便攜式計算機(jī)散熱問題研究

趙洪宇

摘要：隨著科技的進(jìn)步電腦的體積也越來越小，芯片技術(shù)性能的提升，電子元件工作頻率及功耗也隨之上升，這樣就造成了在筆記電腦中空間的局限性和原件的耗電量產(chǎn)生大量的熱不能即使的散發(fā)出去，這就造成了筆記本電腦局部溫度過高。傳統(tǒng)的風(fēng)冷技術(shù)已經(jīng)很難滿足現(xiàn)在人們的需求，需要新的散熱理念來解決問題。目前在筆記本硬件中因為溫度過高而發(fā)生故障的占到了百分之80。本文分析筆記本電腦過熱的原因，針對散熱問題提示解決對策。

關(guān)鍵詞：筆記本；散熱

長時間以來，電腦散熱問題就是電腦發(fā)展過程中的頭號障礙，散熱問題關(guān)系到計算機(jī)的工作穩(wěn)定性和硬件使用壽命。隨著電子技術(shù)的更新?lián)Q代，CPU的一代代更新，CPU工作頻率越來越高，發(fā)熱量也隨之提高。筆記本電腦散熱問題也變得越來越突出，甚至成為了筆記本電腦發(fā)展的重要制約因素。

一、 熱量來自哪里

筆記本中筆記本內(nèi)部硬件中最大的發(fā)熱源就屬于CPU處理器、男北橋芯片、內(nèi)存以及顯卡。其中CPU為主要發(fā)熱源，CPU工作速度越快，功耗越大，產(chǎn)生的熱量就越多。其次就是顯卡隨著3D技術(shù)應(yīng)用到游戲中，顯卡也成為了一大發(fā)熱源。內(nèi)存設(shè)備，南北橋都會有一定的熱量產(chǎn)生。

二、 當(dāng)前主流散熱

熱傳遞有三種方式：傳導(dǎo)、對流和輻射。熱從物體溫度較高的部分沿著物體傳到溫度較低的部分，叫做傳導(dǎo)?？恳后w或氣體的流動來傳熱的方式叫做對流。熱由物體沿直線向外射出，叫做輻射。

1.風(fēng)扇散熱。風(fēng)扇散熱是最早應(yīng)用于筆記本散熱中的散熱系統(tǒng)，風(fēng)扇散熱原理是利用風(fēng)扇轉(zhuǎn)動制造高低氣壓來完成空氣對流從而起到加速散熱的作用，通過智能芯片可以根據(jù)溫度改變而改變轉(zhuǎn)速，現(xiàn)在筆記工藝已經(jīng)把以前的垂直CPU改為了平行CPU這樣能夠更好的節(jié)省筆記本空間。但是現(xiàn)在風(fēng)扇散熱已經(jīng)很難滿足人們的需求了

2.導(dǎo)熱金屬。應(yīng)用一些高傳導(dǎo)熱量的金屬，放置在CPU等位置增加散熱面積，在筆記本中多處位置添加金屬板，CPU正反位置一般都會有一張金屬板，鍵盤也采用金屬板制成起到協(xié)同散熱的作用。筆記本電腦機(jī)身有的也采用金屬材料，在一定程度上也會起到協(xié)同散熱的作用。

3.散熱管。散熱管技術(shù)是由IBM提出，其工作原理，是先把管內(nèi)抽成低氣壓，在其中添加工作物質(zhì)，通過溫度改變導(dǎo)致工作物質(zhì)汽化液化對流循環(huán)，來達(dá)到散熱的目的，熱管因為材料和工作物質(zhì)的不同分為很多種，最常用的就是銅—水熱管，這種熱管兼顧了導(dǎo)熱性的同時，還控制了成本。

4.智能溫控系統(tǒng)。溫控系統(tǒng)，也是當(dāng)前必不可少的散熱方式，當(dāng)筆記本CPU溫度升高到一定溫度時，風(fēng)扇加大輸出功率提高轉(zhuǎn)速帶走更多的熱量保護(hù)計算機(jī)，當(dāng)CPU溫度降低到一定溫度時，風(fēng)扇減少輸出功率降低轉(zhuǎn)速，從而省電，當(dāng)溫度在降低到一定溫度時，風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動，利用本身金屬散熱，這樣不僅能夠幫助筆記本散熱還能起到保護(hù)CPU的作用，延長硬件使用壽命，提高筆記本工作的穩(wěn)定性，更加省電延遲待機(jī)時間。

5.intel技術(shù)。Intel技術(shù)可以讓計數(shù)機(jī)有兩種工作模式，可以在兩種模式之間來回切換，即高性能狀態(tài)有外接電源，省電模式無外接電源，該系統(tǒng)主要是由電源識別系統(tǒng)和自動電壓調(diào)整系統(tǒng)來構(gòu)成，高性能模式就是CPU功率全開起到最大的運(yùn)行效果，省電模式即是讓CPU功率降低百分之40左右，但是最大性能還能維持在百分之80左右。

三、從發(fā)熱原本身入手

在筆記本電腦中使用先進(jìn)的專們應(yīng)用于筆記本的CPU，由于筆記本電腦對功耗以及散熱的特殊要求，筆記本電腦專用CPU的工藝要比臺式CPU更復(fù)雜、技術(shù)含量更高。筆記本電腦區(qū)別臺式機(jī)電腦的一個重要特點就是體積小，需要電池供電。而這就必須要求CPU的功耗低，因為只有功耗低，電池供電時間才能長。目前市場中臺式CPU的功率是19～29瓦，而筆記本電腦CPU的功率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于臺式機(jī)的。功耗大，自然產(chǎn)生的熱量就多，而臺式機(jī)CPU的極限工作溫度卻低于筆記本專用CPU。因此，在筆記本電腦內(nèi)部狹小的空間內(nèi)，即使散熱做得再好，一旦使用了臺式CPU，也無法良好的進(jìn)行散熱，當(dāng)內(nèi)部溫度達(dá)到一定高度時，筆記本電腦就很可能出現(xiàn)多種故障，比如：死機(jī)。因此一定要使用筆記本專門的處理器。也期待CPU能夠有一個質(zhì)的飛躍，能夠做到體積、功耗、發(fā)熱更小的目標(biāo)。

四、 新型散熱技術(shù)—水冷散熱

水冷散熱可以分為兩大類，主動水冷和被動水冷，主動式水冷除了在具備水冷散熱器全部配件外，另外還需要安裝散熱風(fēng)扇來輔助散熱，這樣能夠使散熱效果得到不小的提升，被動式水冷則不安裝任何散熱風(fēng)扇，只靠水冷散熱器本身來進(jìn)行散熱，起到真正的靜音散熱。

水冷工作原理就是以水泵為動力讓水冷液在硅膠管里流動，在吸熱水冷頭與散熱排水泵之間循環(huán)，吸熱水冷頭把發(fā)熱硬件的熱量通過水冷液傳遞到散熱排，帶風(fēng)扇的散熱排把液體溫度降低后循環(huán)到水泵繼續(xù)到吸熱水冷頭。就這樣不斷循環(huán)，把熱量從熱源如CPU的表面帶走。冷系統(tǒng)一般由以下幾部分構(gòu)成：熱交換器、循環(huán)系統(tǒng)、水箱、水泵和水，根據(jù)需要還可以增加散熱結(jié)構(gòu)。其中，熱交換器是整個水冷系統(tǒng)的核心，水冷系統(tǒng)的效率在很大程度上由它來決定，這也是整個系統(tǒng)構(gòu)思最巧妙的部分。

水冷散熱不足之處：造價高昂，占用空間大，養(yǎng)護(hù)麻煩，且水或者其它替代液體會有變質(zhì)維護(hù)等一系列問題，水冷散熱器的使用具有一定的危險性，主要的危險因素就是漏液，可能會燒壞主板硬件，影響計算機(jī)的使用。還有就是冷凝現(xiàn)象，水汽遇冷凝結(jié)形成水珠也會帶來危險。一般情況下不會出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象。

如果能夠解決占用空間大，造價高，不宜保養(yǎng)等問題，水冷技術(shù)應(yīng)該會成為以后散熱技術(shù)中的主流技術(shù)。

小結(jié)

隨著筆記本電腦技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，散熱問題成為了最為關(guān)鍵性的問題，如果能夠解決筆記本散熱問題，就一定會帶來筆記本電腦的質(zhì)的飛躍，筆記本電腦將會變的更薄，更小，更能持久工作。不管什么樣的散熱技術(shù)都是和風(fēng)扇散熱技術(shù)相結(jié)合，把熱量快速的帶走散發(fā)到空氣中從而起到散熱降溫的功效。（作者單位：齊齊哈爾工程學(xué)院）

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