風(fēng)扇的發(fā)明可以說徹底改變了人類的生活：炎熱的天氣人們用風(fēng)扇乘涼，各類裝置設(shè)備通過風(fēng)扇來散熱。風(fēng)扇已經(jīng)從最早的通過渦輪、齒輪和發(fā)條驅(qū)動(dòng)的笨重機(jī)械設(shè)備發(fā)展為了今天由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的各類風(fēng)扇。它的用途非常廣泛，成為了人類生活中不可或缺的裝置設(shè)備。

風(fēng)扇的工作原理非常簡(jiǎn)單，即電機(jī)帶動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，扇葉高速轉(zhuǎn)動(dòng)便會(huì)產(chǎn)生風(fēng)流。在夏天，除了空調(diào)之外，電風(fēng)扇同樣為我們消暑的物件之一。當(dāng)然對(duì)于PC DIY用戶來講，風(fēng)扇同樣是PC中必不可少的配件。

為何PC中需要風(fēng)扇呢?我們知道PC需要電力供應(yīng)才能運(yùn)轉(zhuǎn)，而電能在驅(qū)動(dòng)PC工作的同時(shí)還會(huì)轉(zhuǎn)化成相當(dāng)數(shù)量的熱能。組成PC的硬件眾多，每個(gè)都會(huì)散發(fā)出熱量，為了保證PC長(zhǎng)時(shí)間能夠穩(wěn)定運(yùn)行不至于積壓太多熱量，用來輔助散熱的風(fēng)扇必不可少。

而性能越強(qiáng)的硬件功率也會(huì)越高，這樣它們所轉(zhuǎn)化成的熱能也會(huì)更多，需要的散熱設(shè)備也會(huì)越強(qiáng)。就拿風(fēng)扇來說，PC用風(fēng)扇直徑規(guī)格一般為9cm、12cm以及少量14cm甚至20cm、22cm。為了滿足高端用戶的需求，主板上風(fēng)扇接口也越來越多。

一般來講，機(jī)箱內(nèi)用到風(fēng)扇的地方都有：機(jī)箱前置面板，機(jī)箱上方，機(jī)箱背部，CPU散熱器，顯卡及電源等，而高端DIY還會(huì)用到更多風(fēng)扇。粗略數(shù)數(shù)，PC里的風(fēng)扇還真不少，它們?yōu)橛布纳岬拇_做出了不少貢獻(xiàn)，但與此同時(shí)，這些風(fēng)扇也生成了令我們厭惡的一樣?xùn)|西：沒錯(cuò)，就是噪音。

什么樣的聲音算得上是噪音?一般比較廣泛的認(rèn)知是75dB便是人耳舒適度的上限，而到了80dB以上則會(huì)讓人感到不悅，比如嘈雜的辦公室以及高速公路上的聲音。20dB為人們竊竊私語(yǔ)的聲音，50dB就到了大聲說話的級(jí)別。

機(jī)箱內(nèi)12cm風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)噪音為21-27dB，而在高轉(zhuǎn)速下它的噪音會(huì)更大。此外諸如顯卡的渦輪散熱扇在滿載下甚至?xí)_(dá)到50-60dB，這已經(jīng)相當(dāng)于人們大聲說話的級(jí)別。試想一下，機(jī)箱內(nèi)有如前文所提到的那么多個(gè)風(fēng)扇，其噪音絕對(duì)不容小窺。

在安靜的情況下，PC機(jī)箱內(nèi)的噪音會(huì)變得更加明顯，特別是我們?cè)谛枰察o的時(shí)候，這些噪音會(huì)擾亂我們的心情。

PC為什么要散熱?

首先我們應(yīng)該搞清楚PC為什么要散熱。筆者曾在前文提到，PC需要供電，大量的電能供給硬件的同時(shí)還會(huì)轉(zhuǎn)化成熱能，而功率越高電能所轉(zhuǎn)化成的熱能也就越多。熱量在不同場(chǎng)合出現(xiàn)的意義也不同，但毫無疑問的是當(dāng)過多熱量出現(xiàn)在運(yùn)轉(zhuǎn)中的PC硬件上時(shí)，這絕對(duì)不是一件好事。

因?yàn)闃?gòu)成硬件的半導(dǎo)體必須工作在一個(gè)適宜的、較為涼爽的溫度下，而運(yùn)行所產(chǎn)生的熱量會(huì)讓半導(dǎo)體溫度急劇升高，造成運(yùn)行的不穩(wěn)定，影響性能并縮短壽命。就拿CPU來說，如果CPU的核心溫度達(dá)到很高(80℃、90℃甚至更高)，CPU會(huì)采取降頻措施以便能夠繼續(xù)正常運(yùn)行，而在高溫下CPU的運(yùn)算性能也會(huì)出現(xiàn)下降。這就是為什么PC內(nèi)部的硬件需要散熱。

上圖為一套裸平臺(tái)運(yùn)行中的溫度檢測(cè)，其中安裝了原裝散熱器后CPU區(qū)域溫度為30-40℃，較為可觀。而在芯片組區(qū)域即使已經(jīng)配備了一顆金屬散熱片的情況下，其溫度仍然為66.6℃，可想而知如果沒有這顆散熱片，芯片組是否能夠正常工作以及其壽命如何都是值得擔(dān)心的。

一般來講電腦硬件中兩個(gè)發(fā)熱大戶為CPU及GPU(顯卡)，而像MOS管及芯片組芯片等盡管也會(huì)散發(fā)出熱量，但被動(dòng)式的金屬散熱片完全可以滿足需求，甚至很多廠商宣稱自家主板產(chǎn)品的MOS管部分和芯片組連被動(dòng)散熱都不需要仍可以維持在可接受的運(yùn)行溫度。

一般來講哪些風(fēng)扇是必須?

在PC整機(jī)中，機(jī)箱起到了很多作用。首先，所有硬件及配件都被安裝在機(jī)箱內(nèi)，這才使得散落的零件能夠組成一個(gè)整體;其次，機(jī)箱為裸露的硬件提供了一個(gè)庇護(hù)所，將它們保護(hù)了起來，免受外界侵害;***，良好的機(jī)箱結(jié)構(gòu)不但能夠?yàn)橛布陌惭b提供便捷，還會(huì)提供最科學(xué)***效的風(fēng)道，讓整機(jī)的散熱效果更上一層樓。

當(dāng)然，機(jī)箱所安裝的風(fēng)扇并非必須，就好像仍然有很多用戶并不使用機(jī)箱而是采用“裸平臺(tái)”的方式來使用PC。歸根結(jié)底，機(jī)箱內(nèi)部風(fēng)扇所起到的只是輔助散熱作用，換句話說如果你的CPU及顯卡本身散熱已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò)，那么你甚至沒有必要安裝機(jī)箱風(fēng)扇。

拿普通中塔機(jī)箱舉例，其前方、后方及上方一般來講標(biāo)配風(fēng)扇或提供了風(fēng)扇位。如果將原配風(fēng)扇卸下或不在預(yù)留位安裝風(fēng)扇，那么這一臺(tái)PC我們可以減掉大約2-6個(gè)風(fēng)扇。前文筆者曾經(jīng)提到，一個(gè)風(fēng)扇的噪音大概為21dB-27dB，減掉2-6個(gè)風(fēng)扇將會(huì)非常顯著的降低噪音。

安裝風(fēng)扇的范圍已限定至很小

如果說機(jī)箱內(nèi)風(fēng)扇只起到了輔助散熱的功能，那么起決定性因素的風(fēng)扇無外乎以下幾個(gè)：CPU散熱器，顯卡散熱器以及電源。

需要說明的是，我們討論次問題的前提是一般情況，而諸如內(nèi)存散熱器風(fēng)扇以及其它內(nèi)部輔助散熱裝置由于應(yīng)用很少因此不再討論范圍之內(nèi)。

CPU作為整臺(tái)PC中的發(fā)熱大戶，散熱問題不容忽視，而同時(shí)CPU散熱器也是各大散熱器廠商所研發(fā)的重點(diǎn)對(duì)象。同樣為發(fā)熱大戶，顯卡的GPU芯片同樣會(huì)散熱出很高的熱量，不過顯卡散熱器的形態(tài)較為固定，且顯卡廠商也均已配送。***，電源為整臺(tái)設(shè)備提供了電力支持，內(nèi)部的線圈和元件在高功率輸出狀態(tài)下也會(huì)放出大量的熱，一顆風(fēng)扇必不可少。

如何才能讓這三個(gè)“罪魁禍?zhǔn)?rdquo;的風(fēng)扇消失呢?

強(qiáng)大的設(shè)計(jì)是保證整機(jī)無風(fēng)扇散熱根本

說到底，即使沒有風(fēng)扇，但是散熱器也是要有的——換句話說就是讓原先有風(fēng)扇輔助散熱的主動(dòng)散熱方式變?yōu)楸粍?dòng)散熱方式。想要讓CPU這個(gè)發(fā)熱大戶在被動(dòng)散熱的情況下勝任工作，這就對(duì)散熱器的設(shè)計(jì)提出了很高的要求。下面請(qǐng)大家一起鑒賞一些強(qiáng)大的散熱設(shè)計(jì)方案吧：

做大體積增加散熱面積+分散單位散熱

看見上圖這款散熱器你是否被嚇了一跳?它給我最直觀的感受就是一堆張牙舞爪的摩天大樓模型，而事實(shí)上它是一款概念性的CPU被動(dòng)散熱器。首先，散熱效果和散熱表面積直接掛鉤，因此高效能的散熱器需要在體積上有一定保證，這樣它的散熱表面積才會(huì)足夠大。其次，散熱鰭片相互分散才會(huì)讓散熱效率更高，因此一般來講雙塔散熱器叫單塔散熱器的效率更高。而這款概念性的散熱器甚至做出了“二十塔”，將分散理念做到了***。

不過畢竟“二十塔”散熱器畢竟是一款概念性的散熱器，而目前市面上販?zhǔn)鄣妮^為高效的無風(fēng)扇散熱器就要數(shù)利民的HR-22了。盡管它并沒有概念散熱器那樣夸張的設(shè)計(jì)，但是為無風(fēng)扇服務(wù)的它還是貫徹了兩個(gè)基本原則：極大的散熱面積和分散的散熱單位。

從安裝到主板上的效果來看，利民HR-22的體積非常巨大。為了保證散熱效率，它采用了高達(dá)8個(gè)熱管的設(shè)計(jì)，以保證底座所吸收的熱量能夠迅速通過熱管傳導(dǎo)到鰭片。此外，剛才我們提到散熱單位越分散，散熱效果越好，那為何HR-22仍舊采用了單塔設(shè)計(jì)呢?

首先，無風(fēng)扇必須保證足夠的散熱面積，為了保證兼容性機(jī)箱內(nèi)空間本就有限，雙塔則會(huì)造成空間浪費(fèi)，因此HR-22的體積遠(yuǎn)要比其它散熱器大;其次，在分散散熱單位的做法上，HR-22并非增加“塔數(shù)”，而是大大增加了鰭片間的間距。從圖中我們可以看出，HR-22擁有比一般塔式散熱器大得多的鰭片間距，這也是被動(dòng)散熱效率的保證。

什么是無風(fēng)扇散熱的***設(shè)計(jì)?

無風(fēng)扇的***設(shè)計(jì)是什么?如果你的思路僅僅限于散熱器，那可就真是有點(diǎn)狹隘了：

上圖是利民在2007年的臺(tái)北電腦展公布的一款概念性機(jī)箱，是否再次讓你腦洞大開?沒錯(cuò)，這款全鋁材質(zhì)的機(jī)箱將無風(fēng)扇理念做到了***，荷葉式的機(jī)箱側(cè)板作為CPU散熱器的本體與CPU直接接觸，這樣CPU的熱量便可以被傳導(dǎo)到整個(gè)鋁制機(jī)箱中。

將整個(gè)機(jī)箱作為CPU散熱器，體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)CPU散熱器，效率也高得多。盡管這樣的機(jī)箱在使用過程中會(huì)遇到各種兼容性問題，不過這樣極端的設(shè)計(jì)理念其實(shí)是值得肯定的。

***限度利用空間

散熱器或散熱模塊的體積對(duì)于散熱效率相當(dāng)重要。以ITX迷你平臺(tái)舉例來說，機(jī)箱體積往往非常袖珍，在本就不富裕的空間內(nèi)還要保證CPU的散熱效果，如何在有限空間內(nèi)將散熱器的體積***化就變得非常重要了。

上圖為ID-Cooling一款機(jī)箱+散熱套裝，其中機(jī)箱兩側(cè)為其御用雙塔造型散熱器留下了空間。該套裝的一個(gè)設(shè)計(jì)精妙之處在于可移動(dòng)的“底座”，這樣便可以保證***靈活性以兼容不同CPU針腳位置的主板。

散熱器工藝影響散熱性能有多少?

散熱器工藝有何不同?

散熱器產(chǎn)品數(shù)量眾多，不光是為了區(qū)分設(shè)計(jì)而滿足不同情況下的裝機(jī)條件，不同的產(chǎn)品制造工藝也不盡相同?；蛟S一般平臺(tái)在選擇散熱器方面要求并不甚嚴(yán)格，但對(duì)于無風(fēng)扇平臺(tái)來說，散熱器的被動(dòng)散熱效率必須要高，這就對(duì)散熱器的制造工藝提出了很高的要求。

那么傳統(tǒng)風(fēng)冷散熱器的制造工藝都有什么?最典型的兩種就是穿FIN和回流焊。

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上面兩張圖顯示出了穿FIN和回流焊工藝的不同：穿FIN工藝是將熱管穿過一層層的鰭片，而熱管和鰭片之間僅緊緊貼合。而回流焊顧名思義跟焊接有關(guān)，熱管和散熱鰭片是通過焊料的焊接在一起的。從外觀上看，穿FIN和回流焊的最明顯區(qū)別是回流焊在熱管和鰭片接觸的地方有一個(gè)小孔而穿FIN沒有，這個(gè)小孔起到了供焊料的作用。

如此看來，似乎焊接方式能夠更緊密的將熱管和鰭片連結(jié)起來，沒有因接觸不足帶來的熱傳導(dǎo)損失。但實(shí)際上，散熱的理論***效能是穿FIN方式才能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)榛亓骱副M管能夠讓熱管及鰭片連結(jié)更緊密，但焊錫介質(zhì)的導(dǎo)熱效率并不如熱管與鰭片直觸的穿FIN更高。

因此，我們并不能簡(jiǎn)單的通過穿FIN和回流焊兩種工藝來判斷散熱器的好壞，因?yàn)榱己米龉さ拇〧IN一樣可以達(dá)到回流焊的散熱效能，而工藝非常先進(jìn)的穿FIN散熱器甚至能超越回流焊帶來更佳散熱效果。

一個(gè)***的例子就是利民的HR-02散熱器。起初，該款散熱器采用的是回流焊工藝，扎實(shí)的做工和良好的散熱效能在用戶中擁有很好的口碑。而隨后，利民對(duì)該款散熱器進(jìn)行了工藝改造，將回流焊改為了穿FIN。很多用戶對(duì)廠商這樣的行為感到不滿，認(rèn)為利民為了節(jié)省成本將回流焊改為了穿FIN工藝。

但實(shí)際上，改變?yōu)榇〧IN工藝的HR-02通過測(cè)試證明了自己在散熱效能方面絲毫不輸給采用回流焊的老版本HR-02。畢竟散熱器看的是最終效果，既然穿FIN的HR-02在使用上并不比回流焊的HR-02差，那我們其實(shí)也沒有必要糾結(jié)它到底采用了哪種工藝。

選擇散熱器，我們并不能通過工藝來判斷，更多的是要看產(chǎn)品的實(shí)際做工。如果拿到一款穿FIN的產(chǎn)品，我們辨別后發(fā)現(xiàn)鰭片與熱管結(jié)合非常緊密，絲毫沒有松動(dòng)，那么這款穿FIN散熱器就是一款優(yōu)秀的產(chǎn)品，而如果非常松散則表示做工不佳效率較差;如果拿到一款回流焊的產(chǎn)品，我們辨別后發(fā)現(xiàn)熱管和鰭片接觸的地方焊料堆積過多，則證明這是一款不合格的回流焊散熱器，反之則優(yōu)秀。

散熱器材質(zhì)有何影響?

說完了工藝再來說說材料。目前市面上絕大多數(shù)的散熱器材質(zhì)均為鋁制(鰭片)，還有極少一部分是全銅制。論成本來說，銅制散熱器無論是材料成本還是制造成本都要高于鋁制散熱器，那么銅制散熱器就擁有比鋁制散熱器高得多的散熱效率嗎?

在討論究竟哪種材質(zhì)的散熱器效率更高之前，讓我們先來思考另一個(gè)問題：塔式風(fēng)冷鋁制散熱器的底座和熱管究竟采用的是怎樣的材質(zhì)呢(除低端廉價(jià)產(chǎn)品以外)?沒錯(cuò)，無論是底座還是熱管，鋁制散熱器采用的也還都是銅，只不過鰭片是鋁制。這究竟是為什么?

這完全是因?yàn)殂~(紫銅)的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比鋁高：銅的熱導(dǎo)率為\W/(m.K)=407，鋁的熱導(dǎo)率為\W/(m.K)=238，數(shù)字越高導(dǎo)熱越快。作為與CPU頂蓋直接接觸的部分，散熱器底座必須以最快的速度將CPU散發(fā)的熱量吸走，這樣才不會(huì)導(dǎo)致熱量的擠壓。同樣的，熱管也需要以最快的速度將從底座吸收到的熱量分散給散熱鰭片。

說到這里就會(huì)有人問：既然銅的導(dǎo)熱率比鋁要高得多，那么為什么鰭片不干脆也用銅呢?這里就牽扯到了另一個(gè)問題，那就是散熱效率。

不同種物質(zhì)擁有不同的比熱容，比熱容表示物質(zhì)每千克溫度升高1℃所需要的能量。銅的比熱容是0.39×103J/(kg·℃)，而鋁的比熱容是0.88×103 J/(kg·℃)，這就表明相同質(zhì)量的銅升高1℃，要比相同質(zhì)量的鋁所需要的熱量更低——換句話說就是同樣溫度的銅和鋁相比，銅散發(fā)熱量要比鋁更慢。

散熱器底座和熱管之所以采用銅制，是因?yàn)樗鼈円羁焖俣鹊膶PU所產(chǎn)生的熱量帶走。而散熱鰭片之所以采用鋁制，為的是將吸收自熱管的熱量最快速度的散發(fā)出去，因?yàn)殂~盡管能夠最快吸熱，但銅制鰭片并非能最快的將熱量散發(fā)出去。由此看來，銅制底座與熱管和鋁制散熱鰭片的搭配可以說是一個(gè)黃金搭配。

那么全銅制散熱器難道就是一個(gè)滑稽的出現(xiàn)嗎?實(shí)際上也并非如此，因?yàn)楸M管相較于鋁，銅的散熱速度要稍慢一些，但是如果擁有足夠強(qiáng)的風(fēng)力，這就成了變數(shù)。畢竟銅的密度是鋁的3.29倍，在比熱容已知的情況下，相同體積的銅要比鋁所吸收的熱量更多。

如果風(fēng)扇的風(fēng)量足夠大，我們可以認(rèn)為銅質(zhì)散熱器的熱量能夠瞬間被風(fēng)扇吹走，效率自然要高于鋁制散熱器。不過這個(gè)風(fēng)量我們無法通過簡(jiǎn)單的計(jì)算得出臨界值，因此我們自然也不能斷定銅制散熱器一定比鋁制散熱器強(qiáng)。

在非常極限的情況下銅制散熱器或許更強(qiáng)，但鋁制散熱器由于其易用性和泛用性成為了當(dāng)之無愧的主流散熱器。所以，大家切勿迷信銅制散熱器。

如何才能合理設(shè)計(jì)無風(fēng)扇PC

剛才筆者用了一整頁(yè)的內(nèi)容敘述散熱器工藝及材質(zhì)的問題，這是為了給用戶在選擇CPU散熱器的時(shí)候提供參考，畢竟無風(fēng)扇平臺(tái)對(duì)于散熱器的要求還是很高的。但如果你所要搭建的是低功耗的入門級(jí)平臺(tái)，那么這些問題則完全不用考慮。就拿Intel桌面級(jí)平臺(tái)的Bay Trail-D來說，主板配備的被動(dòng)散熱片就完全可以滿足散熱需求。

如何才能挑選到合適的CPU被動(dòng)式散熱器?首先我們要注重CPU散熱器的散熱表面積，表面積與體積大小息息相關(guān)。其次，鰭片間的間距也非常重要，鰭片越大被動(dòng)散熱的效率越高。

此外，既然選擇了被動(dòng)散熱，那么在CPU的選擇方面我們應(yīng)該避免“帶K”處理器，畢竟超頻所帶來的發(fā)熱量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于默頻的。如果空間允許，我們可以選擇高性能CPU搭配體積較大的散熱器來組建無風(fēng)扇平臺(tái)，而如果機(jī)箱空間狹小，還是建議大家選擇TDP較低的處理器，與此同時(shí)也要***限度的在有限的空間內(nèi)選擇散熱面積大的散熱器。

當(dāng)然，為了加強(qiáng)無風(fēng)扇CPU散熱情況下平臺(tái)的穩(wěn)定性，我們也有必要盡可能的減小CPU壓力。在BIOS內(nèi)，CPU節(jié)能及EIST選項(xiàng)應(yīng)該開啟，這樣在負(fù)載較低的情況下，CPU的電壓和頻率都會(huì)較低，發(fā)熱自然也會(huì)降低。

全被動(dòng)散熱顯卡

與CPU相比，顯卡的被動(dòng)散熱達(dá)成條件似乎就要低一些了，畢竟顯卡在配備散熱器的體積上擁有比CPU大得多的優(yōu)勢(shì)。市面上，我們可以買到很多被動(dòng)散熱顯卡，當(dāng)然了，絕大多數(shù)都是低端入門級(jí)。需要大家正視的問題是，如果想要顯卡無風(fēng)扇運(yùn)作，則GPU性能勢(shì)必有瓶頸——也就是說高端GPU型號(hào)是確實(shí)無法做到無風(fēng)扇散熱的。

有很多散熱器廠商生產(chǎn)了無風(fēng)扇的三方散熱器產(chǎn)品，它們最多也僅僅在中端顯卡上能夠?qū)崿F(xiàn)無風(fēng)扇應(yīng)用。當(dāng)然，為了消除顯卡的噪音，我們當(dāng)然還可以使用CPU的集成顯卡來徹底杜絕這一問題。

如果你解決了CPU和顯卡散熱的問題，那么接下來的“電源無風(fēng)扇”就算得上最讓人頭疼的了。不過這并非完全不可能，只是需要用戶做一定的妥協(xié)。

首先，我們可以選擇電源板來實(shí)現(xiàn)電源無風(fēng)扇，但是由于電源板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單功率較小，因此我們必須注意平臺(tái)的整機(jī)功耗，類似的我們還可以在整合一體平臺(tái)采用外置變壓器。

而采用特定高端ATX標(biāo)準(zhǔn)電源同樣也可以達(dá)到“無風(fēng)扇”的要求，但是這實(shí)際上是個(gè)偽無風(fēng)扇平臺(tái)，畢竟這些電源配備了風(fēng)扇，那么它們?yōu)楹慰梢赃_(dá)到“無風(fēng)扇”的要求呢?拿高端電源海韻X系列及海盜船AX系列來說，其電源負(fù)載在30%以下時(shí)，散熱風(fēng)扇處于完全停轉(zhuǎn)的情況，這就好比一顆1000W的電源在負(fù)載350W以下時(shí)都可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇停轉(zhuǎn)。而即使電源負(fù)載超過30%非滿載，其風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速也是非常之低的。

在能吃飽肚子后，人們就開始想著如何能吃好。在能將散熱做到很優(yōu)秀的時(shí)候，PC DIY的用戶們就開始琢磨如何才能搭建無風(fēng)扇平臺(tái)，畢竟噪音會(huì)讓人非常不快。得益于芯片廠商越來越先進(jìn)納米級(jí)工藝制程，以及機(jī)電散熱器廠商越來越強(qiáng)的制造水平和科技含量，無風(fēng)扇平臺(tái)的搭建變成了可能，也越來越容易。