我们的测试方法
通常我们是这样来测试散热器性能的,保持室温一致和平台一致,装上散热器后运行测试软件记录CPU核心温度,比较不同散热器下的温度来评定其优劣。这样的方法确实很简单直观,但是对于时间跨度较长的横向评测来说,室温的控制比较有难度,即便是0.5℃的差别也会影响到结果公正性。
5.1 如何衡量散热器的性能
怎么样才能更科学地准确地衡量散热器的性能呢?英特尔其实有一套方法来测量的,最终用热阻大小来定量描述散热器的性能。
热阻表示物体对热量传导的阻碍效果,指物体持续传热功率为1W时,导热路径两端的温差,与电阻非常类似,单位为℃/W。热阻显然是越低越好。对于 某一个平台而言,散热器本身的热阻是固定的,但我们是很难精确去计量其具体大小,因为风扇转速、环境温度和导热介质(硅脂)对结果影响很大。
英特尔文档中关于热阻的图解 |
在英特尔的设计规范中,对热阻作了详细说明:
Ψca = (Tc – Ta) / Pd
Ψca = Ψcs + Ψsa
其中,Ψca表示总热阻,包括Ψcs(接触热阻,也就是处理器表面到散热器底部的热阻,这部分主要是硅脂的热阻)和Ψsa(散热器到环境的热阻),Tc指处理器IHS表面中心点的温度,Ta指散热器的环境温度(机箱内 散热器风扇附近的入口温度,不是机箱外的室温),Pd指处理器的实际功耗,注意并不是TDP值。
Tc指处理器IHS表面中心点的温度 |
英特尔规定,在一定的环境温度下,处理器表面最高温度是有上限要求的,比如B3步进(TDP为105W)的Q6600,规定在环境温度为39℃时,处理器表面温度不得超过63℃,改进后G0步进(TDP为95W),最高表面温度不得超过71℃。
按照上面那个公式,对于B3的Q6600,总热阻Ψca=(63-39)/105=0.228℃/W,也就是说在散热设计上,散热器的热阻+硅脂的最大热阻不得高于这个值 (通常硅脂的热阻<0.05℃/W)。
因此需要得到Tc、Ta和Pd数据,就能计算出散热器的总热阻(包括有硅脂热阻),对于同一种硅脂,相同的涂抹方式,其热阻可以看作是完全一样,这样可以通过总热阻来衡量不同散热器的性能好坏,热阻越小则散热器的性能越强。