熱導管技術

　因體積與面積的大增，而短暫嘗試完全回歸到無風扇的純散熱片散熱時代，這主要是指桌上型計算機所用的PentiumⅡ處理器，而筆記型計算機所用的PentiumⅡ，也因為高熱問題也引出了新的散熱手法：熱導管（Heat Pipe，大陸方面直接翻譯成：熱管）。

　熱導管與散熱片相同，散熱運作時都不需要使用電能，屬被動式散熱器，熱導管過去是用在航天領域以及大型主機（或其它相關的大型運算設備、系統），然而行動用的PentiumⅡ處理器發出太多的熱能，加上筆記型計算機不似桌上型計算機，并沒有太寬裕的機內散熱空間與電能，尤其是電能問題，在電池電能有限的情況下必須盡可能不使用風扇、致冷器等額外用電的散熱方式，否則筆記型計算機的待機時間、電池使用時間將會更加縮短，如此外出攜用的價值與意義也會打折扣。

■挑戰零風扇　再度失敗

　嚴格來說，個人計算機除了IBM兼容機（x86架構）外也包含蘋果計算機公司（Apple Computer）的麥金塔（Macintosh，俗稱：Mac）系列，而Mac計算機向來標榜創新，過去至今一直是IBM兼容PC的追趕、抄仿對象，Mac計算機在1999年、2000年間也在散熱設計上嘗試突破，即是從第二代的iMac（1999年）以及PowerMac G4 Cube（2000年）的機種上，嘗試全面棄舍風扇式散熱，不僅是處理器用的風扇，包括電源供應器部份的風扇也要棄舍。

　麥金塔個人計算機嘗試全面揚棄風扇的原因并非是「維護管理」方面的考量，而是「使用舒適性」方面的考量，由于風扇運作時容易產生噪音，而麥金塔計算機的使用者多數都從事創作、設計性質的工作，且習慣于深夜工作，如此較能夠專注或產生靈感，然而寧靜的深夜卻因風扇噪音而不得安寧，反而妨礙、影響了工作情緒。

　取消風扇后的作法其實與過去Intel的嘗試相同，改以較厚大的散熱片來幫助散熱。不過，這項嘗試似乎也未成功，不僅PowerMac G4 Cube有過熱問題，且后續的麥金塔計算機也依舊使用風扇。

▲2004年Apple Computer公司推出新款的PowerMac G5個人計算機，該計算機使用2顆2.5GHz的PowerPC 970FX處理器，并用上水冷循環的散熱系統（圖中G5字樣的鐵盒內）。（資料來源：http://www.apple.com）

　■動態調控技術

　再次的挑戰雖然失敗，但用戶對計算機運作寧靜度的意識也已經抬頭，然風扇依然是「必要之惡」，因此有了折衷的作法，即是調適性的控制風扇轉速，由于風扇轉速愈快也也意味著噪音的提升，所以除非處理器溫度上升，否則不對應提升風扇轉速，讓風扇轉速與處理器溫度呈隨時動態性的正比對應調整，以此來減少風扇噪音量。

　■循環水冷技術

　在使用了通風孔、散熱片、電動風扇、致冷器、熱導管等散熱技術后，個人計算機依然持續尋求更精進、良善的散熱方法，對此方案業者引入了水冷散熱（Water Cooler）技術，2004年Apple推出新款的PowerMac G5個人計算機，該新款計算機使用2.5GHz的PowerMac G5（PowerPC 970FX）處理器，較之前的1.8GHz、2.0GHz版的處理器更為快速，然而也更為熱燙，過去1.8GHz、2.0GHz版仍可用散熱片與風扇散熱，而2.5GHz則是加入了水冷式循環散熱，但同時也仍然要散熱片與風扇的搭配，等于同時用上了三種散熱技術。

　水冷散熱的原理類似冷氣機，即是在一個密閉的循環管內裝入冷媒，并透過壓縮機（馬達）的運轉使冷媒于管內循環，由冷媒快速吸取處理器的熱量，并將熱量運到外端他處后加以均化消散。

　水冷散熱技術除了冷卻（吸熱）效率佳之外，另一個優點是低噪音，由于是在密閉管內進行冷媒循環，所以運作上相當寧靜，良善設計上可以低于30分貝（相當于人類耳語的程度）。相對的，電動風扇并不易降低噪音。

　既然使用上馬達，所以水冷散熱為主動式散熱，此外水冷散熱在設計與產制時也必須相當嚴謹可靠，理由與致冷器相同，倘若水冷的循環系統有所疏漏，使管內冷媒液體外泄，會對電路板造成損害。

　事實上PowerMac G5并非是第一個使用水冷散熱的桌上型運算系統，早在此之前迪吉多（Digital Equipment Corp.；DEC）公司的Alpha計算機即有使用，不過此屬于工作站計算機，而非一般的個人計算機，此外過去在x86 PC的個人改裝、組裝市場中也早有嘗試水冷作法。

　在PowerMac G5使用水冷系統后，日本恩益禧（NEC）公司也在同（2004）年推出采用水冷技術的計算機，且為x86架構，NEC的ValueStar G Type TX桌上型個人計算機（Pentium 4）也使用水冷散熱系統。此外NEC也在其PC架構的伺服氣上使用水冷散熱。

　要注意的是，Apple與NEC雖都采行水冷系統，但所用的管內冷媒卻不相同，Apple用的是純水，而NEC用的是甲醇。

　■持續突破

　很明顯的，散熱設計所考慮的，絕不單單只是效率問題，還要考慮空間、體積、寧靜、電力、維護、安全等問題，甚至成本也必須在意，特別是PC日益低廉的今日，而新的散熱技術也通常意味著較高的實現成本，如此在更熱燙、更低廉之間求取平衡，將是PC散熱設計的重大課題，特別是過去曾發生過為了精省成本，將原本該用三根熱導管的機內散熱系統降成只使用兩根熱導管，進而在出貨后過熱當機而影響聲譽，由此更可知散熱設計的重要性。
散熱片技術基本教戰
在電子設計的熱管理當中，散熱片（Heat Sink）絕對是最基礎、基本的一項運用，在一般自然對流無法及時散熱的情況下，且尚無必要使用電動風扇的強制對流散熱前，絕大多數是使用散熱片來因應。

　即便到了要使用電動風扇（Fan）進行散熱的程度，散熱片也不會因此而廢棄，事實上現有的作法多是讓散熱片與電動風扇相輔搭配，以最常見的機內處理器為例子，處理器是先透過散熱膏（或稱：熱導膏）與散熱片相連，之后才在散熱片上端加裝電動風扇，以此來加速散熱，而非有了電動風扇后，就完全不再使用散熱片。


　同樣的，近年來積極運用的熱導管（Heat Pipe）技術，也依然需要與散熱片搭配，熱導管一端接觸處理器芯片的封裝表面，另一端則接觸散熱片，透過散熱片將熱消散。除此之外，在其它類型的散熱技術、散熱設計上，也多會運用與搭配散熱片。因此，本文以下將針對「散熱片」進行更多的技術討論。

　

▲即便是已采行電動風扇，甚至是熱導管，也多半仍需散熱片的搭配輔助，圖為筆記型計算機等機內低矮空間限制時的散熱設計模型，除了風扇外，在氣流的進出口位置也有設置散熱片。

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