散熱硅脂長測(Day 5)

今天咱們接著上篇文章的話題,從CPU導(dǎo)熱硅脂這一大類應(yīng)用場景說起。
市面上能買到的玻璃態(tài)硅脂種類數(shù)不勝數(shù),價(jià)格也是從1塊錢20克到20塊1克甚至更貴的全面覆蓋,那么這些硅脂除了導(dǎo)熱系數(shù)不同導(dǎo)致其性能差異外,其他方面到底都有什么差別?廠家對(duì)于這種東西還要細(xì)分成這么多類究竟是基于什么樣的理由?這就是我這個(gè)長測的最終目的。
因?yàn)檫@些硅脂都是給cpu或類似器件使用的,那么~~我們就從大家會(huì)經(jīng)常接觸到的cpu來看看,到底是什么樣的需求促使化工廠把這類硅脂劃分的這么細(xì)碎。
首先從cpu的使用場景來說好了,大到工廠的各類自動(dòng)控制設(shè)備,小到一塊智能手表,cpu都是其核心部件,但是其中的差別卻猶如天塹。
CPU的運(yùn)行環(huán)境,有的如你我的辦公電腦一樣,在涼爽的空調(diào)房內(nèi)吹著冷氣,有專用的各類輔助設(shè)備用以保障它們的運(yùn)行環(huán)境穩(wěn)定適宜;有的卻必須沖在第一線,面臨各種工作環(huán)境考驗(yàn)。
先拿比較常見的各類工控設(shè)備來講,受限于體積、部署環(huán)境等條件,不可能短周期的頻繁維護(hù),那么這些CPU所需要的硅脂必須是穩(wěn)定的,有較好導(dǎo)熱效率的長壽命甚至是設(shè)備生命周期內(nèi)一直有效的產(chǎn)品。這類設(shè)備的部署數(shù)量通常也是非常巨大的,那么面對(duì)這么大的一筆生意,也就必然驅(qū)使化工廠去研發(fā)一種能夠滿足這個(gè)需求的產(chǎn)品,這類產(chǎn)品通常都會(huì)具有以下幾個(gè)非常顯著的特征:
一是導(dǎo)熱系統(tǒng)較高,最低也不會(huì)低于固態(tài)硅脂墊片;二是熱穩(wěn)定性非常出色,在裝配好以后,只要工作環(huán)境不超出其熱耐受上限,那么就不會(huì)發(fā)生明顯的物理、化學(xué)特性變化;進(jìn)一步從第二點(diǎn)可以得到第三點(diǎn)——長壽命,這類硅脂幾乎不需要替換,一般都可以一直服役到設(shè)備的設(shè)計(jì)生命周期末期。
接著再說說類似服務(wù)器這種運(yùn)行要求的,通常意義的服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境都不會(huì)太苛刻,例如環(huán)境溫度一般不會(huì)太高,有良好的通風(fēng),能夠進(jìn)行周期性維護(hù)。這類設(shè)備對(duì)硅脂的要求是什么呢?
無非是導(dǎo)熱效率要高,裝配相對(duì)方便,有效壽命能滿足最少6個(gè)月到一年這樣的長度。那么作為硅脂研發(fā)和制造的化工廠又是怎么看待這類需求的呢?對(duì)于化工廠來說,這太容易了,把第一類產(chǎn)品進(jìn)行一定程度的配方調(diào)整,進(jìn)一步提升其導(dǎo)熱效率,適當(dāng)縮短其使用壽命,能夠滿足需求即可。同時(shí),還可以根據(jù)更具體的使用場景對(duì)這個(gè)類別的硅脂進(jìn)一步分類。面向密集計(jì)算的導(dǎo)熱效率要求更高,但通常因?yàn)樵O(shè)備本身維護(hù)方便,且迭代迅速,那么就可以再次調(diào)整配方,進(jìn)一步提升導(dǎo)熱效率,縮短壽命。面向低密度高連續(xù)性計(jì)算的,則適當(dāng)增加硅脂使用壽命,減少維護(hù)次數(shù),同時(shí)盡量維持導(dǎo)熱效率不明顯下降。
下面就輪到大家比較熟悉的各類終端了,這里面根據(jù)用途又分成了很多種,但是從大的面向上看,無非是功耗較小,且波動(dòng)幅度不大的各類固定用途的專用型終端;功耗適中的各種泛用型終端,以及功耗較高且負(fù)載波動(dòng)幅度較大的專用型終端。這三類通常都有一個(gè)共同的特點(diǎn),那就是對(duì)設(shè)備運(yùn)行連續(xù)性要求不高,可以以較短的周期進(jìn)行維護(hù)。這時(shí)候,硅脂的壽命、導(dǎo)熱效率等等就不是那么重要的要求了,這類硅脂也是市場上鋪貨量最大,品牌門類最多的。
最后一類設(shè)備我實(shí)在不知道該把它們分成什么類型,按照我的理解就是——土豪的玩具,這個(gè)面向的設(shè)備通常沒什么維護(hù)周期和運(yùn)行連續(xù)性的說法,可能需要連續(xù)運(yùn)行很久,也可能5*4這樣的連續(xù)性就能滿足??赡茇?fù)載波動(dòng)較小且功耗也不大,也可能有瞬間超高功耗的情況。那么這類需求對(duì)硅脂有什么要求呢?通常來講~就是要導(dǎo)熱效率好,因?yàn)檫@類需求最大的特點(diǎn)就是可以隨時(shí)維護(hù)。因此滿足這種需求的硅脂也就只有一個(gè)特點(diǎn)~~普遍的導(dǎo)熱效率高,但是使用壽命通常都不怎么樣。好的大概能用半年?差的一個(gè)禮拜就完蛋,最爛的大概還不如牙膏好用。
至于高集成度的移動(dòng)設(shè)備,尤其是現(xiàn)在的手機(jī)或者其他高性能手持設(shè)備,玻璃態(tài)硅脂幾乎無法滿足這一應(yīng)用場景,因此在這類設(shè)備里更常見到的是固態(tài)硅脂或者碳納米材料薄膜。
好了~~關(guān)于我對(duì)硅脂的認(rèn)知和思考,大概就這么多吧。中間肯定有很多遺漏和不足,但是,我覺得通過這次的長測,起碼我自己能弄明白,我的這臺(tái)電腦到底應(yīng)該用哪一種硅脂。希望也多少給大家一點(diǎn)有用的參考吧。
ps:其實(shí)還遺漏帶有一定附著能力的硅膠和具備物理形態(tài)變換能力的相變硅脂,不過前一種一般導(dǎo)熱能力都不怎么樣,后一種我暫且認(rèn)為它是一種特殊的固體導(dǎo)熱硅脂。
emmmm~~明天扯點(diǎn)啥?看官老爺們有啥想討論的沒?