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高温对电脑的危害 高温对电脑的危害主要可以分为以下两个部分:
1、对半导体电子元器件(CPU、显卡芯片、主板芯片组等)的危害(本次重点)
2、对显像管的危害
我们先来看看高温对电脑最主要的危害,也就是对半导体电子元件的危害。
根据电子学理论,频率的提高(在稳定的前提下)对于半导体电子元件寿命不会有影响,但是频率变高后,却会产生更多的热量,电子元器件像CPU、内存等等,表面积都非常小,多产生的热量都聚集在这小小的地方,如散热不好将会产生极高的温度,从而引发"电子迁移"现象,而且现在的电脑主频越来越高,再加上还有我们一伙DIY为了获取更多的性能而加电压超频,如此一来,产生的热会更多。
热所导致的"电子迁移"现象(electromigration)会损坏半导体电子元器件。为了防止"电子迁移"现象的发生,我们应该把CPU的表面温度控制在摄氏50度以下,这样CPU的内部温度就可以维持在80度以下,"电子迁移"现象就不会发生。"电子迁移"现象并非立刻就损坏芯片,它对芯片的损坏是一个缓慢的过程,或多或少会降低CPU的寿命,假如你让你的CPU持续在非常高的温度下工作,那你的CPU可就......。
那么"电子迁移"到底是什么?"电子迁移"属于电子科学的领域,在1960年代初期才被广泛了解,是指电子的流动所导致的金属原子的迁移现象。在电流强度很高的导体上,最典型的就是集成电路内部的电路,电子的流动带给上面的金属原子一个动量(momentum),使得金属原子脱离金属表面四处流动,结果就导致金属导线表面上形成坑洞(void)或土丘(hilllock),造成永久的损害,这是一个缓慢的过程,一旦发生,情况会越来越严重,到最后就会造成整个电路的短路(short),整个集成电路就报销了。
"电子迁移"现象受许多因素影响,其中一个是电流的强度,电流强度越高,"电子迁移"现象就越显著。从集成电路的发展史,我们可以发现,为了把集成电路如CPU的核心缩小,必须把线路做的越细越薄,如此,线路的电流强度就变的很大,所以电子的流动所带给金属原子的动量就变的很显著,金属原子就容易从表面脱离而四处流窜,形成坑洞或土丘。另外一个因素就是温度,高温有助于"电子迁移"的产生,这就是为什么我们要把CPU的温度维持在50以下(手摸起来温温的)。至于温度是如何影响"电子迁移",有兴趣的朋友可以自己去研究。
接下来我们再来看看高温对显像管的危害:
显像管作为显示器的一大热源,在过高的环境温度下它的工作性能和使用寿命将会大打折扣,某些虚焊的焊点可能由于焊锡熔化脱落而造成开路,使显示器工作不稳定,同时元器件也会加速老化,最终轻则导致显示器{xx},重则可能击穿或烧毁其他元器件。
散热机理
应该是在初中学物理的时候吧,老师就告诉我们热的传导方式有三种:传导、对流、辐射。现在还记得老师当时讲给我们的例子,把一个汤勺一端放在热水中,你的手握住另一端,一会你就会觉得汤勺热,这就是传导。吹吹风,你就会觉得凉,这就是对流传热。而太阳光照射在你身上,你就会觉得温暖,这就是热辐射。当时只是有了一个大概的了解。
上大学后,所学专业与热有一点关系,所以对它有了一些更专业一点的了解。
对流是指透过热的物质的运动来实现热的传递。这意味着,热能是来自于被气体或者液体所包围热源,透过分子的移动来实现热能的传递的。我们可以采用在散热片上添加风扇的方法来实现强制对流。
传导是指分子之间的动能交换,能量较低的粒子和能量较高的粒子碰撞从而获得能量(是透过物理的直接接触),单独的一块散热片是不能实现热能的传导的。总之,传导是散热片从CPU获得热量的最主要途径。
辐射,就如其名字一样,是指热能从热源以电磁的形式(由光子传送)直接发散出去。辐射可以在真空中进行。辐射的传热效能取决于热源的材料以及表面的颜色。了解了概念,让我们来看看在计算机中最常用的的CPU散热都采用了什么热传导方式
热由CPU传至散热片以及在散热片内部传递都属于热传导,由散热片传递到周围空间属于对流和辐射。
对流是风扇/散热片组合制冷的主要方式。CPU产生的大部分的热都被风扇形成的对流所带走,只有很少很少的一部分热是透过辐射来散发出去的。 |
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