淘宝网风扇要买多大功率的(CPU风扇多少钱_)

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超能课堂:为200W功耗的CPU进行散热,需要多大风量的风扇?

以往我们对风扇的认识,大都停留在风量、风压、转速、噪音等参数上,但经过最近这段时间的钻研后发现,其实我们以往的认知还是略微有些肤浅,单纯依靠厂商给出的最大风量和最大风压其实是没办法判断风扇的散热能力,必须要结合P-Q特征曲线,在加上风扇法则中的公式来推算风扇在不同转速下的各种参数,这样才能判断一把风扇在实际使用中大概会是怎样的表现。

不过即便我们了解风扇在实际使用中的表现,这也不代表风扇就一定适合我们的应用场景。我们经常会面临一些很现实的问题,例如200W功耗的CPU到底需要怎样的风扇才能满足散热需求?显然这个时候光看风扇的工作参数是没有实际意义的。

散热所需要的风量是可以计算出来的

首先我们需要明确一点,风扇的那么多参数中,能决定散热能力的只有风量,因此只有当风扇实际提供的风量大于散热需求的时候,我们才可以说风扇满足使用需求。那么我们怎样确定系统需要多高风量的风扇呢?这里其实也是有公式可以计算的,不过在这里我们先来讲解一些与公式有关的参数和条件。

- 1cal等于重量为1g、温度为0℃的水提升1℃时所需的热量;
- 1cal约等于4.2J;
- 1W的功率工作1秒钟的能量1J;
- 空气的定压比热为0.24(cal/g℃)
- 温度为25℃、1个标准大气压下的空气,其密度相当于每立方米1.185Kg;
- CMM与CFM都是我们常说的风量Q,前者是立方米/分钟,后者是立方英尺/分钟;
- 1CMM相当于35.3CFM

在确认上述条件确定后,我们来看这样的公式:

热量(H)=比热(Cp) * 重量(W) * 温升(△Tc)

把上述公式套入到我们的实际使用场景中,热量实际上指的是空气可以带走的热量,比热和重量自然是空气的比热和重量,允许温升则是空气进入到热源前和离开热源时的温度差,也就是进风口与出风口温度差。如果说进风的风量足够大,那就意味这空气可以带走的热量越多,而空气带走的热量与热源的发热速度相匹配时,就相当于可以满足散热需求了。

接下来我们把这个公式套入到前述的条件中,我们就可以知道25℃的空气理论上可以提供怎样的散热效能。空气的重量是密度与体积的乘积,而空气的体积则是通过CMM或CFM也就是我们常说的风量来计算的,因此空气的重量W=Q/60*1185(Q取CMM),这就是每一秒钟的空气重量。在套入到上述的公式和条件并进一步简化后,我们可以得到下面的简式(具体过程大家可以自己推算一下)。

Q = 1.8 * P / △Tc

公式中,P就是我们的热源功率,△Tc就是温差,Q就是计算出来的风量需求。根据这一个公式,我们就可以计算出在一段时间里,为确定功率的热源进行散热时,理论上所需要提供的风量。

然而在这里有一个很容易出现的错误,有些同学会把△Tc直接套用CPU温度与室温的温度差距,为此你会计算出一个极低的风量需求,但事实上这里的△Tc并不是两者的是温差,而是散热系统进风口与出风口的温差,也可以说是热源的允许升温范围。

以常见的240mm冷排水冷散热器为例,当其用在一个200W功率的热源上的时候,如果我们要求冷排进风口与出风口之间的温差不超过10℃,那么此时的△Tc应该取值10℃计算,得出结果大约为36CFM。

实际与计算相差巨大?因为计算出来的只是有效风量

然而现在的12cm风扇能提供的最大风量,基本上都远超我们计算出来的数字,60CFM风量以上的产品比比皆是,那为什么还要用2把风扇甚至3把风扇的组合呢?实际上计算出来的数字是一个理论值,属于有效风量。而实际上风扇在工作的时候,所提供的的有效风量是要低于其最大风量的,例如在新风系统中就有一个关键参数叫得风率,就是有效风量与最大风量之间的比值,比值越大新风系统的效能就越高,对于散热系统来说也是一样的。

这里我们就要说到风压的作用了,我们都知道风扇的最大风压和最大风量其实并不能同时出现,当风扇应用到不同的场合时,它会表现出来不同的风压和不同风量,而这里的风压和风量才是有效的数值。

其实在业内有这样一种说法,那就是“风量是结果,风压是手段”,这个大家可以结合P-Q特征曲线来进行理解。以上图为例,雅浚M12风扇在应用到冷排上面的时候,其实际风压是在1.6mm H2O的水平,实际风量则在35CFM左右,无论是实际风压还是实际风量都会低于其标注的最大值,但这才是此款风扇在实际应用中的表现。

同理猫头鹰的NF-F12风扇最大风量只有65CFM左右,最大风压则达到接近4mm H2O的水平,其应用在冷排上面的时候,所能提供的实际风压与实际风量与雅浚M12其实非常接近,因此两把风扇此时提供的散热效能都非常接近,而实测结果也是如此。

因此即便我们计算出来整个散热系统所需要的风量,那也不是说我们只要看着风量来选择风扇就够了,我们还要考虑风扇的风压是否足以抵抗系统的整体阻抗,让风扇可以提供充足的有效风量,只有当有效风量可以满足使用需求的时候,这款风扇才算是可以满足使用需求。

那么200W的CPU散热到底需要多大风量的风扇?

其实这个问题的答案并不是那么容易回答,关键是在于你的散热系统能够为CPU带来多少℃的温差,也就是△Tc的取值是多少。以我们的实际使用经验来说,△Tc的取值范围一般来是8℃到10℃左右,在这里我们不妨直接取8℃,P的取值就看CPU的功耗,200W就按照200W计算,因此按照上述公式计算,200W的CPU进行散热,△Tc在8℃左右,那么其需要的风扇能够提供的有效风量要不低于45CFM

而有效风量与最大风量之间没有固定的换算公式,最佳做法是结合P-Q特征曲线选择,快速方法则是往大了选,一般来说1.5倍会比较符合实际,按照这个来计算的话,最大风量不小于68CFM的风扇会是比较合适的。

缓解新平台“供电焦虑”,你的电源需要升级了

2022年下半年的硬件市场可以说是相当热闹,AMD、Intel、NVIDIA都将推出新一代的处理器和显卡产品,新硬件为平台带来巨大性能提升的同时,对供电要求也更高了。现在最新的RTX 4090显卡已经建议大家使用1000W功率的电源,如果你想要组建一套旗舰配置的新平台,那么就得准备一款高品质的高功率电源。

高端平台对电源要求较高

作为核心硬件中的耗电大户,高端处理器、显卡由于规格高,功耗自然降不下来,随着性能的不断提升,对供电的要求甚至越来越高了。首先从处理器端来看,新发布的Intel第13代酷睿台式机处理器改用了基于10nm Enhanced SuperFin的Intel 7,但为要冲击高频率,只得继续牺牲功耗。i9 13900K的默认TDP依然为125W,官方公布的最高功耗达到了253W,解锁功耗限制后实际的考机满载功耗甚至可以突破350W。

Ryzen 7000系的功耗要求最大TDP为170W,最小的7600X和7700X也达到了目前Zen3旗舰级5900系列的105W。但实际上,这仅仅是热设计功耗,如果把超频考虑进来的话,AM5 CPU的PPT功耗实际上是230W。虽然整体功耗比13代酷睿低不少,但这比上一代Ryzen 5000的142W增加了88W PPT,也是非常可观的功耗。

在显卡这边,得益于RTX 40系显卡采用台积电4nm制程工艺,让它的能耗比有了大幅度提升,所以RTX 40系显卡相对于30系显卡,其实对供电的需求基本没有变化。NVIDIA 官方信息页中,RTX 4090显卡功率为450W,推荐电源功率为850W,RTX 4080 16GB显卡功率为320W,推荐电源功率为750W。

如果你想实用RTX 40系显卡组建旗舰平台,为了应付两大核心硬件加上内存、机械硬盘、板载声卡、M.2固态硬盘等的耗电,至少也要搭配额定功率在850W以上的电源才行。但是如果考虑到超频需求以及为以后升级留下一些余量的话,则最好选用1000W或者额定功率更高的电源。

有条件尽量上:ATX 3.0电源战未来

电源作为主机中“心脏”一样的配件,其换代和更新并不像其他硬件那样频繁,像我们熟悉的ATX 2.0电源标准,就是2003年发布的,随着后续设备的发展,电源也出现了不少的变化,例如配备了SATA硬盘的电源供电以及显卡的独立供电。配线的模组化也开始流行,总的来说也没有脱离ATX 2.x的范畴。但从30系列显卡的发布开始,显卡的额定功耗也飞跃了一个台阶,到3090Ti就达到了450W,传统ATX 2.X电源在面对峰值功率动辄600多W的旗舰显卡时开始力不从心,轻则断电保护,重则带走硬件。

为了应该功耗更高的显卡,Intel在今年2月份发布了最新的ATX 3.0电源标准,新的ATX 3.0电源增加了16Pin的12VHPWR接口,与我们常见的8pin供电不同的是,它只需要一根供电线即可提供600W的功率,所以在应对这种高功耗显卡的时候,显然会让用户更为轻松,目前新一代的RTX 40已经采用了这样的供电接口,AMD的RX 7000系列也可能采用12VHPWR接口。

而ATX 3.0电源本身最大的变化是,在规范中要求所有经过认证的电源都要在功率达到标称的200%时还能稳定运行100μs,并且在运行时间的10%内都要做到这一点。也就是一款850W的电源,能承受瞬间1700W输出的冲击。考虑到RTX 40系显卡出现功率超载的情况更明显,而且峰值功率更大,显然ATX 3.0电源更能发挥新一代显卡的性能和保证硬件稳定运行。另外,ATX 3.0电源可以通过12VHPWR接口的4pin信号线与显卡进行通信,这样即使是电源功率达不到显卡的要求,也不会出现断电或者烧毁等恶性情况。

稳定高功率电源推荐

对于非ATX 3.0电源来说,可以通过转接线的来兼容采用新接口的新一代显卡,如果玩家现有的电源容量足够,比如之前装机使用的是1200W、1600W电源,或者不会上RTX 4090这种TGP超过400W的旗舰显卡的情况下,可以继续使用ATX 2.X电源,省下来的预算拿来升级散热器、SSD,也是种务实的选择。不过今天的主角是ATX 3.0电源,新发售的ATX3.0电源价格也会稍贵一些,但贵有贵的道理,为了满足ATX 3.0规范,电源内部的设计和用料都要有较大的升级,下面我们就推荐几款ATX 3.0电源。

华硕TUF GAMING 850G

参考价格:1179元

华硕TUF GAMING 850G是一款才上不久的新产品,电源采用耐用防划的磨砂黑外壳,侧面立体冲压+镜面Logo,拥有不错的颜值,尺寸约150×150×86mm,属于小尺寸电源。该电源符合全新的ATX3.0供电标准,提供原生16Pin 12VHPWR接口,采用了军规级别的组件,PCB板三防涂层设计,防潮防尘防短路,提升电耐用性。内置135mm双滚珠轴流技术风扇,兼具了高效散热和低噪声。

电源通过了80PLUS金牌认证,转化效率、供电稳定性无须担心。采用了105℃全日系高性能电容,保证稳定性能输出的前提下,也更加节电。LLC拓扑电路和双DC转换的设计,大幅减少线圈噪音,更安静高效。支持OPP/OVP等六项(UVP/SCP/OCP/OTP)多重技术保护,以及10年质保换新。值得一提的是,电源自带的全模组线材均为柔软的压纹线,颜值媲美定制线材。

技嘉UD1000GM PG5

参考价格:1399元

作为一款1000W的高端电源,技嘉UD1000GM PG5依靠更高的集成度将体积控制在了150mm×140mm×86mm,相比全尺寸电源,它可以让玩家拥有更多的机箱空间来改善散热和方便理线。散热部分,它配备了12cm液压轴承(HYB)智能静音风扇,在输出功率小于400W且温度不高时风扇完全停转以避免噪声。电源采用了高端电源中常见的主动PFC+LLC谐振+同步整流+DC-DC电路设计,架构成熟可靠性和效率都非常出色。电源通过了80PLUS金牌认证,配合12VHPWR接口,能够满足新一代旗舰显卡的供电需求。

华硕ROG LOKI 洛基 1000W

参考价格:1999元

如果你正好有组建迷你性能小钢炮的需求,那还可以看看华硕ROG LOKI洛基1000W电源,这是一款体积小巧的SFX-L电源。电源采用ATX 3.0供电标准,拥有1000W额定功率,并通过了80PLUS白金认证,具有出色的转换效率,提供16pin原生供电接口,最高可以输出600W功率,保证为RTX 40高端型号提供充足的电力。电源搭载120mm双滚珠轴流风扇和ROG定制散热片,具有更好的散热性能和使用寿命,风扇部分带有RGB灯效,整体外观信仰满满。目前ROG LOKI洛基1000W电源的京东售价为1999元,且大部分时候处于无货状态,有兴趣的小伙伴可以留意一下。