众所周知,电子元件在运作的时候,无法达到100%的效率,所流失的能量绝大部分都转换成为热量发散,但是对于电子元件来说,温度每上升10℃,其寿命就减少到原来的一半甚至更短,这就是其随温度而变的特性。
电脑,除了
显示器、
键盘、
鼠标等外设外,
机箱内的各个
硬件都是发热大户,中央处理器(
CPU)、
主板、
内存、图形处理器(GPU)、
硬盘、
电源等,甚至各类连接用的数据线与电源线,也都是发热源。这些热都是从何而来的呢?原因就是本文在开头中提到的电子特性,流失的能量转换成为热能而发散出来。可能相对而言,这些部件的发热量还是比较小的,但是当这么多发热源集中在一个有限的空间里以后,那发热量就相当可观了。根据能量守恒定律,热不会消失,只是转移至其他地方,如果机箱无法起到良好的散热效果,那么郁积下来的热量势必对电脑硬件以及
系统的正常使用造成严重影响,如此说来,对机箱的散热要求就非常高了。

这是一张机箱风道的示意图,通过安装机箱风扇及风向的调整,气流在机箱内按照箭头所指的方向进行流动,同时,箭头的颜色也代表了气流的温度(蓝色代表低温,红色代表高温)。这张风道图描述的相当标准。下面,我们会针对机箱散热及风道的相关理论知识做进一步的阐述。
根据前面提到的热量与电子元件寿命之中的关系,如果一款机箱不能够起到良好的散热效果,那么对这些硬件就会产生不可逆转的损坏。随着电脑配件中几大件发热源功率的不断增加,Intel公司为了保证自己生产的CPU的温度能被控制在一个稳定工作范围内,针对机箱提出了机箱散热规范CAG(Chassis Air Guide),该规范是一个机箱内各部件的冷却散热解决方案,具体来说就在是35度室温中,要求机箱的整体散热能力必须保证CPU散热器表面测试区域的平均空气温度保持在38度左右甚至更低。这也就是“38度机箱”称谓的由来。随后,Intel还推出了CAG升级版CAG1.1?000馐亲耪攵訧NTEL Prescott处理器而制定的。实际上CAG是属于建议性的规范,相关的认证标准是INTEL TAC标准(Thermally Advantaged Chassis),也就是“散热优势机箱”。TAC也有1.0版本和1.1版本之分,采用CAG1.0
设计的机箱就用TAC1.0标准认证,而TAC1.1也与CAG1.1相对应。TAC是对于制造机箱的一个很全面的认证,其中不仅仅包括了散热风道设计(这是CAG中的重要内容)还包括了诸如EMI、结构等多方面设计规范。只有通过了结构、EMI、噪音、散热等所有一系列测试,一款机箱才能够被认定为是符合TAC规范的产品。
大致了解这些规范后,我们还需了解的就是关于散热原理方面的一些知识了。热量是如何转移的呢?通常情况下都是通过传导、对流以及辐射的方式,由温度高的地方向温度低的地方转移,如接触传导、风扇转动引起的空气对流、空气的温度差异引起的自发反应等等。机箱的设计者就会按照热量转移的这些特性,结合INTEL的规范,考虑到机箱的材料选择、加工工艺、结构设计等,总而言之,一款看似简单而且在电脑使用者心目中地位极低的机箱,从设计到生产以及成型,都是一个相当复杂的过程。
正是由于INTEL规范的提出,非常多的厂商针对机箱散热做出了改善,如,在机箱侧板出现了导风孔甚至加装风扇,底部也增加了进气孔,把原来的8公分机箱风扇更换成尺寸更大风量也更大的12公分风扇,专用风道等也随之出现。还有更加专业的水冷、干冰降温以及液氮、压缩机等BT的散热方式,但这些方式大部分针对的都是部分硬件的降温。我们更关心的还是相对而言成本较低,也容易动手进行改善的系统散热方式-风冷,面对如此多的改动,到底采用何种方式对散热的帮助更大?
我们先来看一下机箱是如何发挥散热功效的。机箱内的空间虽然有限,但在硬件安装完毕之后可以看出,空余的空间还是相当大的,提供了很好的空气流动空间。最简单的方法就是通过加装机箱风扇强制形成机箱内的空气流动,配合侧板开孔等方式,使机箱内的空气能够按照一定的路径流通起来,从而通过对流及幅射等方式将硬件散发出来的热量带离机箱。但是,机箱风扇的安装是有讲究的,加装的风扇数量也不是越多越好。不知道你是否注意到,绝大多数机箱的内部结构基本相似,而且预留的风扇位置也都一样。通过安装风扇后,产生一个合理的风道,将机箱外的低温空气引入,把机箱内各硬件已经产生的热量吹出去,形成一个良性循环,达到散热的最佳效果。INTEL提出了“前进后出+侧吹”的风道结构,在机箱前面板下部有一个进风的风扇,从机箱下方的开口处吸风,机箱背部的风扇再将热气吹出,形成一个贯穿机箱主体的风道;同时在侧板上还有一个通风罩是专门为CPU服务的,可以让CPU散热器直接获得机箱外的冷空气。目前,INTEL的这种风道结构为广大机箱生产厂商采用,因此也就有了很多机箱跟孪生的一样相同的内部结构。当然,也有一些“不走寻常路”的厂商自行设计开发出不同的风道结构,如AVC的旗舰产品“海