)明與革新,2001(08).
[10]呂永良 周世平 徐得名.光照下高電子遷移率晶體管特性分析[J].物理學(xué)報(bào),2000(07).
[11]翟新彥.電腦散熱的措施[J].農(nóng)村電工,2008(09).
[12]曹剛.筆記本電腦散熱技術(shù)一覽[J].家庭電子,2002(08).
[13]張小菊.筆記本電腦散熱漫談[J].教育信息化,2002(07).
[14]蘇萍.關(guān)注筆記本電腦的散熱問題[J].上海微型計(jì)算機(jī),2000(03).