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水冷,使用流動液體作為散熱的冷卻系統。

1 水冷 -概述

  

水泵,散熱片,風扇,管路組成的水冷系統水泵,散熱片,風扇,管路組成的水冷系統
使用流動液體作為散熱的冷卻系統、

  上個世紀之前國外的超頻發燒友曾經用水冷甚至油冷來給CPU散熱,並且有很不俗的成績公布,並且是一種物質享受的追求和高端的象徵。

  也正是這樣的原因,中國還處於一種發展中的地區,所以,國內使用的還不是很多,這個和它的價格以及較為複雜的安裝方式有關,並且發展不普及和大家的觀念並沒有改變之前,這些水冷產品還是屬於一個宣傳或者推廣過程,並不是一個成熟過程。

  其實,一套水冷散熱系統是由散熱器、水管及一個水泵組成。配合不同的扣具,各種CPU都可以使用。

  水冷散熱器有一個進水口及出水口,散熱器內部有多條水道,這樣可以充分發揮水冷的優勢,能帶走更多的熱量。這就是水冷散熱器的基本原理。

  水冷散熱與風冷散熱其本質是相同的,只是液冷中利用循環液將CPU的熱量從水冷塊中搬運到換熱器上再散發出去,由於換熱器的散熱面積和散熱環境遠遠要好於一般的風冷散熱器,所以液冷的降溫效果非常明顯。

2 水冷 -優勢

  水冷作為高性能散熱系統正變得越來越流行。但是什麼讓水冷比風冷好這麼多呢?

  水冷真正的優勢在於它處理CPU瓦數的能力比任何風冷散熱器都要高得多,並且不受機箱內高溫的影響。如果用於低功率CPU,水冷散熱器在CPU降溫上並不比優良的風冷散熱器強多少。但當你使用產生大量熱量的高端或極度超頻CPU的時候,就算一個小小的DIY水冷系統都將讓CPU溫度保持在相當低的水平。

  水冷是超頻玩家對於大功率晶元理想的散熱解決方案。當用於非玩家CPU的時候,水冷不會較高端風冷散熱有巨大的性能提升,但能夠在獲得低溫的同時產生比任何風冷方案小得多的噪音。

3 水冷 -水冷/液冷

  水冷/液冷就是這樣的一樣東西:其散熱效果令人驚詫,工作雜訊也能降低到讓人滿意的地步,但其安全性卻始終無法讓人完全放心。

  

水冷水冷圖解
液冷散熱系統最大的特點有兩個:均衡CPU的熱量和低雜訊工作。

  由於水能夠吸收大量的熱量而保持溫度不會明顯的變化,因此水冷系統中CPU的溫度得到了很好的控制,突發的操作都不會引起CPU內部溫度瞬間大幅度的變化,因此更有利於CPU穩定的工作,同時也為DIY超頻提供了極大的幫助。

  由於換熱器的表面積很大,所以只需要低轉速的風扇對其進行散熱就能起到不錯的效果,因此水冷大多搭配轉速較低的風扇,此外,水泵的工作雜訊一般也不會很明顯,這樣整體的散熱系統與風冷系統相比就非常的安靜了。

  不過液冷系統也有著不利的一面,如果循環液外漏則會浸濕電腦內部的線路板,這種情況是相當危險的,即使以前曾經遇到過這樣的情況而倖免,但也不能代表下次會有同樣的運氣。此外,液冷的安裝比風冷麻煩,而且需要一定的經驗,這將會影響一般用戶的使用。

4 水冷 -水冷散熱系統的組成

  一套水冷(液冷)散熱系統必須具有以下部件:水冷塊、循環液、水泵、管道和水箱或換熱器。

  

水冷水冷散熱系統的組成
水冷塊是一個內部留有水道的金屬塊,由銅或鋁製成,與CPU接觸並將吸收CPU的熱量,所以這部分的作用與風冷的散熱片的作用是相同的,不同之處就在於水冷塊必須留有循環液通過的水道而且是完全密閉的,這樣才能保證循環液不外漏而引起電器的短路。

  循環液的作用與空氣類似,但能吸收大量的熱量而保持溫度不會明顯變化,如果液體是水,就是我們大家熟知的水冷系統了。

  水泵的作用是推動循環液流動,這樣吸收了CPU熱量的液體就會從CPU上的水冷塊中流出,而新的低溫的循環液將繼續吸收CPU的熱量。

  水管連接水泵、水冷塊和水箱,其作用是讓循環液在一個密閉的通道中循環流動而不外漏,這樣才能讓液冷散熱系統正常工作。

  水箱用來存儲循環液,迴流的循環液在這裡釋放掉CPU的熱量,低溫的循環液重新流入管道,如果CPU的發熱功率較小,利用水箱內存儲的大容量的循環液就能保證循環液溫度不會有明顯的上升,如果CPU功率很大,則需要加入換熱器來幫助散發CPU的熱量,這裡的換熱器就是一個類似散熱片的東西,循環液將熱量傳遞給具有超大表面積的散熱片,散熱片上的風扇則將流入空氣的熱量帶走。

  如果是小型密閉式的液冷系統,則可以省略開放式的水箱讓液體在水泵、水冷塊和換熱器之間往返流動,避免循環液暴露在空氣中而變質。

5 水冷 -水冷散熱器分類

按原理分

  從水冷散熱原理來看,可以分為主動式水冷和被動式水冷兩大類。主動式水冷除了在具備水冷散熱器全部配件外,另外還需要安裝散熱風扇來輔助散熱,這樣能夠使散熱效果得到不小的提升,這一水冷方式適合發燒DIY超頻玩家使用。被動式水冷則不安裝任何散熱風扇,只靠水冷散熱器本身來進行散熱,最多是增加一些散熱片來輔助散熱,該水冷方式比主動式水冷效果差一些,但可以做到完全靜音效果,適合主流DIY超頻用戶採用。

按安裝方式分

  從水冷的安裝方式來看,又可以分為內置水冷和外置水冷兩種。對於內置水冷而言,主要由散熱器、水管、水泵、足夠的水源組成,這就註定了大部分水冷散熱系統「體積」較大,而且要求機箱內部空間足夠寬餘。外置水冷散熱器方面,由於其散熱水箱以及水泵等工作元件全部安排在機箱之外,不僅減少了機箱內空間的佔用,而且能夠獲得更好的散熱效果。

6 水冷 -國內水冷發展史

  說到CPU水冷那還要追溯到上個世紀,早在1998、1999年左右台灣就開始流行CPU水冷散熱了,DIY利用自己的條件製作出各式各樣的水冷系

水冷CPU水冷
統,但大多以開放式結構為主,在DIY看來,當時的CPU就已經是「發熱量巨大」的怪物了。

  大陸水冷製作相對要晚些,也大多集中在個人的製作水平上,曾經出現像杭州中裕的CoolMax等數款個人製作並銷售的水冷產品,其中CoolMax水冷已經具備像樣的包裝和配套件,在宣傳上也曾經有過動作,但由於市場響應有限,這些產品猶如過眼雲煙,沒有多長時間就從市場上徹底消失了。

  到2003年,水冷又開始在大陸市場上活躍起來,其中以正規廠家中的澳柯瑪和個人製作中的水冷王為主流,從市場推廣和論壇宣傳兩個方面展開了水冷製作的新篇章。

  新一代水冷與舊水冷相比原理並沒有變化,但製作工藝卻大幅度提升,大多注重全密閉式的設計,而且內地與港台個人DIY作品間的差別也越來越少,這與互聯網的推廣不無關係,上個世紀的水冷主要集中在少數能上網的發燒友中,隨著網路的普及,越來越多的能人義士紛紛出現,行業範圍遠遠跨越了電腦及其相關行業,精通於金屬加工的朋友不勝枚舉,製作這種水冷散熱器更加方便,而且更加美觀、實用、可靠,此外,越來越多的喜歡水冷的朋友可以在各個論壇中各抒己見,這樣也推動了水冷工藝的進步,顯然是互聯網促進了水冷產品的進步,同時也為產品的推廣奠定了基礎。

  隨著顯卡技術的快速發展,顯卡上的GPU已經能夠發出與CPU相當的熱量,因此水冷已經不再局限在CPU了,顯卡、北橋、硬碟的水冷也不斷湧出,徹底讓大家進入水冷的新世界。

7 水冷 -「芯睿白銀聖鬥士AMD版」水冷散熱器

  

水冷SC-C61水冷頭
水冷憑藉其優越的散熱靜音效果漸漸被國內的玩家所接納,但是其高端的價位讓很多玩家不敢問津。東遠旗下芯睿液冷為玩家推出了一款性價比較高,2009年9月售價為298元的水冷套裝,可以支持INTEL的LGA1366、775等常用平台的CPU散熱。

  芯睿SC-C61水冷頭採用純鋁材質製造,表面經過電鍍環保質感處理,採用skving技術,超大吸熱面積,最大限度從熱源帶走熱量;採用超低水阻設計,超密集並聯水道,吸熱效率更強;封裝方面採用先進的密封技術等級工藝,防漏效果更出色;採用壓鑄一次成型,安全性更高;採用-8pc寶塔接頭,支持8、9mm的水管。

  芯睿SC-350水冷循環泵,最大揚程達到1.9米,流量達到300升,水箱容積為20ml,工作噪音為23DB。搭配的12L-T型純鋁換熱器同樣採用純鋁材質製造,側板表面採用烤漆處理;採用國際通用的8mmU型散熱帶,更加有效增大散熱面積;採用一次成型釺焊接技術,大大提高散熱性能,散熱性能
水冷SC-350水冷循環泵
高出同等規格銅換熱器30%,獲得歐洲ROSH環保認證。

  個性點評:芯睿白銀聖鬥士AMD版支持AM2、939等AMD平台,加上優越的散熱靜音效果,名副其實的水冷鬥士,2009年9月僅298元價格要比一些風冷的價格還要低很多。
新一代顯卡水冷

  GPU(Graphic Processing Unit)圖形處理器相信是當下發展最快的晶元之一,無論從更新換代的速度,性能,還是晶體管數量等等,都成類指數式的上升。隨著技術的提升,讓用戶帶來前所未有的3D效果享受同時也帶來了不少的問題。譬如耗能的上升,發熱量的上升,或者是核心面積的增大。然而,其中最困擾玩家的正是GPU龐大的發熱量和持續的高溫。隨著晶體管的增加雖然單位元件的功耗不大,但是現在面臨上億到十多億晶體管的核心總功耗也是十分驚人的。中高端的顯卡往往都有100到200多瓦的峰值功耗,因此如果散熱器設計不好會令核心溫度瞬間飆升,對於配件的使用穩定性和使用壽命會有很大的影響。

  現在市面上的顯卡大體上可以有三個定位,分別是高,中,低端。其中,低端方面的顯卡由於核心有不同程度規格的縮減,晶體管的數目不多,因此功耗和散熱問題不大。而在高端方面,雖然採用是發熱量最厲害的核心,但是由於其是面向發燒用戶的頂級顯卡,所以做工,供電,散熱等等都近乎不惜成本,因此普遍的問題也不太嚴重。最後,是市場份額最大的中端市場,由於此領域是要最求性價比,最求縮減成本策略的重地!同時也是產品線最為複雜最為多樣化的區間,因此在激烈的競爭中,最優話成本是保證利潤的關鍵。在以往中,我們都曾經見過被溫度問題困擾的中端之王

  在顯卡核心設計上面,由於GPU核心在工程上可以抵受105到110攝氏度的高溫(上限遠高於CPU),因此平常核心溫度在70到80幾度下是安全範圍,但是由於核心的持續高溫,會導致外圍電路元件,PCB板,顯存等帶來不穩定性的因素。因此,一些動手能力較強的用戶都會通過改BIOS或者用軟體去修改風扇速度來把核心的溫度降下。雖然這種方法比較奏效,但是帶來的噪音也是不可忽視的。那麼,高級的玩家更換上性能更好的散熱器件已是必不可少的功課。

8 水冷 -CPU水冷

部件及規格

  採用新的Koolance水箱,搭配以Asetek「水箱」。Asetek部件並不比一個Hydrx的兩盎司瓶子大多少。為了實際的散熱效果,可使用了一個便宜的普通散熱器,上面配備了兩個120mm風扇。

  Koolance水箱附帶了Pentium 4和Athlon XP處理器必需的所有部件和安裝支架。如果選擇使用Koolance 300系列來搭配Athlon 64的話,那麼還必須購買適當的A64安裝支架,那些是不包括在零售包裝裡面的。重要的還有,要注意到Koolance提供了一層薄膜來蓋住水箱底部接近完美的鏡面。

散熱器裝配

  在水進入水泵之前用蓄水池來裝水,因為水泵是必須在保證有水的情況下運行的。在向蓄水池注入蒸餾水的時候,可以確保在打開電源灌注系統之前水進入水泵。排除了泄漏的問題之後,把成套工具放在了主平台的旁邊,然後接通水泵開始長達八小時的試運行以確保絕對沒有泄漏。

  在泄漏測試之後,打開了蓄水池的頂部並取出了部分水,然後加入兩盎司的HydrX添加劑。一旦HydrX在水中完全擴散開來,水就變成淺綠色了。雖只需要簡單的從蓄水池的狀況就能夠看出水泵是否在正常運轉了。

系統裝配

  清潔好機箱之後,把水冷系統塞了進去,並啟動系統。機箱內部的氣流有些不通暢,但由於大部分熱量是由處理器產生的,所以氣流應該不成問題。

9 水冷 -現狀

  大陸水冷產品與台灣、國外產品之間的差距

  目前大陸水冷產品雖然進步很快,但仍然只處於可以讓人基本能夠接受的程度,其最關鍵的因素是價格合適,一般在100~500元之間,並不比高端的風冷散熱器貴,而效果通常卻是最貴的風冷所無法比擬的,但產品在加工的精細程度、配套的合理性和保護的安全性等方面與韓美等國外正規廠家的產品還有明顯的差距,當然這與國內市場的局限性有關,畢竟液冷系統還沒有形成氣候,再加上玩超頻的也只是眾多電腦用戶中極少的一部分,目前的需求還遠沒有達到規模化生產的地步,所以產品的價格不會有太大的變化。

  金色九月,INTEL I5的上市給各大散熱器廠商帶來無限商機,紛紛推出關於LGA1156平台的散熱產品及扣具,引爆了火熱DIY的市場。水冷散熱也不甘落後,近日芯睿散熱也將扣具進行全面升級,緊跟I5步伐,推出可支持LGA1156的水冷扣具;

  這款扣具是在之前LGA1366扣具的基礎之上,進行升級改進,不權支持最新的LGA1156,還可以繼續應用在LGA1366、775、478、至強等常用平台。材質依然使用不鏽鋼打造,上下各一片,下片內部附一絕緣墊,是為了在使用時將金屬扣具和主板分開,防止和電容直接接觸造成短路, 「工」字造型,小巧精緻,安裝更方便。目前報價暫不明確,喜歡水冷DIY的朋友可要多加留意。

10 水冷 -選購標準

  跟PC性能優化或調整一部汽車非常相似,獲得優良性能的秘訣就是系統地減少瓶頸。這與單個部件有多好無關,只看它是否被另一個更低規格的部件所抑制。這就是為什麼你需要能散熱系統的每個部件和每個部分都必須給予同樣耐心的原因了。

水泵

  水泵讓水在系統中流通循環,堅持不懈地把暖水換成冷的。流過水道和散熱器的水的體積是至關重要的,因為靠這個運動把熱量一併帶走,就像高速風扇可以更好的守成從常規散熱片上帶走熱量的工作一樣。

  在市面上很容易找到不同功率和價位適合水冷的水泵。用戶在選擇時優先考慮的應該是內嵌式水泵。採用水箱一體化設計,輸入輸出兩頭配備軟管,而不需要把整個東西再浸泡在蓄水池裡。蓄水池時代已經離我們越來越遠了,且有溢出的風險。

  水泵的性能可以從流速和揚程兩個規格來看。流速是指在沒有東西制約水流的時候能夠抽取的水量。揚程是水泵向上噴水在垂直方向上能達到的高度。揚程是最重要的數字,它體現了水泵克服水道和散熱器阻力的能力。現在大多數泵尾都帶有專用的插頭,可以直接與電源相連。或其他小3PIN介面可直接插到主板上。

水道

  水道全都遵循一個非常簡單的設計理念。一個銅或鋁片,上面有一些散熱片。水近入到這裡,在裡面按照一個模式四處流動,模式被設計為使流過含有熱量的水量最大化。在純銅底坐上增加金屬隔板,將液體切割成N個部分進行充分製冷,通過吸收增加金屬隔板上的熱量來達到增加散熱面積的效果,對水流沒有任何約束。

  而水冷頭做為直接與熱源接觸的配件,做工質量和安裝舒適也成為了首要考慮的因素。

散熱器

  散熱器的性能對於一款水冷來說起著最關鍵的作用,甚至可以用散熱排的性能來衡量一款水冷。現在硬體性能的提升帶來的大發熱量,已不再只是CPU的專利,GPU的來勢兇猛已遠超CPU,北橋、硬碟、供電等硬體的發熱量均不可小視,為多熱源同時散熱,發熱量巨大。單12CM散熱排恐怕已經不能滿足,現如今市面上的24CM、36CM的散熱器已成主流,用戶可以根據自己的散熱需要來選擇不同尺寸的散熱器。

管子

  現在在軟管一般有聚氯乙烯、聚乙烯和硅樹脂三種製造材料,聚乙烯有光亮的顏色,非常堅固且耐絞但價格昂貴。聚氯乙烯是用於水冷最便宜的軟管,但非常硬,不推薦把它用於水冷系統中很有可能會讓水道的安裝變得十分困難。硅膠管採用非常柔軟的橡膠材制製成,極具韌性,可以被卷得非常緊而不會彈開。硅樹脂軟管是目前為止最容易操作的軟管,向首次組建水冷系統的人大力推薦它。

夾子

  你必須穩固地夾緊每一個單連接點,不要使用塑料的軟管夾子,這些遠遠不夠,使用金屬連接外圍螺旋夾,完全地消除風險,且你能在任何DIY商店買到它們。

  你可能會認為,水是水冷系統中最簡單的部分,但仍有一些東西必須要記住。

  很多用戶單純的選擇水或者蒸餾水,由於整個水冷系統中散熱器,泵、吸熱盒、軟管等均採用了銅、鋁、焊接材制PVC軟管等,這麼多種材制在一起,如是使用普通的蒸餾水和去離子水,一段時間後會變成弱酸性的液冷,長時間使用會使金屬結垢生誘,嚴重影響冷卻系統的散熱功能。所以最好選用專門的導熱液。

11 水冷 -Intel的水冷:Advanced Liquid Cooler

  我們都知道,Intel一貫對超頻持反對或至少是「不支持」的態度。不過,近日Intel在IDF上卻向超頻愛好者展示了自己開發的「高級液冷散熱器(Advanced Liquid Cooling)」,並展示了一台用它散熱並超頻到5GHz的機器。

  

Intel的水冷:Advanced Liquid CoolerIntel的水冷:Advanced Liquid Cooler
Intel這款水冷散熱器的底部是一個純銅散熱塊,與其緊貼的是使用直流無刷馬達的離心泵,冷卻液則由離心泵通過金屬導管抽送到一個比較傳統的水箱中,並由120mm風扇為之散熱。

  此款水冷散熱器的推出究竟對市場意味著什麼?其可能與出現在Intel的頂級合作夥伴如Dell的PC中?或者它根本就是Intel的另一個沒有打算進入市場的純演示方案,還是說在今後Intel再推出個什麼頂級的至尊版CPU時,把它和那款至尊版CPU捆綁在一起打包出售?

  在IDF上為了展示散熱器的實際效果,Intel還將一顆3.8GHz的Pentium EE處理器超頻到了5.0GHz(內存和前端匯流排也同時超頻),處理器溫度穩定在62℃,但噪音比較明顯。

  Intel研發部門對該產品信心十足,聲稱該水冷散熱器可以正常工作至少三年,而且不會發生泄漏、癱瘓等故障,也無需注入冷卻液。同時,Intel聲稱這款液冷散熱器適合ATX和BTX主板。至於價格,整套設備的零售價預計在50美元左右,而且不包括120mm的風扇。當然,如果你只需要底部的散熱塊,15美元就可以了。

  這款水冷散熱器使用與目前Intel平台相容的扣具,安裝簡單,不需要做其他改變。

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