隱藏的中介和填充層
很多筆記本在CPU、GPU、顯存和供電模塊等芯片的表面都覆蓋有一層銅質的散熱片,作為芯片與熱管之間的“中介”,它的首要任務就是將熱量迅速從芯片體內“抽出”,還起到了增加接觸面積和擴大散熱面積的功效。
實際上,在芯片與散熱片、散熱片與熱管之間還存在著一層作為填充物的導熱硅脂,真正“講究”的散熱設計,還應該對散熱片和熱管的表面進行精細的打磨——銅質的散熱片和熱管表面普遍非常粗糙,在微觀上會影響它與導熱硅脂的充分接觸。
但在使用CNC等工藝對金屬表面進行打磨和拋光后,則可以最大化它們與導熱硅脂的接觸面積,這樣才能以100%的效率實現熱量的傳導。
至此,在“CPU/GPU→導熱硅脂→散熱片→熱管”這個過程中,筆記本的散熱之旅已經進行到了一半,接下來就是如何將熱量“消滅”于機身之外。
來自熱管的任務
熱管是由純銅打造的一段中空的金屬管道,與CPU/GPU芯片接觸的部分為“蒸發端”,與散熱鰭片接觸的部分則為“冷凝端”。
熱管內填充有冷凝液(如純水),其工作原理是芯片表面的高溫會將熱管蒸發端部分的液體轉化為蒸汽(真空狀態下沸點很低),并沿著管腔移動到熱管的尾部(冷凝端)。
由于這個區域溫度相對較低,所以熱蒸汽很快就會被還原為液體,并通過毛細作用沿著熱管內壁流回原始位置,周而復始完成熱量的傳遞。
與臺式機領域的處理器和顯卡所用的圓柱形熱管不同,筆記本內部空間極為有限,必須先將熱管的管芯結構從圓柱形壓扁后才能塞進去,而不均勻或過度的扁平化會阻礙管芯內液體的轉移,而過度的彎曲也會影響導流效果。
散熱鰭片的功效
對筆記本的散熱模塊設計而言,熱管的直徑越粗,數量越多,導熱效率自然也就越高。但是,想在最短時間內將熱管冷凝段的熱蒸汽還原為液體,對搭配的散熱鰭片也提出了更高的要求。
散熱鰭片在電子工程設計的領域中被歸類為“被動性散熱元件”,它的材質以鋁和銅為主,工作原理是將從熱管傳遞來的熱量以對流的形式散發掉,散熱效率取決于表面積的大小。
由于當前連游戲本都開始了“瘦身競賽”,這就導致散熱鰭片不能再通過厚度增加表面積,只能依靠增加散熱鰭片模組的長度或數量、增加散熱鰭片扇葉的密度加以改善了。
需要注意的是,除了少數采用無風扇設計、追求極致輕薄的筆記本以外,散熱鰭片是不能獨立存在的,一組散熱鰭片就必定對應一個散熱風扇和對應的散熱出風口。
原因很簡單,對搭載15W或更高TDP處理器的筆記本而言,散熱鰭片根本無法滿足芯片內散發出來的熱量,必須借由風扇通過從外部吸入的冷空氣來驅走這些熱量!
至此,終于輪到散熱循環中最關鍵的散熱風扇登場了。如果你想直到筆記本散熱風扇有啥特別之處,就請關注CFan的后續報道吧。
多朋友在DIY攢機時總會吧主要注意力集中在顯卡,主板和CPU這樣的硬件上,對機箱的選擇卻沒有做深入的了解,其實機箱的內部設計對整機的性能還是有不小影響的,而且不同的架構也存在著許多差異。
除了外表的美觀和整體的穩固之外,機箱還擔當著支撐硬件和構建風道的重任。如果對整機的性能有更高的要求,希望硬件的搭配可以更好地發揮出優勢,一款合適的機箱也是必不可少的選擇。
機箱架構影響用戶安裝硬件和使用
ATX,BTX,RTX,不同的架構有著不同的設計,現在又來了ATX-II架構,讓很多朋友丈二和尚摸不著頭腦。這些架構在相似的設計中存在著不同,下面我們就為您解析一下不同架構機箱的設計優勢及區別,看看您應該選擇哪種架構的機箱產品。
ATX是Advanced TechnologyExtended的縮寫,直譯為先進技術擴展,是由英特爾公司在1995年制定的標準。ATX標準是擴展型AT結構,用于規范臺式電腦,在ATX規范下設計的機箱也被稱為ATX機箱。
在ATX規范下設計的ATX架構機箱
ATX主板的尺寸為305×244毫米,衍生的主板規格還包括MicroATX(244×244毫米),Flex ATX(229×191毫米),NLX,WTX及Mini ATX等。
ATX機箱的特點為CPU位于主板上方,顯卡位于下方,硬盤前置,電源后置,新款機箱也多采用電源下置設計,并且加入了背部走線功能,提供更加整潔的內部空間。
采用ATX-II架構的愛國者魔獸3機箱
ATX的主板比起老舊的AT主板有更多優勢,因此廣為現代的臺式電腦使用,至今仍然是市場的主流,ATX機箱也是眾多廠商采用的主要架構。
ATX-II架構機箱的內部空間更大
在經過漫長的發展后,機箱廠商對ATX機箱進行了升級,設計出ATX-II架構的機箱,新的設計將電源和硬盤單獨配置,獨立的風道設計可以提供更好的散熱效果,同時在機箱的產品設計上也有更加美觀的表現。
ATX-II架構的愛國者魔獸3提供了更好的兼容性
此外,ATX-II架構機箱更加適合背板走線,分區設計方便硬件的布局,讓機箱有更好的兼容性,不同硬件之前的干擾減少,機箱內部可以更加簡潔,也受到了很多廠商和DIY用戶的歡迎,在機箱新品中開始嶄露頭角。
BTX是Balanced TechnologyExtended的縮寫,直譯為平衡技術擴展,這一標準同樣是由英特爾公司制定的。BTX標準于2003年發布,最初的目標是取代ATX架構,在BTX規范下設計的機箱被稱為BTX機箱。
BTX架構散熱示意
BTX主板的尺寸為325×266毫米,衍生的主板規格還包括MicroBTX(264×267毫米)和Pico BTX等。
BTX架構的主板成員
BTX機箱的特點為CPU風扇采用側向放置,同時BTX機箱還搭配一個風罩組件,外形酷似一個罩子,這個塑料管道有著固定的大小與長度,能將CPU及其散熱片包裹起來并與機箱風扇連接。
采用BTX架構的機箱
BTX架構更加緊湊,整體針對散熱和氣流的運動對主板的線路布局進行了優化設計,機械性能也經過優化設計,主板的安裝更加簡便。
BTX機箱最讓人關注的設計重點就在于對散熱方面的改進,BTX將散熱作為一個整體的模塊,但由于散熱進風口的尺寸趨于固定,因此只能通過改變風扇的轉速來調整風量,對于發熱量較大的顯卡來說散熱更加吃力。
BTX架構機箱散熱示意
雖然BTX架構對線路設計進行了優化,不過由于與ATX的兼容問題和產業換代成本過高,只有一些一線大廠才象征性地推出相關產品,BTX規范被英特爾放棄,機箱新品中已經不見其蹤影,只有非常少量的舊機箱有BTX架構。
ATX和BTX都是主板和機箱的架構,而以這些架構為基礎,也有機箱廠商再次基礎上進行改進,做出一些優化的機箱設計。RTX是Reversed Technology Extended的縮寫,直譯為倒置技術擴展,一般稱為倒置38度設計。和前面的標準不同,RTX并非由英特爾提出,而是由國內機箱品牌設計的,這一架構也僅用在機箱設計上,仍然使用ATX架構的主板。
RTX架構的顯卡位于CPU上部
顧名思義,Reversed倒置指的就是將主板倒轉180度,使得顯卡位于CPU上方。不過要保證主板的接口位于機箱后方,就得讓機箱的設計也隨之改變,這樣機箱背板的位置就會挪到另一側,整體的架構也有明顯的不同。
RTX架構機箱散熱示意
RTX機箱的特點比較明顯,就是顯卡位于上方,而CPU位于下方,機箱側板開口由左側改為右側,主板倒轉180度的設計還是很容易區分識別的。
RTX機箱的主要優勢在于對背線的支持。電源下置之后將主板倒轉使得CPU及主板供電和電源之間的距離更近,機箱前面板和主板的連線也更便利,對于喜歡背線的用戶使用線纜短的電源還是有很好的兼容性。
RTX架構的機箱適合電源線短的硬件背部走線
當然,RTX是由少數商家提出的機箱架構,也正因為如此,RTX在機箱中的應用并不是很多,設計也局限在部分廠商中,并沒有得到廣泛應用。
其實除了上面提到的架構,還有一些其他標準的架構,不過在市場中應用很少,也有在ATX應用之前的AT架構產品,我們在這里也就不再單獨拿出來介紹了。
ATX-II架構的機箱開始成為主流
對于不同架構的機箱選擇,用戶其實不需太費心。如果對散熱沒有過高的要求,同時也不追求背板走線或內部的炫酷效果,那么選擇機箱就不必有太多講究,看好硬件的兼容性即可。如果有高配置的硬件,就要根據自己的實際使用需要來選擇對應架構的機箱,這樣也可以讓硬件的性能更好地發揮出來。
機箱架構的選擇還是要結合自己的實際需要
經過我們的介紹,相信您對不同的架構也有了自己獨特的見解。最后我們再來做一個簡單的調查,哪種機箱架構才是您真正喜歡的設計,如果拋開硬件的限制,您會選擇哪種架構的機箱作為自己的愛機呢?
理想家生活#
本內容來源于@什么值得買APP,觀點僅代表作者本人 |作者:玩家精選
昨晚在逛張大媽時,偶然看到電腦風扇改插頭、改線材、改端子這樣一篇帖子,在感慨作者發布教程詳細注意細節的同時,也佩服作者的動手能力,在文章結尾處關于風扇線序的說明比較簡單,今天特意整理出來一片,希望給各位玩家能帶來幫助。
散熱風扇,英文名:Cooling fans 。散熱風扇的技術和性能方面已經完全達到了成熟的階段,并不斷有新技術出現。風扇規格尺寸從 8mm 到 280mm,電壓有 5V,12V,24V,48V,110V,220V,380V,外形有方形,圓形,橄欖形等。
散熱風扇的工作原理是按能量轉化來實現的,即:電能→電磁能→機械能→動能。其電路原理一般分為多種形式,采用的電路不同,風扇的性能就會有差異。
很多玩家對于 FAN 的針腳定義并不能很好的了解,這也是源于被忽略的說明書。不知道什么時候主板的說明書就成了擺設,很少有玩家去關注它。
大多時候都是只有遇到問題的時候才回去翻動它,那么我們下面趕緊來看看說明書中有關FAN針腳的定義。
機箱主板 4Pin 風扇接口針腳線序
主板風扇接線圖
電腦機箱散熱風扇 4Pin 針腳線序
電腦機箱散熱風扇 4Pin 針腳線序定義
電腦機箱散熱風扇 4Pin 針腳線序定義
散熱風扇有很多種分類方法,有 DC 直流、AC 交流之分,還可以分為有刷、無刷,也有滾珠軸承、含油軸承之分,我們這里主要談的是散熱風扇的電源線接口,簡單來說可以分為 2 針 (2pin)、3 針 (3pin) 及 4 針 (4pin) 之分,我們逐一來看。
散熱風扇的 2 針、3 針與 4 針 (圖片來源于 togell)
2 針的散熱風扇意味著它只有紅黑兩種電源線,一個接地,一個供電,結構簡單,但是功能也很少,不能測速,想要調速需要使用其他方案。
2 針風扇
電腦散熱風扇針腳接口順序及定義 2 針風扇 除了上面說的 2 針風扇,還有一種 D 型電源接口的風扇,也就是大 4pin 接口的風扇,這里也歸類到 2 針風扇里來說一下吧,比較有代表性的風扇就是酷冷黑旋風系列。
酷冷黑旋風大 4pin 接口風扇 (圖片來自淘寶店鋪)
這種風扇也沒有變速功能,而且供電是 12V 的,用大 4pin 接口就是為了獲得更好的性能 (功率更大),酷冷黑旋風的轉速為 1200RPM,風量 44.72CFM。說到這里,想到前幾年因為散熱環境差,腦袋一熱就買了幾個 1500RPM 轉速的暴力扇,使用的也是大 4pin 接口,風量確實強大,但是噪音受不了,用了兩次就放棄了。
目前 2 針的風扇也沒有退出舞臺,在不同的場合中依然有大量應用,不過對 DIY 玩家來說,2 針的風扇在變速等方面上已經不能滿足要求了,3 針、4 幀風扇才是更合適的選擇。
2 針風扇不能調速的問題在當前社會越來越嚴重,因為人們并不是一直需要風扇全速運行,溫度不高的時候降低風扇轉速可以帶來更低的噪音,玩家對靜音的需求日益增多,所以有了能調速的 3 針風扇接口。
3 針風扇針腳定義
3 針風扇接口在原先的紅黑基礎上增加了一條黃色的線 (也部分是黑黃綠),它主要負責測速,通過它主板可以偵測到風扇是否在轉、轉速多少,不過 3 針風扇的調速是通過調整風扇電壓來實現的,首先這樣做調節轉速依然不夠靈活,溫度探測來自主板,不能實時反映 CPU 狀態信息,而且需要主板 BIOS 設置各種參數,所以能不能調速還要看主板支持與否。
更重要的一點,不同的風扇還有不同的啟動電壓,電壓調速不是線性的,通過電壓控制轉速有可能導致低電壓時達不到風扇所需的啟動電壓,出現風扇停轉等問題。
從 2 針到 3 針,風扇調速的問題始終沒有徹底解決,所以在 LGA775 時代英特爾聯合廠商推出了新的 PWM 調速規范,散熱風扇變成了 4 個針腳,在 3 針基礎上又多了一個 PWM 線 (脈寬調變)。
4 針風扇的接口顏色也不固定,常見的有下面兩種:
主板風扇 FAN 接口圖解
主板風扇 FAN 接口圖解
圖片來源于 B 站平臺 @林海 rinhai 用戶
文章鏈接:https://www.bilibili.com/read/cv10094383
主板風扇 FAN 接口圖解,4pin 接口線序圖解
4 針風扇接口的顏色及接口定義
多出的 PWM 線就是利用 PWM 機制來調節風扇轉速,而風扇電壓是恒定的,避免了控制電壓來變速的一系列弊端。
常用風扇接口
有時候會遇到即便風扇是 4 針 PWM 控制的,但是接到主板上依然不能智能控速,這個問題可能就跟主板有關系了,因為主板上的 4 針接口不一定都是 PWM 控制的,也可能是電壓控制轉速的。
某些主板的 4 針接口不一定是 PWM
貓頭鷹在官方 FAQ 中就提到了這個問題,這個要看主板廠商的說明書描述,如果提到了 NC、VCC 等字眼,說明它不是支持 PWM 調速的,是通過降低電壓來實現的。
還有一個問題就是 3 針、4 針風扇的混插問題了,由于兩者有 3 個陣腳都是一樣的,所以是可以混插的,當然 4 針風扇插入 3 針接口會損失 PWM 調速功能,3 針風扇插入 4 針接口上也不會自動獲得 PWM 調速功能。
同型號風扇建議使用風扇一分多供電分線,更多風扇情況需要用到風扇集線器。
不推薦購買使用大 4Pin 供電的無測速風扇,風扇一直全速不符合正常用戶使用場景。
散熱風扇的2針、3針、4針是老生常談的問題了,目前2針風扇在日常使用中不多見,3針、4針的比較普遍,從使用體驗上來說,選擇帶PWM功能的4針風扇的主板是首選,大部分主板及CPU散熱器帶的風扇都是4針PWM的。
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