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世界新消息丨CPU散熱器發(fā)展編年史(簡史)

2023-05-02 14:19:50來源:中關(guān)村在線

魯迅先生曾說:CPU一開始是沒有散熱器的,發(fā)熱量大了,就有了散熱器。

在早期,CPU雖然制造工藝在現(xiàn)在看著非常落后,而且主頻都非常低,但功率也比較低,所以發(fā)熱量自然也就不高,甚至486之前的CPU很多都不安裝散熱器“裸奔”,例如Intel的80386處理器,TDP為1.85W,最大功耗也僅為2.3W,也就沒有必要安裝散熱器了,但并不代表廠商對于發(fā)熱問題不重視,例如CPU采用了陶瓷封裝而不是塑料封裝。

到了486時期,由于CPU頻率的提升(雖然依然只有幾十MHz),發(fā)熱量也有所增加,例如英特爾486DX4處理器的最大功耗已經(jīng)達(dá)到了5W。而當(dāng)時的CPU和主板均沒有安全溫度運行保護(hù)機(jī)制,導(dǎo)致CPU燒毀現(xiàn)象時有發(fā)生,因此CPU在出廠的時候就自帶了小尺寸的被動散熱片,只是導(dǎo)熱介質(zhì)是導(dǎo)熱強(qiáng)力膠,而不是硅脂,這也意味著散熱片貼上去容易,再取下來可就難嘍。但也有一個好處就是……什么叫扣具?


(資料圖片僅供參考)

等到了奔騰時期(也可以說是586時期),由于CPU的主頻突破了100MHz,功耗也大幅提升到了11.2w,被動式散熱片已經(jīng)無法滿足需求了,因此Intel第一代奔騰開始就配備了帶有散熱風(fēng)扇的散熱器,雖然體型小巧但顏值非常高,而且已經(jīng)具備了風(fēng)冷散熱器的雛形,只是當(dāng)時主板沒有CPU風(fēng)扇專用的3PIN/4PIN插針,需要從硬盤的D型4Pin取電。

不過,注意觀察此時的Socket7 CPU插槽,可以發(fā)現(xiàn)它的兩側(cè)已經(jīng)有了可以固定散熱風(fēng)扇的掛耳,尤其是Intel奔騰MMX和AMD的K6-2這種自帶金屬蓋的CPU,就已經(jīng)可以使用第三方的散熱器了,當(dāng)然后期的主板也出現(xiàn)了CPU散熱器專用的3Pin插座。

當(dāng)年的Socket7第三方散熱器就長這樣的,已經(jīng)和現(xiàn)在的普通風(fēng)冷散熱器無二致了,只是體型要小很多,并終于能用導(dǎo)熱硅脂了。

而隨著CPU性能的不斷提升,功耗也不斷增長,于是散熱片的體型也開始變大。不過有意思的是,在Slot1的奔騰2時代,Intel還是有部分CPU不配散熱風(fēng)扇,但是散熱片的體積嘛,看下圖吧。

到了奔騰三和奔騰四時期,CPU的性能、功耗和發(fā)熱量急劇增長,于是散熱器的體積越來大,散熱風(fēng)扇的尺寸也隨之增長。不過1.xGHz的Socket370的散熱器的底面積依然與插座相同,等到了2.0GHz以后的Socket478的奔騰四時期,這個尺寸就變得非常大了,如下圖。

不過,盡管散熱器尺寸不斷變大,但奔騰4后期引入了3GHz的Prescott核心后,CPU的功耗和發(fā)熱量持續(xù)上漲,單純的鋁鰭散熱器已經(jīng)不能滿足需求,因此也出現(xiàn)了導(dǎo)熱性能更好純銅的散熱器。

但是純銅散熱器價格比較貴,重量又大,對于立式機(jī)箱來說增加了不少主板的負(fù)擔(dān),而且它的導(dǎo)熱性能比純鋁好,但是散熱性能卻比純鋁差,因此又出現(xiàn)了銅底、塞銅以及銅鋁結(jié)合的鰭片散熱器,下圖就是Intel原裝的塞銅散熱器,注意內(nèi)部紅色的銅芯。

下圖是當(dāng)年超頻三的一款銅鋁結(jié)合的鰭片散熱器,CA即是銅鋁結(jié)合的意思。

不過這些散熱器,對于低主頻CPU倒是完全夠用,但是高主頻,尤其是3GHz以上的CPU就有些力不從心了,因此熱管+鰭片散熱器也應(yīng)運而生,而且也是采用銅底與CPU接觸,并通過回流焊與熱管結(jié)合在一起。當(dāng)然當(dāng)時的價格不算便宜,而且一開始也是臥式(或者叫下壓式)的。

后來人們發(fā)現(xiàn),將散熱器立起來,可以實現(xiàn)合理的風(fēng)道,從而進(jìn)一步提升散熱性能,因此塔式的熱管鰭片風(fēng)冷散熱器也就應(yīng)運而生了,也就是現(xiàn)在的樣子,只是根據(jù)散熱功率的不同,熱管和散熱風(fēng)扇的數(shù)量也不一樣,同時散熱風(fēng)扇的尺寸也增加到了8cm、9cm以上。這樣,塔式散熱器就可以應(yīng)對更高功率的CPU了,而高端雙塔式風(fēng)冷散熱器甚至面對入門級240mm水冷也毫無懼色。

不過,風(fēng)冷散熱器應(yīng)對酷睿i9這類頂級處理器也難免力不從心,加上人們最求更好的散熱效果和更低的噪音,因此水冷散熱器也出現(xiàn)在市場上。水冷散熱器的一整套系統(tǒng)其實可以看做是北方供暖系統(tǒng)的微縮版,畢竟液體的比熱容較大,吸熱效果更佳,而且冷排面積較大,散熱效果自然也就更好。同時,根據(jù)CPU發(fā)熱量的不同,水冷又有120mm、240mm和360mm幾種規(guī)格。如今,水冷散熱器的價格也不再高高在上,甚至不到400元就可以買到240mm的入門級水冷。

當(dāng)然,這些對于消費者來說都算是普通的散熱器,而對于超頻玩家來說,干冰、液氮可能才是心頭好。但是如果為了省成本當(dāng)鞋盒黨,玩蔬菜或者土法水冷,那么只能勸你耗子尾汁了。

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