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侧吹还是下压 选散热器应以什么为准?

中关村在线

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作者:中关村在线 马振华


第1页:侧吹与下压之争始于何处?

塔式侧吹型散热器因其新颖独到的散热理念,最初以定位发烧人群的高调态势登场,鲜有廉价产品。但事实上侧吹型散热器的优势并不仅仅只有高端玩家人群需要,它对主流大众用户仍有不可忽视的意义,同时制造侧吹式散热器并不一定需要高额成本,随着工艺技术的不断进步,它的大众化似乎只是时间问题。

近两年各种规格的侧吹式散热器大量涌现,定位门槛不断走低,百元以内产品比比皆是,已经与定位相同的传统下压式散热器价格持平,完全具备了向大众普及的基础,也证明了我们的猜测是正确的。

● 侧吹式为何备受青睐?

为何侧吹式散热器能备受用户青睐,主要原因有二:第一,侧吹式散热器所使用的U形热管,每根都有两个冷凝端,蒸发端在U形弯曲的底部,也就是与CPU接触的部分,这意味着侧吹式散热器理论上拥有双倍的热管利用率,即一根热管能获得接近两根独立热管的效能。第二,侧吹式散热器上,风扇产生的气流方向与主板平行,能与机箱前后进排气风扇组成完美的水平风道,有利于机箱整体散热性能的提升。



侧吹式散热器有利于机箱风道

● 下压式为何粉丝不减?

遗憾的是锥子没有两头尖,两大优势并未让侧吹式散热器无懈可击,相对于传统下压式散热器而言,侧吹式风扇产生的气流很难对CPU周边发热元件起到作用,因此很可能会造成四周火热而唯独CPU凉快的局面。这便是引起网友广泛争论到底该使用哪种散热器的核心因素。


侧吹式散热器难以照顾CPU周边

侧吹式的两大优势是下压式散热器难以企及的,不过它也有自己的杀手锏。下压风力可以穿越鳍片散射在周边,CPU附近的供电模块、北桥芯片的热量都能得到有效缓解,这无疑更有利于整体系统的稳定。

我们之前通过多篇测试证实了两种散热模式各自的独特优势,这已经无需再讨论,现在摆在面前的问题只剩下一个:我们如何判定自己的电脑适合使用哪种散热器?


第2页:北桥过热是稳定性最大杀手?

在CPU周边元件发热带来的不稳定隐患中,影响最明显的是北桥和内存。尤其是当前使用最广泛的Intel LGA775平台,它的内存控制器集成在北桥中,北桥过热将直接导致内存读写出错,而内存本身温度过高也可能丧失稳定性。下压式散热器之所以能保持大量的拥护者,主要原因就在于此。

● 北桥过热是稳定性的最大杀手

然而其实北桥与内存的发热是被妖魔化了,它们并不是只要没有风吹就一定会崩溃。只要设计思路是被动散热,那么厂商在检测产品的时候就不会将有风吹作为前提,这是极不严谨的做法。因此在有基本质量保障的主板上,被动散热的北桥芯片可以在无风的环境下支撑一定的高温,除非突破温度极限,否则就一直能够保持稳定。



北桥芯片与内存

决定北桥芯片发热量的原因主要有两点,总线频率和电压。北桥的时钟频率实际上就是CPU的外频,也称为总线频率,只要是在这条工作线路上的所有芯片都必须保持一致的时钟频率方能完成数据的交换。而电压很好理解,电压越高,热功耗也越大。


主板上的CPU供电模块

CPU供电模块可以承受的热量通常高于北桥芯片,由它引发故障的几率较小,且它的发热变化只跟CPU本身的功耗关联,即CPU主频与核心电压。但若主板采用了有热管从MOSFET连到北桥的一体式散热模组,在完全被动散热下,它们之间的热差传递会产生负面效果。

● 热成像可找出侧吹与下压的适用临界点

无论是时钟频率提高还是电压提高,大都来源于对CPU的超频,或者是更换了默认外频更高的CPU。那么本文我们的测试任务主线开始清晰:就以用户保有量最大的Intel LGA775平台为例,在多高的外频下,我们可以无忧无虑地使用侧吹式散热器,享受它带来的极致散热性能。而当外频超过多少时,下压式散热器成为最可靠的伴侣?


福禄克热成像仪Ti20

下面,我们将使用两款价格相近,体积规格相仿的侧吹式和下压式散热器做对比测试。测试中使用热成像仪观察不同CPU外频下,北桥温度的变化,大致确定出在北桥芯片得不到风力照顾时仍能保持稳定的频率范围。


第3页:冰凌碰阿尔法 参测产品细节对比

● 两款测试所用散热器需保证均衡

对比测试使用九州风神提供的侧吹式、下压式各一款散热器。侧吹式散热器为九州风神最近推出的定位于主流用户的产品,价格不足百元。而下压式散热器则是老牌经典的阿尔法400plus,它的售价在百元左右。


 

 
九州风神的冰凌200与阿尔法400plus

 
两款散热器底面对比

两款散热器的热管采用穿Fin工艺与铝鳍片结合,直径都为6mm。其中阿尔法400plus拥有4根热管,而冰凌200只有两根热管。但由于冰凌200的热管为塔式散热器特有的U形结构,理论上具备双倍的传热效能,因此在这方面的规格上与下压式的阿尔法400plus不相上下,具有可比性。

 
两款散热器热管数量对比

 
两款散热器风扇直径都有9cm

两款散热器都采用了9cm风扇,为了得出准确而实际的对比结果,秉持实用必须静音的原则,测试中会用调速器将它们的转速都固定在1200rpm。


第4页:测试平台与测试环境设定介绍

● 测试平台列表与测试环境设定

我们将使用以提升外频为主要超频手段的E8400 CPU进行测试,对比当CPU周边没有风力影响时,三个级别的外频对北桥散热形成的压力,从中可大致总结出侧吹式散热器和下压式散热器的适用范围。

三种测试状态为:

333MHz×9 @3GHz(E8400默认配置) 北桥电压1.1V(P45主板默认配置)

   400MHz×7 @2.8GHz            北桥电压1.1V(P45主板默认配置)

500MHz×6 @3GHz              北桥电压1.15V

测试中这三种状态下CPU核心电压均使用1.1V,主频十分接近,CPU本身的功耗不会令主板供电模块发热产生变化,北桥温度完全由自身频率和电压决定。测试方法为运行Memtest致使北桥进入最高发热状态,运行十分钟后用热成像仪拍摄。

● 测试平台表格如下


所有测试设备就绪,下面进入测试环节。首先由侧吹式的冰凌200散热器接受上述三种设定状态下的考验。


第5页:侧吹式运行333MHz热像扫描

● CPU 333MHz外频(MB电压1.1V) 侧吹式 冰凌200测试

首先将E8400维持默认频率设定,在P45芯片组标称支持的333MHz外频下开始测试。



333MHz外频运行Memtest

冷色-->暖色 表示 低温-->高温, 热像图谱中每个栅格左上角显示此栅格区域的平均温度。

 ○ 北桥/内存区域


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 ○ CPU供电模块区域


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333MHz是P45芯片组支持的标准外频,北桥芯片与供电模块部分发热量较低,使用侧吹式散热器时,在此区域完全被动散热状态下不存在隐患。


第6页:侧吹式运行400MHz热像扫描

● CPU 400MHz外频(MB电压1.1V) 侧吹式 冰凌200测试

接着,E8400的外频提高到400MHz,倍频降低到7,主频运行2.8GHz。测试Intel平台在实用超频中出现概率最高的400MHz外频。



400MHz外频运行Memtest

冷色-->暖色 表示 低温-->高温, 热像图谱中每个栅格左上角显示此栅格区域的平均温度。

 ○ 北桥/内存区域


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 ○ CPU供电模块区域


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从热成像扫描结果上可以看出,当外频升高到400MHz时,北桥的发热量开始明显增高,使得整个芯片组散热模块的平均温度接近60℃,不过这个发热程度仍处于被动散热允许范围之内。正应为如此,所以不少主板品牌为使自己的P45有更高卖点,在包装盒或靠近内存的电路板上标榜支持400MHz外频/FSB1600MHz。


第7页:侧吹式运行500MHz热像扫描

● CPU 500MHz外频(MB电压1.15V) 侧吹式 冰凌200测试

最后迎接严峻的考验,将E8400外频设定为500MHz,同时因稳定所需,北桥电压增加至1.15V,运行Memtest向北桥施加负载。



500MHz外频运行Memtest

冷色-->暖色 表示 低温-->高温, 热像图谱中每个栅格左上角显示此栅格区域的平均温度。

 ○ 北桥/内存区域


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 ○ CPU供电模块区域


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热成像图告诉我们,使用500MHz外频,若主板芯片组不采取主动散热方式,在重负载状态下,散热模块的平均温度会飙升至70℃,个别发热点甚至能达到100℃,且还是只是裸机状态的情况。可以想象,这绝对触及了长期使用的安全底线,主板长期在这种状态下工作,不但稳定性难有保障,寿命可能会大幅度减小。


第8页:何时享受侧吹?何时需用下压?

● CPU 500MHz外频(MB电压1.15V) 下压式 阿尔法400plus测试

冷色-->暖色 表示 低温-->高温, 热像图谱中每个栅格左上角显示此栅格区域的平均温度。

看到上页热像图谱中的惨状,500MHz外频真的无法长期使用吗?现在下结论为时过早,我们将散热器换装下压式的阿尔法400plus,其它设定维持不变,再进行第二次500MHz外频下的测试。

 ○ 北桥/内存区域



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 ○ CPU供电模块区域


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得到下压式散热器的主动风冷帮助后,风扇透过鳍片的气流会向四面八方发散,作用在旁边的主板散热模块上,CPU周边所有元件温度骤然降低,几乎回到了使用侧吹式散热器测试333MHz外频时的发热情况。

● 选侧吹还是下压,外频是最大参考要素

从一系列热成像图谱上可以看出,随着外频的升高,北桥及周边的温度会同步提升。而当CPU外频达到500MHz时,北桥及周边的发热则会呈爆炸性增长,部分区域温度甚至达到90℃,这显然突破了安全范畴。当然,导致这个情况发生的不仅仅是高外频,用户在实用超频时为了稳定而给北桥增加的电压也是原因之一。

500MHz外频确实属于P45芯片组能力范围之内,但是较Intel为其标称的333MHz外频而言,超频幅度依然不容小视。在Intel所有775接口的芯片组中,最高标称外频至今未超过400MHz,热量难以在被动散热条件下控制恐怕就是其中一大因素。

由此可得出结论,无论CPU主频如何,在做长期实用超频时,如果你的外频在400MHz左右,完全可以使用侧吹式散热器获得静音和效能的双重享受;若外频达到500MHz,必须考虑更换下压式散热器来增强稳定性,避免主板折寿。除非你的主板散热模块可以实现主动散热,或是有特殊设计可利用侧吹式散热器的水平风道。

最后,如果你想外频超过500MHz长期使用,最好还是别想。

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