| 出版日期：2005-06-13 总期号：1419 本年期号：42 |
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让PC远离“高烧”
有关调研报告显示，55％的PC产品故障源于其工作温度不合理，超过了其他所有故障的总和。因此，散热性能成为了用户选购PC产品必须考虑的因素。 要达到电脑最大程度的散热效果，首先必须了解PC系统的热源分布。据了解，热源主要来自于处理器、扩展槽以及电源等。如何疏导这三者产生的热量，成为了PC散热的主要命题。 方法一：风冷散热 在浪潮电脑的风冷散热设计中，智能温控降噪技术、机箱模拟散热技术和电源风扇检测技术是十分重要的元素。 机箱模拟散热技术 据测试，热源主要来源于处理器、扩展槽以及电源。在如何疏导这三者产生的热量方面，传统的散热方式容易导致热量的气流短路和气流回路。为改变这种状况，浪潮进行了原系统模型的仿真分析。 在分析过程中，浪潮电脑首先考虑改变电源风扇，将80mm风扇的电源结构改成了120mm风扇电源结构，（具体改变系统模型的仿真分析如表1）。从表1的仿真结果可以看出，系统更换电源，则Ta（四点平均值）值可以降低3deg以上，可达到较好的散热效果。但是从上表可以看出，系统预留风扇口的进风量太大，这部分气流对系统冷却并没有太多贡献，所以浪潮电脑降低了这部分进风量，去掉了机箱后部风口；另外为增大系统进风量，尽量增大机箱底部进风口和侧面进风口（如图所示）。这样，系统Ta值可以达到40deg左右。同时增加系统预留风扇，系统Ta值可达到40deg以下。 由于Micro-ATX系统结构小，采用C60散热器无法满足3.06GHz CPU的散热要求，为了进一步优化散热效果，浪潮电脑采用了C68（塞铜）散热器，并在机箱底部开进风口，增大系统通风量。具体系统模型的仿真分析如表2。 智能温控降噪技术 目前，国内多数PC厂商在散热温控技术的实现过程中，对于风扇转速和CPU对应功率两个关键值的测算中，存有较大的估算空间，所以过大的误差不可避免。 浪潮电脑研发团队经过深入了解和分析，最终将精确降噪的切入点锁定在准确测算CPU风扇在非全速转动状态下所对应的功率值上。正是基于以上认识，浪潮电脑独家散热降噪技术——浪潮智能型温控测试仪（LC_Q-Fan Instrument）诞生了。该测试仪依据Intel Yellow Cover Documents中的Intel Thermal Profile斜线图所示，采用“精确”于同业的智能温控技术（Q-Fan Technology），可以将在当今温控技术中依赖估算的系列数据通过测试得出相关数据，进而根据公式计算而得。 在测试过程中，需要首先准确获得CPU的瞬间最大供电电流，依据功率的计算公式得出CPU的实际消耗功率值，然后从Intel Thermal Profile斜线图中查找与之对应的CPU表面温度值，并由此设定某温度点的最低风扇转速，即可从数据采集器上读取相应的温度值。将记录下来的相关数据提供给主板厂商，由其根据所提供的数据写进BIOS，进而实现对CPU的精确温控，从而可使系统根据CPU的工作负荷自动调节散热器风扇的转速，使CPU在保持低温的同时，将噪音降低到最小。 浪潮智能型温控技术不仅适用于CPU散热，同样适用于商用电脑及服务器中与散热降噪相关的其他关键器件，如系统风扇、电源风扇等系统。从用户角度看，这还可节省用电，并延长风扇的使用寿命，最大限度地维护用户利益。 风扇检测技术 随着PC各部件功率的逐渐升高，其发热量也越来越大，散热风扇也就成为各PC厂商关注的焦点。基于以上情况，浪潮电脑自主研发出了一套能够准确测量风扇质量的技术和相关的控制仪器（风扇检测控制仪）。 浪潮风扇检测技术在技术创新上有三大突破。首先，它保证了风扇转速转换的均匀性，其次严格控制了风扇的转速精度，对风扇在各个转速要求下进行精确测量，保证各个转速实际达到的误差<10转。此外，还保证了风扇性能长期的可靠与稳定。风扇老化检测技术结合PWM调整转速的技术和环境模拟测试，能够对风扇的长期稳定性做出明确测定。 配合产品设计检测要求的技术需求，浪潮自主研发出浪潮风扇检测控制仪。浪潮风扇检测控制仪融合了SSI电源电路结构原理、单片机工作原理、风扇转速原理及PWM控制技术、SPI串行总线技术、汇编语言等专业知识和技术，主要有以下特点：误差极小，可控制的误差范围是±10转；效率高，可不间断循序循环检测多达127个风扇，每个风扇的稳定时间约为30秒；配有自动报警装置，避免了检测过程中的叠加误差；可对风扇进行老化测试，最大限度地保证产品品质。 （E4） 
风冷散热设计示意图 表1 温度点 温度值（deg） 风阻名称 风量（CFM） Tc 71.5 电源出风口 26.6 (-) Ta-up 38.5 系统预留风扇口 8.5 (+) Ta-down 44 前面板进风口 1.82(+) Ta-left 42 机箱底部进风口 12.0(+) Ta-right 38.5 侧面进风口 4.30(+) Ta平均值 40.75 表2 温度点 温度值（deg） 风阻名称 风量（CFM） Tc 69.8 电源出风口 30.9(-) Ta-up 39.5 系统预留风扇口 8.74 (+) Ta-down 38.3 Ta-left 40 Ta-right 36.0 侧面进风口 11.47(+) Ta平均值 38.5 方法二：系统级散热 一说到小机箱，相当多的人都会担心小机箱的散热问题。为了能良好地解决小机箱的散热问题，方正在商祺N110上采用了“系统级散热设计”。 对一台机器进行散热设计，首先是低功耗设计，这也是散热设计的根本；其次是低热阻设计，优化散热路径，消除局部过热。可以看出，现代电子系统的热设计已经是电子、机构、系统集成的并行设计，我们称之为“系统级热设计”。 在电脑中，显示器、电源、CPU、主板等都是高耗能部件，在运行的同时要产生大量的热。因此，如果能够在电脑运行中采用先进的节能技术和节能部件，既能节约能源减少支出，还可以大大减少系统产生的热量，从根本上改善散热效果。 同时，风路的设计也很关键，像商祺N110就采用了多路进风、多路出风的多路散热风道设计，以构成平衡型风道，从而保证足够的冷风在机箱内部充分循环。 热空气较轻而冷空气较重是常见的原理，因此应将热量大的部件安装在最下方的位置。商祺N110将电源放在机箱内的底部，这样就将机箱内的热空气向后上方流动的最大阻碍去除了，大部分热空气可以通过上方的散热孔快速地排出机箱外，而电源风扇除将一部分机箱内的热空气排出外，还将电源本身产生的热量释放出去。 商祺N110采用的智能风扇，可通过精确探测CPU核心温度来智能控制风扇速度，结合了传统散热片被动散热和风扇主动散热的优势，既散了热又降低了噪音。 （E4） 方法三：水冷散热 配备2.5GHz处理器的苹果Power Mac G5在运行时会产生大量的热，为了给运作中的电路降温，苹果电脑公司设计了精密复杂的水冷系统，它可以在减轻噪音的同时有效散热。 该系统能够通过热传导流体，在处理器负荷越来越重的同时，将热量不断传输出去。随后，吸收热量的液体通过网栅，在此处，空气通过冷却鳍片将流体恢复至原始温度。 苹果电脑公司将Power Mac G5的机箱内部分为4个独立的隔温区，将容易发热的主要组件——处理器、PCI、储存设备以及电源供应器，分散在不同的区块中。这样的设计可以使系统降低某一单独区的温度，而不会对其他区造成影响。这4个隔温区中的每一区都配备了自己专属的低转速风扇。苹果电脑公司将所有9个风扇的转速设定得很低，以使噪音减到最小。而且使用21个不同的传感器， Mac OS X会持续监控每一区之中的组件温度，并动态调整个别风扇的最佳转速，让运转时所发出的声音降到最低。因此，Power Mac G5在运转时要比前一代Power Mac G4机箱安静两倍。 （E4） 
苹果Power Mac G5水冷散热系统 |
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