計算機CPU芯片散熱技術研究

袁小初

摘 要 隨著科學技術的發(fā)展，計算機逐漸的走入到了我們的生活之中，其應用性能漸漸地被各方更加的重視。而計算機的CPU是計算機的系統(tǒng)中的核心，隨著科技的進步以及人們的需求的增加，CPU變得越來越高度集中且變得更加的微型化，因此其散熱的處理也變得越來越難，CPU的良好散熱逐漸的引起了人們的重視。在這樣的背景下，本文主要在保證且使用的效率以及壽命的前提下，對于計算機CPU芯片的散熱技術進行了研究，希望能夠起到一定的參考價值。

關鍵詞 計算機 CPU芯片 散熱技術

中圖分類號：TP332 文獻標識碼：A

1 CPU芯片散熱的重要

隨著計算機的性能的不斷發(fā)展，其需要的功耗也變得越來越大，這就需要對其進行緊湊性的設計，因此CPU的體積在這樣的情況下變得越來越小，這就導致其集成的程度很高，它的性能對于溫度變得更加的敏感，如果沒有及時散熱就會使其壽命縮短，并且在使用的過程中計算機的性能也會因此而受到影響，因此在平時的使用過程中如何對其進行更好的散熱顯得至關重要，能夠很好地提高計算機的硬件系統(tǒng)的工作的可靠性，并且保證計算機的持續(xù)性的高性能工作。

2 CPU芯片散熱技術

對于計算機的CPU進行散熱，主要可以將其分為兩個方式：主動的散熱方式以及被動的散熱方式。其中，主動地散熱方式指的是，由于CPU的本身的溫度是高于實際的環(huán)境溫度的，因此在沒有制冷機構的情況下，借助于熱輻射以及自然對流的方式能夠將熱量主動地散發(fā)到空氣中去。早期的CPU采用的散熱方式就是這種方式，通過散熱片將CPU的熱量通過散熱板、預留的散熱孔等散發(fā)出去。而被動的散熱方式，指的是通過包含一定的制冷機構，將芯片的溫度降低到環(huán)境溫度的水平。很明顯的可以看出來，被動的散熱方式更加有利于CPU的散熱，因此目前幾乎所有的CPU都是采用被動的方式來進行散熱的。主要的散熱方式有如下幾種。

2.1風冷散熱

這種散熱方式目前幾乎是所有的臺式的處理器所采用的散熱的方式，主要是通過在處理器上直接安裝散熱的風扇的方式來進行散熱的。風扇能夠產(chǎn)生強制的對流來對溫度的上升進行控制。由于熱量的傳遞主要有這樣幾種方式：熱傳遞、熱對流以及熱輻射，對于采用風冷散熱的系統(tǒng)來說，散熱系統(tǒng)的主要工作原理是基于熱傳導以及熱對流的方式來進行的。風冷散熱將空氣作為導熱的一種媒介，熱效率比較低，為了增強熱交換的能力，使用強力型的風扇會增加噪聲，因此通過散熱器增加散熱面積的方式來提高散熱的能力，通過提高風速來對氣流的組織進行改善，從而通過熱對流的方式來對計算機的CPU芯片進行散熱，并且與此同時通過低溫送風或者是直接的對制冷系統(tǒng)進行應用來獲得較大的溫差。然而，單純地使用這種方式來進行散熱已經(jīng)逐漸的接近了其散熱的極限，因此對其進行改進顯得尤其重要。

2.2水冷散熱

這種散熱方式主要是通過水循環(huán)系統(tǒng)中水的流動來將CPU中的熱量帶走，從而實現(xiàn)計算機及CPU芯片降溫的目的。使用這樣的散熱技術，幾乎不會出現(xiàn)熱尖峰的現(xiàn)象，能夠很好地解決由于CPU的散熱不好而導致的計算機死機的問題。水冷系統(tǒng)能夠將計算機的CPU的問題維持在室溫的狀態(tài)下，這樣能夠很好地改善計算機內(nèi)部的工作環(huán)境。然而這種散熱技術還存在一定的缺點，由于水冷散熱系統(tǒng)不方便、體積大、安裝麻煩并且存在水可能會泄露因此導致計算機內(nèi)部短路等問題，還需要對其進行進一步的研究。

2.3熱管散熱技術

熱管是一種效率很高的導熱材料，通過是由管殼、吸液芯和端蓋組成的，因此其導熱效果很好，并且除此之外它有對介質制冷的效果，能夠使得介質快速的降溫，并且通過使在密封性比較好的真空管中的液體的蒸發(fā)來傳遞CPU的熱量，有著很好的導熱性能以及很好地等溫性能。首先需要對容器進行密閉的設置，在形成了真空環(huán)境之后在其中注入沸點較低的介質。這樣在工作的過程中，密閉容器的一段受熱時工作介質吸熱以后就會汽化，這些蒸汽會在低溫處凝結，然后通過毛細作用力或者是重力的因素使其流回原來的位置，這樣就形成了一次熱量的交換循環(huán)。但是目前來看，國內(nèi)的技術還不是很成熟，需要進一步的發(fā)展研究，因此在實際的應用中還沒有進行廣泛的使用。

通過上述的分析可以看出，目前來看風冷散熱技術是計算機處理器中最為常見的、且技術相對成熟的一種散熱方式，不僅很簡單、可靠而且實現(xiàn)的成本也比較低，因此在計算機的CPU處理器散熱系統(tǒng)的設計過程中，往往都會采用風冷散熱系統(tǒng)來進行散熱。目前，通過使用風冷散熱風扇和散熱的期間相互結合的方式，并且通過空氣對流以及熱傳導相互結合的方式，就已經(jīng)能夠基本的滿足目前的計算機的散熱需求了。然而隨著科技的發(fā)展，計算機勢必會得到進一步的發(fā)展，其散熱的需求也會隨之而增加，而目前對于計算機CPU的散熱技術還是處于探索的階段，對于這些技術進行進一步的研究和發(fā)展有著重要的意義，對于計算機的工作效率的提升、以及使用壽命的延長也有著關鍵性的作用。

3 結論

計算機CPU，也就是中央處理器是計算機的核心部分，在計算機的整個系統(tǒng)中處于控制性的核心地位，其散熱的程度對于計算機的使用性能以及使用壽命會產(chǎn)生直接的影響。因此，在這樣的背景下本文主要在介紹了CPU散熱的重要性的基礎上，介紹了計算機CPU芯片散熱的相關技術，可見這幾種技術中風冷散熱的方式是目前來看最有價值的一種價值。然而隨著科技的發(fā)展，對于CPU的散熱技術還需要進一步研究以適應人們的需求。

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