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计算机CPU散热的重要性与常用技术分析

发布来源:发布时间:2018/07/17点击量:2581

计算机CPU散热的重要性与常用技术分析

欧阳寰

(武汉理工大学艺术与设计学院,湖北 武汉 430070)


摘  要:信息技术及网络技术的不断进步进一步推动了计算机工艺水平的提高,随着人们对计算机设备的应用需求越来越大,计算机的工艺制作也逐步变得越来越精良,CPU作为计算机的关键核心,也逐步实现了集成化、高频化发展,计算机运行频率的不断提高及能耗的不断增加导致CPU温度逐渐上升。因此,计算机CPU的散热问题及处理技术开始得到了人们的广泛关注。

关键词:计算机;CPU;互联网;散热功能

中图分类号:TP332             文献标识码:A        DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2018.14.099


    信息时代背景下,计算机技术及互联网技术正在日益成熟,且应用范围也越来越广,当今人们的生产生活及工作学习已经离不开对计算机网络技术及网络设备的应用。随着人们对计算机设备的应用要求逐步提高,计算机制造生产厂商也逐步改良了计算机的工艺生产技术,从而促使计算机设备的使用性能进一步得到了提高。CPU也就是我们常说的中央处理器,是计算机设备的运行核心。近年来,电子产品市场的蓬勃发展大大加快了计算机设备等电子产品的更新速度,计算机设备当然也不例外,计算机能耗的不断增加促使CPU的散热功能受到影响,从而极易导致设备故障问题的产生。因此,有必要对其处理技术加以分析。

1  CPU在计算机当中的应用价值

计算机作为一种现代化的新型网络电子设备,其产生对人们的生产生活带来了巨大的影响。同时,对推动我国社会发展进步也起到了重要的作用。而计算机设备的运行及应用建立在良好运行的中央处理器(CPU)之上,CPU对于计算机而言就像人的大脑对于人的重要性一样,发挥着决定性的作用。如果计算机CPU运行出现问题,则相应的计算机设备自然也会无法正常运转,出现计算机系统瘫痪及计算机死机现象。由此可见,CPU在计算机设备当中具有十分重要的作用,只有保证了计算机CPU的稳定运行,计算机设备才能够更加充分地发挥其使用性能,为人们提供更加高效、及时的网络服务,满足人们的生产生活需求。

2  计算机CPU散热的重要性分析

计算机设备的运行过程实质上就是一个对网络数据进行分析计算及转换并传输的过程,而在这一运行过程当中,CPU发挥着至关重要的保障作用。CPU其实就是一个小小的中央数据处理芯片,但是正是由于这个小小的、具有高度集成化特点的处理芯片,却影响、维系着整个计算机设备的运行。在计算机设备的运行过程当中,由于设备的高速运转使得相关的设备能耗逐步加大,导致计算机设备的中央处理器温度开始升高,而计算机中央处理器本身就是一个体积相对较小、极易储蓄热量的电子芯片,因此,在运行当中更容易产生相关的高温问题。随着时间的推移及计算机设备的长时间运转,高温持续状态如果得不到有效改善及缓解,就会进一步导致中央处理器的性能受损,造成计算机死机及毁坏,给用户的使用带来严重的影响。为了进一步延长计算机CPU的使用寿命,确保计算机CPU的稳定运行,提高计算机设备的工作效率,采取有效的措施及技术对计算机的CPU进行散热控制及处理显得更加重要。

3  计算机CPU散热的常用技术分析

当前,人们对计算机网络运行设备的使用需求越来越大,对计算机硬件及软件的质量性能要求也越来越高。计算机工艺技术及信息技术的不断进步,使得我国目前的计算机CPU散热处理技术也得到了进一步的改进及完善。现阶段,人们针对计算机CPU的散热问题主要采用的是被动式散热技术以及主动式散热技术。被动式散热技术是一种相对传统的计算机CPU散热技术,其主要是通过设置相关的制冷结构,比如利用键盘及散热孔等形成空气对流,进而将热量排出到计算机外部;主动式散热技术只需要对冷辐射加以有效利用,便能促使CPU温度得到合理控制。在实践中,为了更好地改善CPU温度过高的问题,还要结合实际来进行选择及利用。通常情况下,其常用的技术一般分为以下几种。

3.1  水冷散热技术

水冷散热技术是目前一种比较常用的计算机CPU散热处理技术,由于其水冷散热系统体积相对较大,且构造相对复杂,因此,通常被广泛应用于各大服务站当中。水冷散热系统的内部结构十分复杂,其不仅包括换热器、管道,还包括水冷快、水泵、冷却液和水箱等的构造。由此可见,其工作原理也具有相当的复杂性,在利用水冷散热技术对计算机CPU进行散热处理的过程当中,主要是通过水冷散热系统当中的水冷快及循环冷却液对计算机CPU在运行当中所产生的热量进行吸收、传导及流通,从而持续地带走CPU所不断产生的热量,以确保计算机CPU的散热效果。在整个散热处理过程当中,尤其要加强对水泵的重视及应用,因为其是确保循环冷却液得以持续流通的重要保障。只有水冷散热系统顺利运行,才能保证水散热技术的应用价值。需要注意的是,水冷散热技术在应用的过程当中,由于其复杂系数相对较高,因此,也面临着较多的应用问题,比如漏水问题和安装问题等。

3.2  风冷散热技术

风冷散热技术作为一种相对传统的散热处理技术,主要被广泛应用于台式计算机设备的CPU散热处理当中,与水冷散热技术相比,风冷散热技术的应用及处理较为简单。众所周知,其主要就是通过在计算机CPU当中安装排风扇,从而实现对CPU的散热处理,降低CPU的运行温度,其工作原理也很简单,就是利用风扇在运转当中所产生的对流风力,来对CPU运行当中所产生的热量进行传导及排出,从而对其运行温度加以控制及降低,其主要是通过对热传导及热对流加以利用,使得计算机CPU的运行热量与风扇的运转风量进行热对流之间的碰撞及融合,从而实现CPU的降温处理。其中,比较复杂的是热传导散热处理方式,在利用热传导进行CPU降温处理的过程当中,首先对计算机CPU运行所产生的热量进行内部接触及传导,并将其热量从CPU表面传导至散热器内部;通过在散热器表面加以传导至翅片顶端,从而促使CPU热量能够通过热对流的散热方式被顺利排出到计算机设备外部,以实现对CPU的散热处理,确保CPU的运行性能。

3.3  热管散热技术

与以上2种散热技术相比,热管散热技术是一种比较新型的现代CPU散热技术,其组成结构也相对比较简单。与众不同的是,其结构是一种封闭式的真空构造,在实际应用当中,主要就是通过在此种封闭的结构当中,将热管也抽至真空的状态,并将相关的低沸点介质注入真空热管当中,从而实现CPU散热处理。其应用原理是一种相对科学的技术,主要是利用了传导介质在密闭的容器当中所形成的饱和状态,从而促使热管在受热的过程当中产生的热量能够充分地被相关传导介质吸收,并产生汽化反应,形成蒸汽,最后再通过重力作用将蒸汽液体传导回去,进而有效排出计算机CPU运行当中所产生的热量。由于此种CPU散热处理技术是一种新型的散热技术,因此,我国现阶段对其的应用还不够成熟,为此相关人员要加强对其的研究及创新,以更好地提高其应用价值。

3.4  被动散热技术

被动散热技术在当前计算机CPU的散热处理当中应用范围相对广泛。在利用被动散热系统进行CPU散热处理的工作当中,需要应用大量的散热片来对CPU运行当中所产生的热量进行导出,因此,加强对散热片的优化是重中之重。现阶段,应用比较广泛的便是塔型热管散热器,但是由于此种散热器铝片之间的间距过小,通常情况下,还需要利用风扇确保散热系统的有效运作,实现对CPU的散热处理。因此,一定要对散热器铝片之间的间距及空隙进行合理控制及设计。在具体的应用过程当中,相关的技术人员一定要结合实际的计算机设备情况,包括计算机设备的外观、性能以及主机箱的大小等,开展相关的设计处理工作,促使CPU产生的热量能够被及时传导及排出,确保被动散热系统的有效运行。

4  结束语

现阶段,我国的信息化建设步伐正在逐步加快,人们对计算机设备的应用需求及性能要求也越来越高,为更好地提高计算机设备的工艺生产技术,为人们提供更加优质的网络服务,相关的技术人员就要加强对计算机CPU散热问题的重视,并不断地改进、完善现有的CPU散热处理技术,研究更加科学化、现代化的散热处理技术,从而更好地促进计算机CPU的稳定持续运行,提高计算机的运行效率,推动我国社会生产进步。

参考文献:

[1]曹巍耀.计算机CPU散热技术研究[J].科技风,2016(22):37.

[2]秦晓琪,韩楚文.CPU散热原理及散热方式浅析[J].电脑知识与技术,2017,13(10):210-211.

[3]程蓉蓉.计算机CPU芯片散热技术研究[J].辽宁师专学报(自然科学版),2014,16(04):90-93.

[4]王卓.高温对计算机CPU性能影响机理及散热技术分析[J].南方农机,2015,46(08):76,83.

〔编辑:张思楠〕

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本文已公开发表在《科技与创新》杂志2018年第14期

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