電腦散熱風(fēng)扇的選購

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[導(dǎo)讀:]電腦散熱風(fēng)扇的選購

除了選擇軸承的方式,另外就是風(fēng)量和風(fēng)壓。另外看你會不會在乎風(fēng)切聲,如果在乎的話,要碼就是選擇轉(zhuǎn)速低點的風(fēng)扇,要碼就是選擇有 PWM 的風(fēng)扇(不然你要用電壓來控制也可以)。

散熱器風(fēng)扇的效能(例如風(fēng)量、風(fēng)壓)主要取決於:風(fēng)扇扇葉直徑和軸向長度;風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速;扇葉的形狀。好的風(fēng)扇除了通風(fēng)量大、風(fēng)壓高以外,可靠性也是非常重要的,風(fēng)扇使用的軸承形式在此顯得非常重要。高速風(fēng)扇一律使用滾珠軸承(ball bearing),而低速風(fēng)扇則使用成本較低廉的自潤軸承(sleeve bearing)。
風(fēng)量與風(fēng)壓的測試方法有兩種,一是用風(fēng)洞儀測試,另一種是用雙箱法測。但對於一般用戶而言,沒有這樣的設(shè)備,只能看廠家提供的資料。因此用戶可將此資料作為參考,更終還要看降溫效果。


轉(zhuǎn)速

風(fēng)量是衡量一個風(fēng)扇性能的重要指標。在談風(fēng)量之前,我們首先要談的是風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。顧名思義,這就是風(fēng)扇在公司時間內(nèi)旋轉(zhuǎn)的圈數(shù),一般用公司"轉(zhuǎn)/分"來表示。雖然說轉(zhuǎn)速不能決定風(fēng)扇的散熱性能,但也是一個重要的指標。不過,建議不要選擇轉(zhuǎn)速過大的風(fēng)扇(現(xiàn)時的標準是更好不要超過5000轉(zhuǎn)/分)。因為風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是和風(fēng)扇的噪音成正比的,轉(zhuǎn)速過大的話,將會形成巨大的噪音。這對於一臺電腦來說無疑是很難容忍的(除非你對噪音毫不在乎)。言歸正傳,如果一個風(fēng)扇可以達到5000轉(zhuǎn)/分,但其扇葉如果是扁平的話,那就不會形成任何氣流的,所以關(guān)係散熱風(fēng)扇的排風(fēng)量,扇葉的角度是決定性因素。

風(fēng)量

風(fēng)量是指風(fēng)扇通風(fēng)面積與該面積平面速度之積。通風(fēng)面積是出口面積減去渦舌處的投影面積。

平面速度是氣流通過整個平面的氣體運動速度,公司是米/秒。平面速度一定時,扇葉葉輪外徑越大,通風(fēng)面積越大,風(fēng)量則越大。風(fēng)量越大,冷空氣吸熱量則越大,空氣流動轉(zhuǎn)移時能帶走更多的熱量,散熱效果越明顯。風(fēng)扇的流量大都採用CFM為公司(英制公司,立方英呎/分),大約等於0.028立方米/分鍾。 50x10mm CPU風(fēng)扇會達到10 CFM,而6000RPM的50x10mmCPU風(fēng)扇則會產(chǎn)生更多的CFM。60x25mm風(fēng)扇通常能達到20-30的CFM。衡量散熱風(fēng)扇排風(fēng)量的方法相對的則比較直觀,主要將風(fēng)扇接上電源,然後將手放在風(fēng)扇旁感受一下吹出的風(fēng)量就可以了。另外,還有一個方法,一個強勁的風(fēng)扇在高速旋轉(zhuǎn)時,它的扇葉看起來應(yīng)該是靜止不動的,也就是說,你應(yīng)該看不到轉(zhuǎn)動的痕跡。

風(fēng)壓

為進行正常通風(fēng),需要克服風(fēng)扇通風(fēng)行程內(nèi)的阻力,風(fēng)扇必須產(chǎn)生剋服送風(fēng)阻力的壓力。測量到的壓力變化值稱為靜壓,即更大靜壓與大氣壓的差值。它是氣體對平行於物體表面作用的壓力,通過垂直於其表面的孔測量出來的。

把氣體流動所需動能轉(zhuǎn)化為壓力的形式稱為動壓。

為實現(xiàn)送風(fēng)的目的,需要有靜壓與動壓。全壓為靜壓與動壓的代數(shù)和。風(fēng)壓越大,風(fēng)扇送風(fēng)能力越強。

在實際應(yīng)用中,標稱的更大風(fēng)量值,並不是實際散熱片得到的送風(fēng)量,風(fēng)量大,也並不代表通風(fēng)能力強。因空氣流動時,氣流在其流動路徑會遇上散熱鰭片的阻撓,其阻抗會限制空氣自由流通。即風(fēng)量增大時,風(fēng)壓會減小。因此必須有一個更佳操作工作點,即風(fēng)扇性能曲線與風(fēng)阻曲線的交點。在工作點,風(fēng)扇特性曲線之斜率為更小,而系統(tǒng)特性曲線之變化率為更低。而此時的風(fēng)扇靜態(tài)效率(風(fēng)量X風(fēng)壓/耗電)為更佳。

有時為了能減小系統(tǒng)阻抗,甚至選用尺寸較小的風(fēng)扇,也可以獲得相同的風(fēng)壓。

軸承系統(tǒng)

因為風(fēng)扇的功率越來越大,轉(zhuǎn)速越來越快,噪音也就越強。如今風(fēng)扇為了減輕噪聲都投入了一些設(shè)計,例如改變扇頁的角度,增加扇軸的潤滑度和穩(wěn)定度等等。其中,比較好的一項技術(shù)是採用了"滾珠軸承"?;瑒虞S承風(fēng)扇大都價格低廉而寧靜,但是其可靠性則較低。便宜的滑動軸承只是一個有幾個可以新增潤滑油小孔的環(huán)。風(fēng)扇的馬達就在這個環(huán)中轉(zhuǎn)動,新增了的潤滑油就在小孔內(nèi)積存著來潤滑軸承。

滾珠軸承通常比滑動軸承貴,聲音也大一點,但是它的可靠性較高。而用於PC電腦電腦機器內(nèi)的風(fēng)扇大都使用非常細小的滾珠構(gòu)成的軸承,這樣可以獲得較低的摩擦係數(shù)及磨損率。

需要注意的是,如果你購買的風(fēng)扇上註明了滾珠軸承的話,這只風(fēng)扇仍然有可能只是滾珠軸承與滑動軸承的混合方式而已。一隻風(fēng)扇需要兩個軸承,而在散熱片上使用的大都是50×10mm的滾珠風(fēng)扇,採用的軸承就是一個滾珠軸承與滑動軸承的配合方式。而對於較大的風(fēng)扇(60×25mm以及更大的),則大都是採用兩個滾珠軸承的,人們通常稱之為"two ball" 或者"dual ball bearing"。

我一般都會建議大家只考慮純滾珠軸承的風(fēng)扇。便宜的滑動軸承通常會在六個月以內(nèi)失效,而較貴的高品質(zhì)滾珠軸承通常都會具備較高的MTBF(平均無故障時間)。當(dāng)然,有的製造商還在滑動軸承的內(nèi)裡使用了特氟隆,它同時具備了滾珠軸承一樣的高可靠性以及原有的低噪音特性,但是它的價格會更高。

現(xiàn)今主機板對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制有兩種:

VC (Voltage Control)
這是比較早期主機板對風(fēng)扇控制的一種技術(shù),以電壓的大小來控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,其風(fēng)扇接頭為3PIN。由主機板內(nèi)的溫控sensor偵測溫度並由主機板直接輸出電壓大小給風(fēng)扇來控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,進而達到散熱的效果。

其優(yōu)點在於電路簡單,風(fēng)扇成本低。在缺點方面,如品質(zhì)不好的風(fēng)扇在高電壓低電壓不斷切換之下,有時就會有"嗒嗒"或"KIKI"的磁切聲。另外在風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制的反應(yīng)上就沒那麼好。

PWM (Pulse Width Modulation)
在更近有買機板的人應(yīng)該都會發(fā)現(xiàn),CPU風(fēng)扇的插座有的已經(jīng)更換成4PIN的插座,除此之外,有些風(fēng)扇廠商也推出PWM的風(fēng)扇,如Arctic Cooling推出一系列8,9和12cm的PWM風(fēng)扇。而PWM風(fēng)扇的運作原理和VC扇差別很大,由原本3PIN內(nèi)的電壓輸出固定為12V,主機板透過第4PIN接腳傳送風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制信號去控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,如此風(fēng)扇在轉(zhuǎn)速控制上的反應(yīng)將會比用VC來得快速許多,RPM的控制範(fàn)圍也會比VC來得大且細膩。

由於現(xiàn)今CPU大多都有省電功能,如像AMD的Cool`n`Quiet,在CPU IDEL時CPU Mhz降低,CPU溫度跟著降低,再配合PWM風(fēng)扇控制轉(zhuǎn)速可以降低至僅僅幾百轉(zhuǎn)甚至0 RPM,相對風(fēng)扇噪音就非常低。等CPU Loading升高時,溫度跟著升高,PWM風(fēng)扇會依據(jù)溫度多少,來控制轉(zhuǎn)速,達到有效的散熱效果,有點類似TC(Temperature Control)風(fēng)扇,但TC風(fēng)扇的溫感IC是在風(fēng)扇上,而PWM風(fēng)扇的溫感IC在主機板上。

其支援PWM風(fēng)扇的優(yōu)點不外乎可有效針對CPU溫度並調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速,且在風(fēng)扇噪音的抑制上有相當(dāng)大的幫助。但缺點在於該類風(fēng)扇內(nèi)部需內(nèi)建一顆PWM Singal Control IC,製造成本相對提高,在價格上也會比一般風(fēng)扇來得高一點,而且主機板也要有支援PWM才可使用其PWM的功能,如果主機板的風(fēng)扇座只有3PIN,拿來插上PWM的風(fēng)扇也是浪費了PWM的功能,在購買風(fēng)扇時可以參考參考。

另外,PWM風(fēng)扇有個PST(PWM Sharing Technology)的應(yīng)用層面。這個技術(shù)可使用一個PWM的風(fēng)扇插座來串接多個PWM風(fēng)扇,並透過BIOS或程式來控制各別風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速,很神奇呢。Arctic Cooling新版有Support PWM的風(fēng)扇都有支援PST技術(shù),目前只看到AC出品的風(fēng)扇上有內(nèi)建PWM的分接線,其他廠的好像還未看到。如果該風(fēng)扇只有一個4PIN接頭而無PWM分接線的話,想使用PST的功能,就必須自行製作PWM的分接線。

個人使用上,CPU為AMD Athlon 64 BE-2350,主機板為技嘉GA-MA69G-S3H,CPU散熱器為利民Ultra-90。以五顆AC出品的PWM風(fēng)扇串接成為PST,首先顆為 9cm CPU風(fēng)扇接上4PIN CPU PWM插座後,串接後方兩顆8cm AC PWM風(fēng)扇,再串接到前方兩顆8cm AC PWM風(fēng)扇。在BIOS的設(shè)定裡PC Health Status中,CPU Smart FAN Mode設(shè)定為PWM模式。這裡補充一點,當(dāng)設(shè)定為PWM模式之後,主機板上的風(fēng)扇接腳就會固定輸出12V的電壓供PWM風(fēng)扇運作,所以當(dāng)您設(shè)定成這個模式時,而接到主機板的風(fēng)扇是沒有PWM功能的3PIN風(fēng)扇時,風(fēng)扇會全速運作且沒有轉(zhuǎn)速控制的能力。

目前室溫25度,CPU待機溫度為34度,CPU風(fēng)扇轉(zhuǎn)速僅300RPM,其餘四顆8cm系統(tǒng)風(fēng)扇各為500RPM。CPU全速時,溫度為42度,CPU風(fēng)扇900RPM,其餘為1100RPM。各風(fēng)扇都未達到全速,在噪音仰制上有相當(dāng)好的成果。

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