散热原理—功耗与热阻

   随着处理器发热量的不断提高，很多有助于散热的新兴技术也飞速发展。如果要深入了解一款散热器的性能必须了解其原理，针对目前主流散热器所采用的技术，驱动之家评测室分门别类，为您带来散热专题之原理篇，带您走进散热器的奥妙世界。
功耗是CPU最为重要的参数之一。其主要包括TDP和处理器功耗
TDP是反应一颗处理器热量释放的指标。TDP的英文全称是“Thermal Design Power”，中文直译是“热量设计功耗”。TDP功耗是处理器的基本物理指标。它的含义是当处理器达到负荷最大的时候，释放出的热量，单位未W。单颗处理器的TDP值是固定的，而散热器必须保证在处理器TDP最大的时候，处理器的温度仍然在设计范围之内。
处理器的功耗：是处理器最基本的电气性能指标。根据电路的基本原理，功率（P）＝电流（A）×电压（V）。所以，处理器的功耗（功率）等于流经处理器核心的电流值与该处理器上的核心电压值的乘积。
处理器的峰值功耗：处理器的核心电压与核心电流时刻都处于变化之中，这样处理器的功耗也在变化之中。在散热措施正常的情况下（即处理器的温度始终处于设计范围之内），处理器负荷最高的时刻，其核心电压与核心电流都达到最高值，此时电压与电流的乘积便是处理器的峰值功耗。

处理器的功耗与TDP 两者的关系可以用下面公式概括：
处理器的功耗＝实际消耗功耗＋TDP
实际消耗功耗是处理器各个功能单元正常工作消耗的电能，TDP是电流热效应以及其他形式产生的热能，他们均以热的形式释放。从这个等式我们可以得出这样的结论：TDP并不等于是处理器的功耗，TDP要小于处理器的功耗。虽然都是处理器的基本物理指标，但处理器功耗与TDP对应的硬件完全不同：与处理器功耗直接相关的是主板，主板的处理器供电模块必须具备足够的电流输出能力才能保证处理器稳定工作；而TDP数值很大，单靠处理器自身是无法完全排除的，因此这部分热能需要借助主动散热器进行吸收，散热器若设计无法达到处理器的要求，那么硅晶体就会因温度过高而损毁。因此TDP也是对散热器的一个性能设计要求。
人们也习惯用热阻抗值来对散热器的性能进行标识

热阻抗值RCJ
热阻抗值是保证CPU在一定的环境温度下(TJ=A℃)执行规定的程序(如P4 Maxpower 6.0 100%)，CPU温度保持在规定的最高温度以下(Tc<>
Tc－Tj＝TDP× RJC
等式左边为一定值，对于一款散热器显然是热阻抗值越小，就可以使P值更大，也就是可以承载更大TDP的CPU散热，也就说明性能越好。
对于散热器，我们可以列出如下的等式:
P=H*A*η*△T
P： 散热片与周围空气的热交换总量（W）；
H： 散热片的总热传导率（W/CM2*℃），由辐射及对流两方面决定；
A： 散热片表面积（CM2）；
η： 散热片效率，由散热片的材料及形状决定；
△T：散热片的最高温度与周围环境温度之差（℃）
可以确定，加工成型后的散热器本体（即散热器中的金属部分）的热阻是固定的，但是更换风扇或者降低环境温度，还是可以改变一款散热器的热阻。下面章节我们就对散热器所涉及的一些具体问题作进一步探讨

 

标签： 点击： 评论: