CPU的老搭档 散热器家族的进化之旅

一直以来，CPU和散热器就是一对冤家。从486到Core i7、Phenom Ⅱ
X4，散热器家族从无到有。在这段漫长的发展历程中，究竟都有怎样的曲折故事呢？今天我们就带你一起去回顾散热器发展中的点点滴滴……

回顾PC发展史，从386、486开始、Pentium、Pentium Ⅱ……，直到今天的Core i7，日渐提升的不只有性能，CPU的功耗和发热量也屡创新高。而CPU散热器也经历了一个从无到有，不断壮大的过程，它一直忠实地守护在CPU身旁，确保它能安全稳定的工作。因此，我们不妨再从头回顾一下这段历史，看看散热器是怎样一步一步发展起来，终成为CPU不可或缺的搭档的。

小小的金属片子——Pentium之前的散热器

在386、486时代，CPU功耗都很低，只有几瓦，依靠CPU本身就可以很好地散热。因此，那个时候的玩家对散热也几乎没有什么概念，因为完全不用考虑散热问题。不过，随着处理器频率的不断提升，单纯依靠CPU本身散热逐渐成为了历史。

Pentium MMX处理器的散热器

Pentium MMX 166MHz的TDP功耗达到了13W，必须依靠散热片才能确保它能工作在安全温度下。它外形非常简单，就是一块带有褶皱的铝片，并且体积很小，通过增大散热面积的方式帮助
CPU进行被动散热。

小风扇+散热片——Pentium 4和Athlon XP时代之前的散热器

风扇是什么时候开始大规模用在散热器上的？具体时间已无从考证。相比Pentium处理器十几瓦的TDP功耗而言，Pentium Ⅱ的TDP功耗基本上翻了一倍。其中，Pentium Ⅱ 300的TDP功耗达到了创纪录的43W。尽管后续产品采用了新的内核（Deschutes），并过渡到250nm工艺，发热量大幅降低，但20W左右的功耗，仅仅依靠散热片已经很难压制CPU的温度了。风扇+散热片的主动式散热开始出现，并成为了主流。也正是从这时开始，在普通DIY玩家的字典中才首次出现了散热器的概念，并第一次意识到了它的重要性。

Pentium Ⅱ 300的原装散热器

随后，在Pentium Ⅲ处理器和Athlon处理器上，我们看到了体积更大的散热器。相比Pentium Ⅱ处理器，Pentium Ⅲ在发热量上又上了一个台阶。早期“Katmai”核心的Pentium Ⅲ处理器的TDP大约在35W左右，而后期“Coppermine”（铜矿）核心的Pentium Ⅲ处理器TDP值又有了些许的下降，不过仍旧维持在25W左右，必须配备散热器才能确保CPU正常工作。

AMD散热器就比较夸张一些。由于处理器的发热量比英特尔的同等级处理器更高（900MHz的Thunderbird（雷鸟）核心Athlon处理器TDP值为50W）。因此，AMD的CPU散热器不仅鳍片更多，底部接触面更厚，而且尺寸也更大一些。

无所不用其极——Pentium 4和Pentium D时代的散热器

Pentium 4时代处理器的功耗值和TDP值上升到了一个惊人的程度。相比Pentium Ⅲ时代50W左右的TDP值，Pentium 4一步跃升至100W左右。随后的Pentium D双核心处理器TDP达到100W以上，峰值功耗甚至可以达到130W。为了及时将CPU的高热迅速散发出去，CPU散热器的制造技术经历一系列重大的变革。

热管散热器

除了散热器体积的越来越夸张之外，就材质而言，由于铜具有更高的热传导效率，因此被大量使用到一些高端散热器上，通过采用嵌铜、铜铝鳍片挤压等技术，提高散热性能，甚至还出现了不少全铜散热器。而热管散热器作为一个“新兴事物”也第一次出现在了桌面级散热器市场上，并且开始大规模普及。

什么是热管？

热管是一种高效传热元件。把一支金属管的两端密封起来，向管内注入适量的工作液，抽成真空，就形成一支热管。当热源对其一端加热时，工作液吸热而汽化，蒸汽在压差作用下，高速流向另一端，向冷源放出潜热而凝结，凝结液体从冷源返回至热源，如此循环，就把热量不断从热源传至冷源。

除了多热管、大风扇成为这个时段散热器的重要特征外，在结构设计方面，侧吹式、内吹式，涡轮式等很多有别于之前直吹式的散热器纷纷涌现。

散热器（特别是一些原装散热器）的制造工艺也逐渐开始多样化。常见的就是铝挤工艺。这种工艺的优点在于价格低廉，制造容易。不过缺点也同样明显：由于铝的储热能力一般，在面对高TDP值的CPU时，需要通过增大尺寸和提高风扇转速来加快散热速度，体积和噪音难以权衡，目前主要用在低端产品中。

常见的铝挤式散热器

压固工艺也是常见的散热器制造工艺之一。这种技术是将大量很薄的金属鳍片在高压作用下紧紧的压密、压合在一起。这种散热器的散热效果比较出色，应付TDP在100W以下的CPU都比较轻松。但压固工艺也存在问题：体积较大、一些全铜材质的散热器重量较重，并且长期使用后会在鳍片间积存大量灰尘，造成散热能力严重下降。

采用压固工艺的散热器

另外，在英特尔的原装散热器上，我们也看到诸如嵌铜（在散热器内嵌入铜块）、塞铜等技术以及折页、铸造、切割、插齿等。总的来说，随着工艺不断进步，各种各样的散热器制造工艺越来越丰富，也给我们更多的选择。

高热、低热两条腿走路——散热器发展的新时代

在经历了Pentium 4时代的高功耗困扰之后，全新的英特尔Conron架构为我们带来了低TDP的处理器。这段时间内的散热器甚至有“返古”的倾向，比如英特尔大部分TDP 65W的处理器，如
Pentium E5200、Core 2 Duo E7300等，散热器都非常小巧。

塞铜、嵌铜工艺也是一种常见的散热器制造工艺，在原装Pentium 4处理器散热器上经常可以看到

与此同时，为满足高性能和极限玩家需求，AMD和英特尔也推出了大量高性能的处理器，比如Core i7、Phenom Ⅱ X4等，这些处理器的TDP均在125W左右。再加上超频爱好者增多，使得一些本来TDP值很低的处理器在超频后发热量也直线上升，因此从Pentium D时代就延续下来的大型多热管鳍片式散热器也有不错的市场。

CPU散热器的进化史，实际上就是CPU发展史的另外一面。就整个散热器家族而言，它本身经历了一个从无到有，不断推陈出新的过程。在大多数人看来，这是一段与CPU发展史相辅相成、共同成长的历史，但实际上它们之间又充满矛盾和对立。在要求CPU更加节能的今天，CPU散热器未来会走一条怎样的道路，这是我们接下来要思考的问题。

本期我们学到了什么？

◆散热器的大作用是保证工作设备的安全工作温度。
◆散热器的进化过程：材质的变革、工艺的进步以及散热理念的推陈出新。
◆热管的工作原理。