追求更强更静：计算机散热技术漫谈第一期

一、前言

　　每年的这个时候，散热器就成为所有用户关注的焦点。因此，我们在每年夏季都要对市面中的主流散热产品进行大规模横向测试。虽已有些老生常谈之感，但芯片发热量的迅速提升，让我们始终不敢对散热问题有一丝懈怠。

　　经过数年的发展，传统散热技术几乎走到了尽头。为了保证芯片正常运行，散热器的体积越做越大，材料越用越好，也导致了成本越来越高。但在CPU发热量不停增长的现实面前，这些改进更像是杯水车薪。散热器厂商已面临前所未有的挑战，传统散热技术能否应对CPU的发展需要？可以预计，2005年将是散热器市场与技术的分水岭，真正有实力的厂商、真正经得起实践考验的产品才能生存下去。

　　本散热专题，将详细分析当前的主流散热技术，并对市面中的高、中、低端产品进行严格的性能测试。同时，在纵观历史与现在的基础上，我们就能准确的预测未来，相信能帮助用户选好产品、用好产品。

二、PC中热量产生的根源

　　摩尔定律揭示，晶体管集成电路的规模每隔18～24个月便会增加一倍。但是，这个定律并没有告诉我们，如何在同时维持功耗不变的情况下，顺利的达成晶体管倍增的目标。研究表明，如果还是以增加晶体管数量、提高频率的方式来设计CPU，那么新一代产品的功耗就注定会比上一代提升1.33～1.77倍，这个隐藏在摩尔定律背后的功率恒等式，就必然导致了散热器产品的蓬勃发展。

　　这是当前主流CPU的功耗列表:

主流CPU的功耗列表

　　另一方面，图形芯片功耗的增加也是有目共睹。

图形芯片功耗

　　以上数据均出自相关厂商的官方数据。实际上，CPU与图形芯片的峰值功率会远远高于表格中显示的数值。另外，双核心处理器也已经量产，功耗将以倍数关系增长。由此可见，当前的芯片功耗已经今非昔比。虽然各芯片设计制造公司都在降低功耗上作出了相当多的努力，但CPU的耗电量的仍然不可避免呈几何级数增长。

　　虽然处理器的制造工艺一直在进步，从0.25微米、0.18微米、0.13微米到0.09微米，0.06微米在年内就会出现，工作电压也一直在下降，但功率的需求却成反比增长。这是为什么呢？

　　实际上硅芯片功率的计算存在一个公式：功率=C(寄生电容)*F(频率)*V2(工作电压的平方)。对于同一种核心而言，C（寄生电容）是一个常数，所以硅芯片功率跟频率成正比，跟工作电压的平方也成正比。

　　这个公式对于大多数的芯片都是成立的，除了以上介绍过的CPU与图形核心外，还包括主板上的芯片组与内存芯片。512M内存的功耗在30W左右；芯片组，比如865PE＋ICH6的功耗超过了60W。

　　从公式中我们还能发现，一旦对CPU、显卡或内存进行超频，功耗也会有相应提升，尤其是在加电压超频的情况下，提升会更为明显。如果你将DDR的供电电压从2.5v提升到2.8v，那么功率将会是原来的(2.8/2.5)2 = 1.25倍，虽然提升了0.3v，但是功率却增加了25%。如果考虑到频率的提升，比如从133MHz到150MHz，那么总功率将会是增加41%。

内存超频后的温度达到了60度

　　为了满足这些耗电量，周边的供电电路的设计也日趋复杂，同时也导致供电元件发热量的飙升，比如主板上为CPU供电的开关电路，每项回路都要分担数十安培的电流，因此很多主板都不得不在MOS管上粘贴散热片以保证稳定工作。

　　随着芯片功耗的急剧攀升，其发热量的增长也会越来越高，这也就是计算机产品中发热的根源。如果不能降低发热量，就会导致芯片工作的不稳定直至烧毁。但是功耗的增长不可避免，所以只能采取强制散热的手段来降低芯片工作温度。这就使散热器技术越来越重要，甚至已经发展成为一项专门的学科。

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