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用戶:Mitochondrions/電子計算機風扇

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6個80毫米風扇的3D模型,這是一種通常在個人電腦上使用的風扇。(通常成組或與其他風扇共同出現)
一個小的電腦風扇(30 mm, 2.56 CFM @ 8,000 rpm),它下面是一個大風扇(250 毫米,124.71 CFM@800 rpm)

一個 電子計算機風扇,電腦風扇,計算機風扇 是任何附着於,或安裝在計算機箱內部的主動冷卻裝置。風扇的作用是將冷氣從外部吸入,將熱氣排出,並通過把空氣吹過散熱片來讓某個部件降溫。軸流式風扇與離心式風扇都被應用於電腦。電腦風扇通常有標準規格,通過3或4針連接器供電與控制。

製冷風扇的用途

隨着CPU顯卡內存和其他電腦部件速度和所需能量的提高,根據焦耳第一定律,它們產生的熱量也隨之增長。這些部件需要處於一個特定的溫度範圍內才能避免過熱,不穩定,故障和其他有損部件壽命的損害。

在早期的個人電腦中,使用自然對流冷卻(被動冷卻)是可能的,可是現代計算機設備則需要更有效的主動冷卻。風扇把熱氣導出,把冷氣吸入來給組件降溫,通常工作時還需要散熱片的輔助,以增加和空氣接觸的面積,更高效的完成散熱。

風扇的控制並非總是自動的,電腦的BIOS可以控制固有風扇系統的轉速,用戶甚至可以外接一個帶旋鈕的風扇來手動設置不同的轉速。[1]

IBM兼容PC市場中,計算機的電源單元 (PSU)幾乎總是使用排氣扇從PSU排出熱空氣。 CPU上的主動冷卻裝置最早出現在Intel 80486上 ,到1997年成為了所有台式機處理器的標準配置。 [2] 底盤或機箱風扇,通常是一個排氣風扇,用於從後部排出熱空氣,也可是一個進氣風扇,從前部吸入較冷的空氣,機箱風扇在2000年底奔騰4發佈時變得很普遍。 [3] 電腦側面的第三個通風扇,通常位於CPU上方,也很常見。 大多數現代圖形卡上的圖形處理單元 (GPU)也需要散熱片和一個甚至數個風扇。 在某些情況下, 主板上的北橋晶片另有一個散熱片和風扇。 其他組件,如硬盤和RAM也可能會被主動冷卻,但截至2012年 (2012-Missing required parameter 1=month!) 這仍然不太常見。 在現代個人電腦中找到五個或更多風扇並不罕見。

應用

80×80×25毫米的計算機軸向風扇
機箱風扇-前面和後面

風扇循環機箱內的空氣。 如果周圍空氣過熱,殼體內的部件不能有效散熱。 箱式風扇可以作為進氣風扇放置,通過機箱的前部或底部吸入較冷的外部空氣(也可以通過內部硬盤機架吸出),或排氣扇 ,通過頂部或後部排出熱空氣。 一些ATX塔式機箱在左側面板上有一到多個通風口,所以可以安裝一個到多個風扇,來給板電腦最大的產熱組件和擴展卡吹冷風降溫。

標準軸向殼體風扇長寬為40,60,80,92,120,140,200和220  毫米。 由於風扇是電腦上最普遍的冷卻設備,裝飾風扇也被廣泛的使用,它們可以用LED照亮,由紫外線活性塑料製成,或覆蓋着裝飾性格柵。 裝飾風扇和配件在機箱改裝很受歡迎。 空氣過濾器通常裝在進氣風扇上,以防止灰塵進入機箱並堵塞內部組件。 散熱片很容易被堵塞,積聚的塵土會很快讓散熱片失去散熱能力。

PSU風扇

儘管大部分供電裝置含風扇,但它不能用於機箱通風。 PSU(供電設備)的吸入的空氣越熱,PSU越熱。 隨着PSU溫度升高,其內部組件的電導率降低,着降低意味着PSU將更多的輸入電能轉換為熱能(熱量),效率降低從而進一步導致溫度升高,由此引發的惡性循環會導致過熱,除非風扇旋轉得足夠快以使PSU充分供應相對冷的空氣。 PSU主要安裝在現代PC的底部,具有自己的專用進氣口和排氣口,最好在進氣口安裝一個防塵過濾器。

CPU風扇

CPU風扇用於冷卻CPU (中央處理器)的散熱片。 有效冷卻諸如大規模集成電路的集中熱源需要散熱片,散熱片可以通過風扇冷卻; [4]僅使用風扇不能防止小晶片最終過熱。

顯卡風扇

一塊PCI Express 3.0 ×16顯卡,使用兩個風扇進行散熱

用於冷卻圖形處理單元的散熱片或顯卡上的存儲器。由於以前的顯卡功耗低,因此這些風扇在舊的顯卡上是不必要的,但大多數現代顯卡設計的3D圖形和遊戲需要單獨的冷卻風扇。一些功率更高的顯卡能產生比CPU更多的熱量(高達289瓦),因此有效的冷卻很重要。[5]自2010年以來,顯卡已經發佈了軸向風扇,或離心風扇,通常稱為[來源請求]風機,渦輪或鼠籠風扇。

晶片組風扇

用於冷卻主板晶片組北橋的散熱片,晶片組風扇在系統總線明顯超頻和消耗比平常更多的電力時可能會用到,但其他情況下是沒必要的。 隨着晶片組的更多功能被整合到CPU,晶片組的作用已減少,產熱量也減少。

硬盤冷卻

風扇可以安裝在硬盤驅動器(簡稱硬盤)旁邊或上面。 隨着時間的推移,硬盤驅動器會產生十分多的熱量。硬盤是熱敏元件,不應在過高的溫度下運行。 在許多情況下,自然對流冷卻就足夠了,但在某些情況下可能需要風扇。 這些情況包括 -

  • 更快速旋轉的硬盤,產生更多的熱量。 ( 截至2011年 (2011-Missing required parameter 1=month!) ,較便宜的轉速達7200RPM的硬盤; 10,000和15,000 RPM硬盤也能用到但產生更多熱量 )
  • 大型或密集的磁盤陣列(包括通常密集安裝磁盤的伺服器系統)。
  • 由於安裝在外殼或其他位置而導致無風扇不宜冷卻的硬盤。

多種用途

一個小型鼓風機用於將空氣引導到筆記本電腦的CPU散熱片上。

機箱風扇可以安裝在附接到機箱的散熱片上,同時操作以冷卻液體冷卻裝置的工作流體並使殼體通風。 在筆記本電腦中 ,單個鼓風機風扇通常冷卻一個連接着CPU和GPU的導熱管。 在機架式伺服器中,單排風扇可以產生一股從前到後通過底盤的氣流,再通過被動管道或護罩引導穿過各個部件的散熱片。

其他用途

風扇也可以用作一下不常見的用途,比如:

  • Water-cooling radiator transfers a lot of heat, and radiator fans have large static pressure (opposed to case fans that have high airflow) for dissipating heat.
  • Laptop computers lack large openings in the case for warm air to escape. The laptop may be placed on a cooler - somewhat like a tray with fans built in - to ensure adequate cooling.
  • Some high-end machines (including many servers) or when additional reliability is required, other chips like SATA/SAS controller, high speed networking controllers (40Gbps Ethernet, Infiniband), PCIe switches, cooprocessor cards (for example some Xeon Phi), some FPGA chips, south bridges are also actively cooled with a heatsink and a dedicated fan. These can be on a main motherboard itself or as a separate add-on board, often via PCIe card.
  • Expansion slot fan – a fan mounted in one of the PCI or PCI Express slots, usually to supply additional cooling to the graphics cards, or to expansion cards in general.
  • Optical drive fan – some internal CD and/or DVD burners included cooling fans.
  • Memory fan – modern computer memory can generate enough heat that active cooling may be necessary, usually in the form of small fans positioned above the memory chips. This applies especially when the memory is overclocked or overvolted,[6] or when the memory modules include active logic, such as when a system uses Fully Buffered DIMMs (FB-DIMMs).[7] However, with newer lower voltages in use, such as 1.2v DDR4, this is less commonly needed than used to be the case.[來源請求]. Most of the time memory modules, located close to CPU will receive enough of the air flow from the case or CPU fan, even if the air from CPU fan and radiator is warm. If the main CPU is water cooled, this small amount of airflow might be missing, and additional care about some airflow in a case or a dedicated memory cooling is required. Unfortunately most memory modules do not provide temperature monitoring to easily measure it.
  • High power voltage regulators (VRM) often using switch mode power supplies do generate some heat due to power losses, mostly in the power MOSFET and in an inductor (choke). These, especially in overclocking situations require active cooling fan together with heatsink. Most of the MOSFETs will operate correctly at very high temperature, but their efficiency will be lowered and potentially lifespan limited. Proximity of electrolytic capacitors to a source of heat, will decrease their lifespan considerably and end in a progressivly higher power losses and eventual (catastrophic) failure.

參見

[[Category:風扇]] [[Category:電腦硬體冷卻]]

  1. ^ How to Auto-Control Your PC’s Fans for Cool, Quiet Operation. [2017-08-18] (美國英語). 
  2. ^ Mueller, Scott 2005. Upgrading and Repairing PCs. Que Publishing. 16th edition. pp 1274–1280
  3. ^ Mueller, Scott 2005. Upgrading and Repairing PCs. Que Publishing. 16th edition. pp 1274–1280
  4. ^ Acosta, Jeremy. Air Cooling or Liquid Cooling for PC What to Choose and Why?. Games and Gears. 
  5. ^ Nvidia Reveals GeForce GTX 295 Specs. [2009-08-17]. 
  6. ^ The CoolIT Systems RAM Fan Review: Does Memory Really Need a Fan?. [2013-02-05]. 
  7. ^ Anand Lal Shimpi. Apple's Mac Pro: A Discussion of Specifications. AnandTech. 2006-08-09 [2014-10-15].