热导管技术

　因体积与面积的大增，而短暂尝试完全回归到无风扇的纯散热片散热时代，这主要是指桌上型计算机所用的PentiumⅡ处理器，而笔记型计算机所用的PentiumⅡ，也因为高热问题也引出了新的散热手法：热导管（Heat Pipe，大陆方面直接翻译成：热管）。

　热导管与散热片相同，散热运作时都不需要使用电能，属被动式散热器，热导管过去是用在航天领域以及大型主机（或其它相关的大型运算设备、系统），然而行动用的PentiumⅡ处理器发出太多的热能，加上笔记型计算机不似桌上型计算机，并没有太宽裕的机内散热空间与电能，尤其是电能问题，在电池电能有限的情况下必须尽可能不使用风扇、致冷器等额外用电的散热方式，否则笔记型计算机的待机时间、电池使用时间将会更加缩短，如此外出携用的价值与意义也会打折扣。

■挑战零风扇　再度失败

　严格来说，个人计算机除了IBM兼容机（x86架构）外也包含苹果计算机公司（Apple Computer）的麦金塔（Macintosh，俗称：Mac）系列，而Mac计算机向来标榜创新，过去至今一直是IBM兼容PC的追赶、抄仿对象，Mac计算机在1999年、2000年间也在散热设计上尝试突破，即是从第二代的iMac（1999年）以及PowerMac G4 Cube（2000年）的机种上，尝试全面弃舍风扇式散热，不仅是处理器用的风扇，包括电源供应器部份的风扇也要弃舍。

　麦金塔个人计算机尝试全面扬弃风扇的原因并非是「维护管理」方面的考量，而是「使用舒适性」方面的考量，由于风扇运作时容易产生噪音，而麦金塔计算机的使用者多数都从事创作、设计性质的工作，且习惯于深夜工作，如此较能够专注或产生灵感，然而宁静的深夜却因风扇噪音而不得安宁，反而妨碍、影响了工作情绪。

　取消风扇后的作法其实与过去Intel的尝试相同，改以较厚大的散热片来帮助散热。不过，这项尝试似乎也未成功，不仅PowerMac G4 Cube有过热问题，且后续的麦金塔计算机也依旧使用风扇。

▲2004年Apple Computer公司推出新款的PowerMac G5个人计算机，该计算机使用2颗2.5GHz的PowerPC 970FX处理器，并用上水冷循环的散热系统（图中G5字样的铁盒内）。（资料来源：http://www.apple.com）

　■动态调控技术

　再次的挑战虽然失败，但用户对计算机运作宁静度的意识也已经抬头，然风扇依然是「必要之恶」，因此有了折衷的作法，即是调适性的控制风扇转速，由于风扇转速愈快也也意味著噪音的提升，所以除非处理器温度上升，否则不对应提升风扇转速，让风扇转速与处理器温度呈随时动态性的正比对应调整，以此来减少风扇噪音量。

　■循环水冷技术

　在使用了通风孔、散热片、电动风扇、致冷器、热导管等散热技术后，个人计算机依然持续寻求更精进、良善的散热方法，对此方案业者引入了水冷散热（Water Cooler）技术，2004年Apple推出新款的PowerMac G5个人计算机，该新款计算机使用2.5GHz的PowerMac G5（PowerPC 970FX）处理器，较之前的1.8GHz、2.0GHz版的处理器更为快速，然而也更为热烫，过去1.8GHz、2.0GHz版仍可用散热片与风扇散热，而2.5GHz则是加入了水冷式循环散热，但同时也仍然要散热片与风扇的搭配，等于同时用上了三种散热技术。

　水冷散热的原理类似冷气机，即是在一个密闭的循环管内装入冷媒，并透过压缩机（马达）的运转使冷媒于管内循环，由冷媒快速吸取处理器的热量，并将热量运到外端他处后加以均化消散。

　水冷散热技术除了冷却（吸热）效率佳之外，另一个优点是低噪音，由于是在密闭管内进行冷媒循环，所以运作上相当宁静，良善设计上可以低于30分贝（相当于人类耳语的程度）。相对的，电动风扇并不易降低噪音。

　既然使用上马达，所以水冷散热为主动式散热，此外水冷散热在设计与产制时也必须相当严谨可靠，理由与致冷器相同，倘若水冷的循环系统有所疏漏，使管内冷媒液体外泄，会对电路板造成损害。

　事实上PowerMac G5并非是第一个使用水冷散热的桌上型运算系统，早在此之前迪吉多（Digital Equipment Corp.；DEC）公司的Alpha计算机即有使用，不过此属于工作站计算机，而非一般的个人计算机，此外过去在x86 PC的个人改装、组装市场中也早有尝试水冷作法。

　在PowerMac G5使用水冷系统后，日本恩益禧（NEC）公司也在同（2004）年推出采用水冷技术的计算机，且为x86架构，NEC的ValueStar G Type TX桌上型个人计算机（Pentium 4）也使用水冷散热系统。此外NEC也在其PC架构的伺服气上使用水冷散热。

　要注意的是，Apple与NEC虽都采行水冷系统，但所用的管内冷媒却不相同，Apple用的是纯水，而NEC用的是甲醇。

　■持续突破

　很明显的，散热设计所考虑的，绝不单单只是效率问题，还要考虑空间、体积、宁静、电力、维护、安全等问题，甚至成本也必须在意，特别是PC日益低廉的今日，而新的散热技术也通常意味著较高的实现成本，如此在更热烫、更低廉之间求取平衡，将是PC散热设计的重大课题，特别是过去曾发生过为了精省成本，将原本该用三根热导管的机内散热系统降成只使用两根热导管，进而在出货后过热当机而影响声誉，由此更可知散热设计的重要性。
散热片技术基本教战
在电子设计的热管理当中，散热片（Heat Sink）绝对是最基础、基本的一项运用，在一般自然对流无法及时散热的情况下，且尚无必要使用电动风扇的强制对流散热前，绝大多数是使用散热片来因应。

　即便到了要使用电动风扇（Fan）进行散热的程度，散热片也不会因此而废弃，事实上现有的作法多是让散热片与电动风扇相辅搭配，以最常见的机内处理器为例子，处理器是先透过散热膏（或称：热导膏）与散热片相连，之后才在散热片上端加装电动风扇，以此来加速散热，而非有了电动风扇后，就完全不再使用散热片。


　同样的，近年来积极运用的热导管（Heat Pipe）技术，也依然需要与散热片搭配，热导管一端接触处理器芯片的封装表面，另一端则接触散热片，透过散热片将热消散。除此之外，在其它类型的散热技术、散热设计上，也多会运用与搭配散热片。因此，本文以下将针对「散热片」进行更多的技术讨论。

　

▲即便是已采行电动风扇，甚至是热导管，也多半仍需散热片的搭配辅助，图为笔记型计算机等机内低矮空间限制时的散热设计模型，除了风扇外，在气流的进出口位置也有设置散热片。

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