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精进中的热量管理技术

发布时间:2020-06-30 21:46:05 阅读: 来源:大鹏卷帘机厂家

伴随着电子产品高效能、多功应用的技术挑战之一,就是如何妥善处理内部电子组件所产生的高热问题。这是一个重要的议题,因为若产生的热量无法马上被顺利的移除,就会造成热量的累积,当设备的温度上升到超出组件可承受的安全范围时,就会出现运作不稳定的现象,甚至造成不可逆转的组件功能失常状态,也就是说,这台高精密度的设备可能会整个当掉而无法使用。

本文引用地址: 附图 :BigPic:307x409 热量管理是所有电子产品都需审慎因应的议题,但在PC及NB的设计中又更受到关注。处理器一向被视为机构内的头号热源,而英特尔的Pentium系列,就因为只重效能而忽略热量问题,因而在Pentium 4的开发上终于碰上瓶颈,该公司在2004年10月当众承认走错了方向,放弃了频率速度能达到4GHz以上,但耗电量高达100W – 200W的Prescott。当然,更新一代预定频率超过5GHz的Tejas和超过6GHz的Nehalem,也就无疾而终了。

后来的双核心、四核心等处理器系列,成功地将PC处理器的功耗降低到可接受的范围,不过,处理器的效能仍会持续再向上提升,多核心策略或许只是降低功耗的暂时性策略。PC的热量问题也还没被完全解决,除了主处理器外,其他还有多种组件也被视为是必须「关注」的热源,包括绘图处理器、DDR/DDR2 SDRAM/FB-DIMM内存、硬盘和电源供应器等,它们所产生的高热有时更甚于主处理器。

降低系统温度有两大途径,一是以电源管理的角度来降低组件功耗的产生;一是透过散热系统来将热量移到机构之外。这两项途径都已发展成极专业的技术领域,以电源管理来说,就可以分为组件与系统的不同层次,并分别针对动态功耗(Dynamic Power)及静态功耗(Static Power)的特性来进行更具智能性的设计。

在散热系统的规划上,也可分为被动散热与主动散热两种方式,前者是以传导或自然对流的方式来将组件所产生的热量带出;后者则是指风扇的强制对流方式。这两种方式的技术都在不断地演进当中,以被动式来说,主要是采用散热片(heat sink)、?片(fin)和热导管(heat pipe)等,其中散热片使用更高热传导系数的铝、铜等材料,以及特殊架构来提升传输效益,而利用液、气相变化的热导管,更能达到比铝、铜高近五十倍的传导效益。

风扇的技术也在升级中,在传输控制的接脚方面,已从二线、三线,进步到同时具有转速感测及PWM输入的四线式控制风扇。在控制技术上,新一代的SST总线技术也赋与散热系统更高的智能管控能力,也就是能将所有欲管理的热源及风扇皆链接到散热系统的主控端,进而能视系统的需求针对个别风扇下达不同的转速指令,进而得到最佳的散热效益,同时还能降低风扇产生的噪音状况。

就像网络与黑客的相依相生,我们不能只要效能而不管热量的问题。电子产品对效能与功能的需求一日没有止境,电源管理与热量管理都仍会是需要同步精进的技术。

(作者为电子技术专业自由作家,联络方式:en@ )

本文由 CTIMES 同意转载,原文链接:

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