來源 | Intel

與任何強大的 PC 硬件一樣，CPU 在運行時會產生熱量，需要適當冷卻才能達到最佳性能。

正如英特爾系統散熱和機械架構師 Mark Gallina 所說，在正常運行期間，CPU 內的晶體管將電能轉化為熱能（熱量）。這種熱量會增加 CPU 的溫度。如果沒有有效的散熱途徑，CPU 將超出其安全工作溫度。

但是，讓 CPU 保持在理想溫度下運行的最佳方法是什么呢？有許多方法可以冷卻處理器，但大多數臺式機和筆記本電腦使用空氣冷卻器或液體冷卻器。接下來將討論液體冷卻與空氣冷卻：它們的工作原理、每種方法的優缺點。

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CPU 冷卻器的工作原理

空氣和液體 CPU 冷卻器的工作原理相似，它們所做的本質上一樣：從 CPU 吸收熱量，然后將熱量從硬件中散發出去。處理器本身產生的熱量被散發到 CPU 上稱為集成式散熱器 (IHS) 的金屬蓋上。然后，熱量轉移到 CPU 冷卻器的基板。再然后，熱量通過液體或導熱管散發到風扇，接著被從冷卻器吹走，最終離開 PC。雖然基本的機制是相似的，但這兩種方法實現熱量散發的方式非常不同。

1.1 空氣冷卻

在空氣冷卻器中，熱量從 CPU 的 IHS 通過所涂抹的導熱膏轉移到通常由銅或鋁制成的傳導基板中。然后，熱能從基板進入連接的導熱管。

導熱管旨在將熱量從一個位置傳導到另一個位置。在這種情況下，熱量會轉移至高于主板的散熱器，從而留出空間放置其他組件，比如 RAM。這些管道以熱量的形式將能量輸送到構成散熱器的薄金屬翅片中。這些散熱片的設計是為了最大限度地暴露在較冷的空氣中，從而吸收金屬中的熱量。然后，連接的風扇將熱的空氣吹離散熱器。

被動冷卻是怎樣的？

與標準空氣冷卻器相比，被動式冷卻器不太常見，但在理論上是相似的。它們依靠特別設計的散熱器來吸收和散發熱量，而不需要使用風扇。對于有低噪音要求的設備，這類散熱器非常有用，但大多數游戲計算機都使用空氣冷卻器或液體冷卻器。

 

空氣冷卻器的效率會因諸多因素而有所不同，比如構建時使用的材料（例如，銅的傳導性優于鋁，但鋁更便宜），以及連接到 CPU 散熱器的風扇的大小和數量。這就是 CPU 空氣冷卻器的尺寸和設計會有不同的原因。

大空氣冷卻器通常散熱更好，但并不總是有足夠的空間來容納較大的散熱解決方案，特別是在小型電腦中。接下來將進一步探討空氣冷卻的優點，以及何為液體冷卻。

1.2 液體冷卻

與空氣冷卻器一樣，有多種選項可供選擇，但大多數都分為兩類：一體式 (AIO) 冷卻器或自定義冷卻循環。在這里，我們將主要關注一體式 (AIO) 冷卻器，盡管這兩者中液體如何冷卻 CPU 的基本原理是相同的。

與空氣冷卻類似，冷卻過程從連接到 CPU IHS 的基板開始。IHS 上附有一層導熱膏，方便兩個表面之間更好地傳熱。基板的金屬表面是水冷頭的一部分，水冷頭設計為裝填冷卻液。

當冷卻液通過水冷頭時，會從基板吸收熱量。然后，冷卻液繼續在系統中行進，向上通過一兩根管子到達散熱器。散熱器將液體暴露在空氣中，幫助其冷卻，然后，連接到散熱器的風扇將熱量吹離冷卻器。接下來，冷卻液重新進入水冷頭，循環再次開始。

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選擇冷卻方式時需要考慮的因素

2.1 價格

價格會因優先考慮的功能而有很大的不同。不過，一般來說，空氣冷卻器的成本較低，因為操作更直接。兩者都有入門級和高級版本。高級版本的空氣冷卻器可能配有更大的散熱器、更好的風扇，并提供不同的美學設計。高端一體式 (AIO) 液體冷卻器可能會有一個更大的散熱器，并可以進行外觀和功能定制，比如用于控制風扇轉速和照明的軟件。

2.2 易于安裝

盡管一體式 (AIO) 液體冷卻器的安裝通常比標準的空氣冷卻器更復雜，但它仍然相當簡單。大多數僅包含水冷頭、兩根用于循環冷卻液的軟管以及散熱器。額外的步驟包括連接水冷頭，這是類似于安裝空氣冷卻器的過程，然后連接散熱器和風扇，使多余的熱量可以很容易地從 PC 中散出。由于冷卻液、泵和散熱器都包含在設備中（因此稱為“一體式 (AIO)”），安裝后只需很少的監管或維護。

另一方面，安裝自定義循環需要構建者付出更多的努力和掌握更多的知識。初始安裝過程可能更耗時，但是增加的靈活性允許進行更多的自定義，并且如果需要，可以將其他組件（如 GPU）包括到循環中。當正確實施時，這些更復雜的自定義循環還可以支持各種形狀和尺寸。

2.3 尺寸

空氣冷卻器可能體積大，但它僅限于一個區域，而不是分布在整個系統中。另一方面，使用一體式 (AIO) 時，需要為散熱器留出空間，還需要考慮水冷頭和冷卻液管的正確方向和對齊等問題。也就是說，如果計算機比較小，體積偏大的空氣冷卻器可能不是最好的選擇。薄型空氣冷卻器或帶小型散熱器的一體式 (AIO) 冷卻器可能更合適。在規劃升級或選擇機箱時，請確保有足夠的空間來容納所選的冷卻解決方案，并確保機箱支持已選擇的硬件。

2.4 聲音

液體冷卻，尤其是使用一體式 (AIO) 時，往往比 CPU 散熱器上的風扇更安靜。同樣，這也不一定，因為有專門設計用來降低噪音的空氣冷卻器，而風扇的設置或風扇的選擇也會影響產生的噪音量。但總體而言，液體冷卻往往產生的聲音較少，因為小型泵通常絕緣良好，散熱器風扇的轉速往往低于 CPU 散熱器上的風扇。

2.5 溫度調節

如果打算做一些 CPU 密集型的工作，比如渲染視頻或流式傳輸，那么液體冷卻可能是最好的選擇。液體冷卻比純傳導能更有效地將熱量分散到更多的對流表面積（散熱器）上，從而降低風扇轉速（更好的降噪效果）或提高總功率。換言之，它更有效，且往往更安靜。如果追求盡可能低的溫度，或者對更安靜的解決方案感興趣，且不介意稍復雜的安裝過程，液體冷卻可能是最佳選擇。

空氣冷卻器非常善于將熱量從 CPU 中轉移出去，但熱量隨后會散入機箱中，這會抬高系統的整體環境溫度。液體冷卻器通過散熱器上的風扇將熱量轉移到系統外，這方面做得更好。

綜上

選擇液體冷卻還是空氣冷卻，取決于如何使用計算機以及預期的性能和工作負載。如果希望工作時幾乎沒有噪音，冷卻效果最好，且不介意可能更高的價格，液體冷卻將是合適之選；如果尋找的解決方案要有更低的價格，安裝要簡單，并能犧牲一定的性能和降噪效果，建議采用空氣冷卻。

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