中央處理器(central processing unit,簡稱CPU),是電子計算機的主要設備之一,它是主要作用就是分發處理計算指令和電腦軟件里數據運算請求等。CPU是電腦中負責讀取各種程序指令,對指令譯碼分析后分發執行各種指令的核心部件。在電腦的體系結構中,CPU 是對電腦所有硬件資源(如存儲器、輸入輸出單元) 進行控制調配、執行通用運算的核心硬件單元。CPU 是計算機的運算和控制核心。計算機系統中所有軟件層的操作,*終都將通過指令集映射為CPU的操作。如此重要的部件,卻因為以下原因產生大量熱量:
1、cpu的制備工藝越來越先進,晶體元器件越體積來越小,集成度越來越高,這樣就能在很小的體積空間下滿足更大運算要求,也符合IT產品體積變小的趨勢,但是單位面積產生的熱量更大。
2、電流通過連接cpu里面微原件的時候產生的熱量,即焦耳熱,跟電流的平方成正比;
3、電流通過pn結的時候釋放的熱量,這個熱量占cpu熱量比例較高,通常和頻率成正比,和電流的平方成正比,跟電壓的平方成正比,所以cpu超頻的時候,頻率上升,這個時候消耗會增加,cpu總體等效電阻降低,電流增加,功耗也會增加;
CPU在工作的時候會產生的熱量,如果不將這些熱量及時散發出去,輕則導致死機,重則可能將CPU燒毀,CPU散熱器就是用來為CPU散熱的。 散熱器對CPU的穩定運行起著決定性的作用。
Cpu散熱器的散熱方式一般有水冷、熱管和風冷三種方式,其中*常見的為風冷散熱器。風冷散熱器由起散熱作用的風扇和一個散熱片組成。其原理是由散熱片先吸收CPU的熱量,再用風扇吹風加壓把熱量吹走。雖然不同類型和規格CPU使用的散熱器不同,但市面上常見的散熱器大部分為此類風冷散熱器。
如果能將散熱器的散熱效果提升,則會提高CPU運算能力,降低CPU高溫、燒毀的風險,延長機器使用壽命,常見的提高散熱效果的方式有:
1、將散熱片材質換成熱輻射率更高的材料,如銅等,或者增加尺寸和散熱面積;
2、增加風扇尺寸和轉速,從熱源帶走更多的熱量;
3、在散熱片表面涂一層熱散熱涂料加強散熱片與外界熱交換能力。
其中,方案1會大大增加散熱片成本和尺寸,不符合電子元器件越來越小的發展趨勢,經濟性較差;方案2不不止增加風扇能耗成本,還會大大增加風扇自身的發熱,同樣不理想;方案3只需在散熱片表面涂一層石墨烯散熱涂料,在不改變散熱片尺寸材料與成本、能耗的情況下,增強了散熱效果,經濟性更佳。
下面重點介紹一下石墨烯散熱涂料應用在cpu散熱器上帶來的降溫實際效果。
測試方法:對比空白樣常規cpu散熱器和噴涂了石墨烯散熱涂料的cpu散熱器在電腦正常工作狀態下cpu的溫度差異。
測試步驟:
1、室外溫度為38度,在溫度為30度的室內,先打開正常狀態未噴涂散熱涂料的電腦,運行cpu溫度壓力測試工具,測試cpu平均溫度為66度;
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2、將cpu散熱器整體從機箱拆下,再拆下風扇與散熱片;
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3、將散熱片噴涂石墨烯散熱涂料,并烘干成型;
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測試小結:噴涂石墨烯散熱涂料的cpu散熱器對比空白樣,平均溫度低了5度;降幅為溫差(cpu溫度與室溫溫差)的13.89%,降溫效果明顯。