计算机CPU散热技术研究

曹巍耀

摘 要：在计算机工艺水平与制造技术的发展下，计算机CPU也开始朝着小型化、集成化以及高频化的趋势进行发展，CPU热量也越来越高，为了保证计算机的稳定运行，必须要采取科学的CPU散热技术。本文主要针对这一散热技术的应用进行分析。

关键词：计算机；CPU散热技术；应用

随着互联网技术的不断发展和信息技术的广泛应用，计算机的功能也日益强大。随之而来的是计算机的能耗也日益增加。计算机的CPU也就是中央处理器的集成度越来越高，体积越来越小，CPU散热功能的优良程度对计算机的工作的稳定性产生重要的影响。一旦计算机的CPU散热不及时，CPU的功能就会受到影响甚至产生故障，导致计算机无法启动，所以计算机CPU的散热技术成为提高计算机硬件系统工作稳定性和可靠性的一个关键。

一、风冷散热技术的应用

台式计算机CPU芯片散热技术主要是风冷散热技术。这种技术的应用就是在计算机的中央处理器上安装散热风扇，通过风扇产生的强对流把散热器传导的中央处理器的热量发散到空中，从而控制中央处理器的温度，让其可以处于相对稳定的状态而不会产生大幅度温度的持续上升。

风冷散热技术的使用主要是根据热传导和热对流的原理研发出来的，它可以依靠空气作为导热的媒体介质，制造工艺简单，价格低廉普及性强。但是这种散热技术散热效率较低而且容易产生较大的噪音，是目前相对成熟的计算机CPU的散热技术，应用十分广泛。

二、水冷散热的应用

我们也可以对计算机的CPU系统采用水冷散热技术进行处理。这种水冷散热系统是由水冷块、循环冷却液、水泵、相应的管道和换热器组成。水冷块一般是铜块或者铝块，它们的热传递性能优良，在这些金属块的内部预留真空管道以储存冷却液并使之循环。水冷块和计算机的CPU可以直接接触并吸收CPU产生的热量，循环冷却液通过水泵的强制作用不断在水冷块的流动管道中往复流动，从而不断把吸收的CPU的热量带走，把高温变成低温，从而达到对计算机的中央处理器进行散热的目的。

热量传递出来之后可以通过换热器进入散热片中，散热片的表面积大，散热效果好，风扇则把热量以强对流的方式散入到空气当中。计算机CPU的这种水冷散热技术的优点是散热效果好，噪音低。但是这种冷水散热的方式由于管子众多安装起来由于体积的庞大较为麻烦，而且性能并不可靠，经常会出现漏水和结露问题，造价也相对较高，在某些大型的服务站当中应用较为广泛。

三、蒸发散热技术的应用

蒸发散热技术是结合了风冷散热和水冷散热技术的一种计算机CPU散热技术。既借助了风冷散热的散热器结构，也省去了水冷散热结构复杂管子众多的缺陷。这种技术只需要对原先风冷的散热器的翅片进行改装，做出中空的容器结构以储存少量冷水，散热器的表面改装成金属渗透膜，利用渗透膜渗出的水分在风扇的强制热对流的蒸发作用带走热量来达到降温的作用。这种蒸发散热技术同样具备结构简单和成本低廉的优点，同时散热的效果非常良好。

四、热管散热技术的应用

热管散热技术也可以被用来进行计算机的CPU散热。这种散热技术主要是由封闭的热管及其毛细结构组成，散热的过程需要低沸点的工作介质来辅助完成。在热管完成密闭设置之后，就形成了真空的環境，一旦注入适量的低沸点工作介质，工作介质就会处于一种持续的饱和状态。当热管这个密闭的容器与计算机的CPU接触之后就会受热，工作介质在热量传导过来之后吸热发生汽化现象，产生的热蒸汽在低温处受冷凝结成水，这种液态水借助重力的作用或者毛细结构的作用力自然回流到原来的位置，热量的交换循环全部完成。目前这种热管散热技术还因为核心技术的不成熟未投入使用。而且其热管的制造工艺非常复杂，整个热管散热系统的制造成本高，实用性并不太强，距离产品的实际应用和大规模市场化还十分遥远。

综上所述，计算机的CPU的使用寿命的长短很大程度上会受到高集成的芯片温度的影响。这种体积很小但功耗较大的计算机芯片经常会出现过热失效的问题，从而影响计算机功能的正常运行。我们需要对计算机的中央处理器进行散热处理以保证计算机的正常的工作状态。风冷散热是目前应用最广泛的计算机CPU散热技术，它基于热传导和热对流的原理，通过风扇的强制热对流的形式把CPU产生的热量疏散到空中，其散热效果低但结构简单。水冷散热的效果较好，但结构复杂而且造价较高。蒸发散热结合了上述两种散热技术的优点，散热技术好但其金属渗透膜的材质问题还有待改进。热管散热技术是目前人们关注的一个热点，但其核心技术还很不成熟，距离市场应用还有一定的距离。

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