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出自民间科学家之手!全静音超频平台

    泡泡网机箱电源频道7月6日 很多人对散热性能和噪音都要追求,现实中很难达成。在民间有位“科学家”在竭力解决这对矛盾。下面来看他的成果。


    中央风冷散热技术,简称中央风冷,是把电脑散热技术与中央空调技术完美结合的一种超静音散热技术。房间多了用中央空调比用普通空调要好,散热器多了用中央风冷比用普通风冷要好。中央空调的主机转起来,所有房间都凉快;中央风冷的风扇转起来,整个电脑都凉快。中央风冷不仅如中央空调般静音,实现起来也十分简便。

    一,象中央空调般地散热
中央空调的房间不需要安主机,中央风冷的散热器也不需要安风扇。电脑的CPU、显卡、电源和硬盘等都需要散热,普通风冷需要在它们上面都分别安装风扇,中央风冷则全部取消了这些风扇。

    中央空调通过敷设大量管道把冷热空气分配到各个房间,中央风冷却不需要在电脑内布置管道,只要利用机箱的多个开孔就能把气流分配到各个散热器,避免了在电脑内布置管道的棘手问题。
下面介绍的就是一台这样的中央风冷电脑。显然,这台玩家制作的中央风冷电脑样机只是为了展示中央风冷的技术特点,提供一种电脑静音的新思路,起抛砖引玉的作用。

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    中央风冷电脑的CPU不需要装风扇,只需要CPU无风扇散热装置。下图中的CPU无风扇散热装置包括有散热器和导风筒,该导风筒套在散热器上以形成风道。该CPU无风扇散热装置总重860克,与市面上的中高端有风扇CPU散热装置相当。

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    中央风冷电脑的显卡不需要装风扇,只需要显卡无风扇散热装置。下图中的显卡无风扇散热装置包括有散热器和罩盖物,罩盖物安装在散热器上形成风道。该显卡无风扇散热装置重量400克,显卡自带的有风扇散热装置重量180克。

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    中央风冷电脑的电源不需要装风扇,只需要电源无风扇散热装置。下图中的无风扇电源由额定功率300W的市售有风扇电源改制而成,散热器上面的盖子用来形成风道。该无风扇电源的内部温度比同功率的有风扇电源还要低,因此无须采用高规格的电子元件,其成本和目前的有风扇电源大致相当。该电源重量2400克,比改造前增加了600克左右。

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    为了更好地为硬盘散热,样机的硬盘处也设置了相应的风道。机箱是中央风冷的气流“分配器”,其包括有电源散热的进风口、CPU散热的进风口、显卡散热的进风口及风扇的排风口,从风扇口排气,就会从其余口进气;从风扇口送气,就会从其余口出气,和中央空调用管道把空气分配到各个房间有异曲同工之妙,巧妙地避免了在机箱内部布置管道的棘手问题。

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    风扇是中央风冷的“主机”,宜大不宜多,更要避免大小风扇混合使用,应以最少的风扇给电脑散热。中央风冷的风扇全部安装在机箱上,风扇口径受机箱的限制而不受散热器的限制,达到180mm甚至更大的口径都非常容易,所以,中央风冷讲究以适当转速的单只大口径风扇来解决整个电脑的散热,实现散热、静音和成本之间的非常好的平衡。适当的转速对120mm风扇来说是1000rpm左右,对180mm风扇来说是700rpm左右。

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    中央风冷电脑的工作原理可以简单概括为:机箱上的风扇往外排出多少气流,基本上就会从电源、CPU和显卡的散热装置的风道流入多少气流,气流顺着风道流过电源、CPU和显卡散热装置的散热部分进行散热;或者相反。

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    机箱、风扇和无风扇散热装置是中央风冷不可分割的组成部分,三者相互配合解决整个电脑的散热问题,用最少的风扇达到电脑的整体静音,是整体散热与整体静音的完美体现,既简单又成本低廉。

    二,散热、静音和超频都不在话下下面对中央风冷电脑的样机进行测试,室温26.6~27.4℃(2011年6月,四川)。
CPU:Intel Core i5 760(TDP 95W);
显卡:AMD RADEON HD5750(TDP 87W);
电源:航嘉冷静王钻石版(300W),已改制为无风扇电源;
内存:Kingston DDR3 1333 2G×2;
硬盘:希捷 ST3500418AS;
主板:华擎 P55 Pro/USB3;
散热:采用中央风冷,其中包括一枚口径180mm风扇,机箱则由华硕TA-U2改制,CPU无风扇散热装置散热为专门定制,显卡无风扇散热装置由超频三黑海改制;
导热硅脂:极冻酷凌 Icetherm;
测试软件:OCCT v3.1.0【CPU核心温度(取其中最高的)、CPU表面温度及CPU VCore】、3DMark Vantage(AIDA64读取温度)。
测试1:极致散热——180风扇转速设定在1230rpm。
OCCT测试:

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    从测试结果来看,一般室温下完全没必要开1230rpm这样的转速,除非室温在45度以上,或者是进行下面的极限超频。
测试2:极限超频(4.0G)——180风扇转速设定在1230rpm。
OCCT测试:

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    可见,对于700rpm这样基本可以忽略风扇存在的转速,散热也完全正常。

    在程序运行过程中,用红外测温仪从机箱后部电源通风孔处对电源内部各处的温度进行了监测,最高观测到有41.3℃的温度,大部分的温度都仅略高于室温,电源散热十分优秀。

    同时,在各种转速下,主板和硬盘均散热良好。
此外,样机的电源是多年前改装的,其转换效率最多75%左右,以目前流行的金牌和铜牌电源的转换效率来衡量,无风扇电源的功率还可以做得更大。样机的太阳花散热器如果采用直径25mm的热柱,可以进一步加强散热效果,或者为TDP更高的CPU散热。样机的显卡无风扇散热装置占用了两个PCI插槽,如果把散热器做得更高,占用三个PCI插槽,就可以进一步加强GPU的散热效果,或者为TDP更高的GPU散热。

    三,想不静音都不行
中央风冷电脑的风扇排出的热量大致可以按如下的方法计算。
以中央风冷电脑样机的180风扇为例,其风量在转速为700rpm时大概为65CFM(1CFM=4.72×10-4m3/s)。设气流进入机箱时的温度为28℃,排出机箱时的温度为35.5℃,则单位时间里该180风扇向机箱外排出的热量为:(空气比热:1.005J/g.K,空气比重:1290g/m3)
Q=c?m?Δt=1.005×(65×4.72×10-4×1290)×7.5≈298瓦
考虑到通过机箱内的空气传递到机箱的壳体并被散发的热量,中央风冷的实际散热能力要大于风扇排出的热量。而目前,绝大多数的计算机发热量都在300瓦以下。计算结果也表明,中央风冷电脑一般只需一个风扇就够了!
功耗几百瓦的无风扇电脑几无可能,而摒弃电脑里多余的风扇却是可能的。少一个风扇多一分宁静,用最少的风扇才是真正的静音。中央风冷取消了电源、CPU和显卡上的风扇,开启了电脑静音的新时代。

注一,关于CPU扣具。目前的太阳花散热器基本只能适应一种型号的CPU,只要略加改进,就能适应其他型号的CPU。首先去掉目前太阳花CPU散热器X型支撑上的四个孔柱,使其与鳍片平齐,并在X型支撑的末端加宽和钻孔,从而安装相应型号CPU的扣具。
注二,关于CPU位置。CPU在不同的主板上位置是不完全一样的,CPU散热装置的导风筒一端大一端小就是用来初步解决这个问题的,另外还可以通过把机箱侧板上的通风孔设计成活动的来进一步解决。
注三,关于GPU位置。GPU在不同的显卡上的位置是不完全一样的,可以通过散热器底板上的多组安装孔以及移动形成风道的罩盖物来适应。■<

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