电脑又吵又烫手?倒点冷水让它冷静冷静
晋级到液冷体系可以让高端游戏机更长时间地更快运转
要点:
盘算机中的液冷体系使用水或其他冷却剂吸取元件的热量,比传统的风冷更高效、更宁静。
该体系包含泵、散热器、储液器和管道等部件,其运作办法相似于汽车的冷却体系。
液冷特别实用于产热量凌驾标准风冷体系才能范围的高功能或超频盘算机。
无论你使用的是台式电脑照旧条记本电脑,假如停入手中的事情并仔细倾听,你很约莫会听到一个小电扇的呼呼声。假如你的盘算机具有高端显卡和强壮的处理才能,你乃至约莫会听到不止一个电扇在转。
在大大多盘算机中,电扇可以很好地持续冷却电子元件。但关于想要使用高端硬件或让电脑运转得更快的人来说,电扇约莫没有充足的功率来完成这项事情。假如盘算机产生过多热量,液冷(也称为水冷却)是更好的处理方案。
将液体接近精密电子装备仿佛有点违反直觉,但用水冷却比用氛围冷却听从要高得多。
PC液冷体系的事情原理很像汽车的冷却体系。两者都使用了热力学的基本原理——热量从较热的物体转移到较冷的物体。随着较冷的物体变热,较热的物了解变冷。你可以将手平放在桌子上凉快的场合几秒钟,切肢体验这一原理。当你抬起手的时分,你的手掌会有些凉,而刚刚手掌挡住的桌面会有些暖和。
液冷是一种非经稀有的历程。汽车的冷却体系使水(通常与防冻剂殽杂)在倡导机中循环。倡导机中的热外表使水变暖,并在此历程中被冷却。
水从倡导机循环到散热器,散热器是一个由电扇和管道构成的体系,具有很大的外外貌积。热量从热水转移到散热器,招致水冷却。然后冷水前往倡导机。同时,电扇将氛围吹到散热器的外部。散热器加热氛围,同时冷却本身。经过这种办法,倡导机的热量从冷却体系转移到周围的氛围中。假如散热器的外表不交往氛围并分发热量,体系只会将热量往返转移而不是挣脱它。
汽车倡导机产生的热量是燃料熄灭的副产物。另一方面,盘算机元件产生的热量是电子挪动的副产物。盘算机的微芯片上装满了电子晶体管,它们基本上是控制电路掀开或关闭的电子开关。当晶体管在开和关之间改动形态时,电流就会在微芯片中挪动。芯片包含的晶体管越多,它们改动形态的速率越快,微芯片就会变得越热。就像汽车倡导机一样,假如芯片太热,就会显现妨碍。
散热器与液冷
像如此的散热器经过大外表积将热量从电子元件转达到氛围中。
大大多盘算机经过散热器和电扇来散热。散热器基本上是很多金属片,与氛围交往时提供大外表积。微芯片加热散热器,散热器加热氛围,电扇将热氛围从电脑机箱中消弭。
该体系大局部时间都很好效,但偶尔,电子元件产生的热量比简便的氛围循环所能开释的热量还要多。具有多量晶体管的高端芯片约莫会压垮氛围冷却体系。超频或手动设置芯片以比默许速率更快的办法运作都市使空冷体系歇工。
这就是水冷的用武之地。水的导热率比氛围高,它可以比氛围更快地转达热量。水还具有较高的比热容。它可以在分明发热之前吸取更多的热量。
盘算机必要水这种具有更高的导热率和热容量的物质的缘故约莫有两个:
它的电子元件产生的热量比周围氛围吸取的热量还要多。
电扇必要互换很多的氛围来冷却一切元件,从而产生太大的杂音或斲丧太多的电力。
换句话说,你必要使用液体而不是氛围来冷却盘算机的缘故约莫有两个:
盘算机内里的元件必要更强的制冷后果,而氛围无法提供充足的制冷。
你渴望你的盘算机体系更宁静些。
一定要注意,很多用户晋级冷却体系是为了超频CPU或GPU。即使接纳分外的冷却,持续超出制造商规格也会招致元件保修没效并招致长时可靠性的成绩。
接下去,我们将了解液冷体系的元件以及它们怎样协同事情。
液冷:体系零件
PC 的液冷体系很像汽车的冷却体系。A:气缸盖冷却,B:气缸体冷却,C:节温器,D:水泵(冷却液泵),E:散热电扇,F:散热器盖,G:变大水箱(储液罐),H:散热器,I:热互换器,J:热控阀,K:加热器芯,L:暖风电扇。
PC的液冷体系很像汽车的冷却体系。冷却液流过汽车倡导机缸体中的通道,冷却体系的其他局部包含:
将冷却剂运送到体系中的泵
将热量分发到氛围中的散热器
使氛围流过散热器的电扇
可包容分外液体并可轻松添加冷却液的冷却液储存器
毗连体系不同局部的软管
很多电子元件不克不及直接交往液体。因此,液冷电脑不像汽车倡导机那样使用通道直接向微芯片泵送液体,而是使用水冷头。水冷头是一块导热金属,比如铜或铝,内里充溢了空心管和通道。水冷头的底部是一块平展的金属,直接位于正在冷却的芯片顶部。芯片和水冷头之间的导热膏改良了两个外表之间的热转达。芯片加热水冷头,然后水流经一切通道时吸取热量。
很多中央处理器(CPU)的水冷头是通用的,但某些图形处理单位(GPU)的水冷头仅实用于特定芯片。你还可以找到用于冷却其他低温芯片组的水冷头,比如将CPU毗连到内存的北桥散热器。通常,小螺栓和垫圈将水冷头安稳到必要的印刷电路板(PCB)上,比如主板或显卡。
液冷泵和散热器
像如此的泵是液冷PC体系中最紧张的部件,由于它们控制冷却液流过体系管道和冷头的速率。
PC的液冷泵通常是离心泵,很像汽车冷却体系中的泵。一些PC液冷泵是潜水式的,你可以将它们直接安排在PC的冷却液储存器内。而别的一些液冷泵必要坚持干枯。假如你思索使用潜水泵,请确保其外部温度不敷以使水箱中的一切液体过热。
泵是电脑冷却体系中最紧张的部件之一。它的流速决定了冷却液流过管道和冷头的速率。假如水挪动太快,将来得及吸取热量水就流走了。假如挪动太慢,敏感元件周围就会积累过多热量。体系的繁复性影响全体流速——流体在冷头和散热器内碰到的阻力越大,全体流速越慢。
泵还必需充足强壮,可以将液体从体系的最低点挪动到最高点。这被称为压头或垂直压力,在液冷高的办事器塔时尤其紧张。
PC的散热器可以是专门为液冷体系计划的,也可以是汽车的加热器芯。加热器芯可分发多量热量——它们在冬天为汽车加热体系提供暖氛围。但是,加热器芯通常不如专门计划用于液冷体系的散热器那么有吸引力。
液冷体系储液器和管道
此图体现了液冷PC中的管道和储液器的繁复水平。
并非每台液冷体系PC都有电扇,但大局部都市使用电扇来协助散热器更快散热。相反,并非每个体系都有单独的冷却液储存器,它们通常没有效于添加冷却剂和从体系中消弭多余氛围的加注/排气管道的体系。通常,加注/排气管道通向盘算机机箱顶部的添补端口。
在液冷PC中,体系对管道提出了特别的挑唆。它必需充足机动,以便可以毗连互相呈奇异角度的元件。但它又不成以太容易被弯折——弯折的软管会严峻限定流体经过体系的活动性。
在简便的液冷体系PC中,一根管子将泵毗连到水冷头的入口。单独的管道从水冷头的出口延伸至散热器,再从散热器延伸至冷却液储存器,冷却液储存器通常位于盘算机的某个CD-ROM插槽中。最初一根管子将储液器毗连回泵。关于具有多个水冷散热器模块的体系,管道将一个模块的出口和下一个模块的入口毗连起来,像菊花链(daisy chain)一样串联毗连。
PC液冷液
PC液冷体系的最初一个元件是液体本身。很多人使用蒸馏水,由于自来水含有沾染物,这些沾染物约莫会使体系浑浊或壅闭水冷头和散热器中的通道。
特别添加剂可以为液体增加颜色,使其在纯透外壳中使用时更具视觉吸引力。它们还可以低落水的冰点或外表张力,使其成为更好效的冷却剂。最初,一些添加剂具有抗菌或防腐因素,可以增长体系的使用寿命。
假如你决定在盘算机中安装液冷体系,最好让泵使液体循环一段时间,以便反省对否有泄漏。在测试时期,请坚持盘算布局闭,以防泄漏时毁坏硬件。
一旦确定统统都天衣无缝,就可以启动盘算机。你可以在盘算机的BIOS菜单中或使用第三方使用步骤反省元件的温度。如有必要,你还可以在体系中的RAM芯片和其他低温元件上使用较小的散热器。
假如你喜好液冷这个想法,但不想研讨单个元件,你可以置办即用型安装或套件。独立单位可以直接插进盘算机的扩展插槽或电源,并为特定芯片提供液冷。套件包含你必要的一切零件以及组装分析;只需确保随附的部件与你的盘算机硬件兼容即可。一些公司还贩卖带有工场预装的液冷体系的高端电脑。
当水不够冷时
假如你想要对PC部件举行冷却,而液冷体系无法满意你的需求,那么你可以使用珀耳帖(Peltier)安装代替标准水冷头。珀耳帖安装是一种热电器件。当你给它通电时,热量就会从一侧转移到另一侧。换句话说,珀耳帖安装的一侧会十分冷,而另一侧会变得十分热。珀尔帖安装的冷侧可以冷却微芯片,而液冷体系的水可以将热量从热侧吸走。
有些人更喜好使用这些安装的体系,由于它们可以将PC的元件冷却到远低于情况温度。但是,这些安装还必要分外的防备办法。由于珀耳帖安装的冷侧比周围氛围冷,因此很容易积累冷凝水。假如没有充足的防冷凝保护,珀耳帖体系约莫会招致短路。
翻译内容仅代表作者看法
不代表中科院物理所态度
作者:Tracy V. Wilson