風扇的發明可以說徹底改變了人類的生活：炎熱的天氣人們用風扇乘涼，各類裝置設備通過風扇來散熱。風扇已經從最早的通過渦輪、齒輪和發條驅動的笨重機械設備發展為了今天由電動機驅動的各類風扇。它的用途非常廣泛，成為了人類生活中不可或缺的裝置設備。

風扇的工作原理非常簡單，即電機帶動扇葉轉動，扇葉高速轉動便會產生風流。在夏天，除了空調之外，電風扇同樣為我們消暑的物件之一。當然對于PC DIY用戶來講，風扇同樣是PC中必不可少的配件。

為何PC中需要風扇呢?我們知道PC需要電力供應才能運轉，而電能在驅動PC工作的同時還會轉化成相當數量的熱能。組成PC的硬件眾多，每個都會散發出熱量，為了保證PC長時間能夠穩定運行不至于積壓太多熱量，用來輔助散熱的風扇必不可少。

而性能越強的硬件功率也會越高，這樣它們所轉化成的熱能也會更多，需要的散熱設備也會越強。就拿風扇來說，PC用風扇直徑規格一般為9cm、12cm以及少量14cm甚至20cm、22cm。為了滿足高端用戶的需求，主板上風扇接口也越來越多。

一般來講，機箱內用到風扇的地方都有：機箱前置面板，機箱上方，機箱背部，CPU散熱器，顯卡及電源等，而高端DIY還會用到更多風扇。粗略數數，PC里的風扇還真不少，它們為硬件的散熱的確做出了不少貢獻，但與此同時，這些風扇也生成了令我們厭惡的一樣東西：沒錯，就是噪音。

什么樣的聲音算得上是噪音?一般比較廣泛的認知是75dB便是人耳舒適度的上限，而到了80dB以上則會讓人感到不悅，比如嘈雜的辦公室以及高速公路上的聲音。20dB為人們竊竊私語的聲音，50dB就到了大聲說話的級別。

機箱內12cm風扇的運轉噪音為21-27dB，而在高轉速下它的噪音會更大。此外諸如顯卡的渦輪散熱扇在滿載下甚至會達到50-60dB，這已經相當于人們大聲說話的級別。試想一下，機箱內有如前文所提到的那么多個風扇，其噪音絕對不容小窺。

在安靜的情況下，PC機箱內的噪音會變得更加明顯，特別是我們在需要安靜的時候，這些噪音會擾亂我們的心情。

PC為什么要散熱?

首先我們應該搞清楚PC為什么要散熱。筆者曾在前文提到，PC需要供電，大量的電能供給硬件的同時還會轉化成熱能，而功率越高電能所轉化成的熱能也就越多。熱量在不同場合出現的意義也不同，但毫無疑問的是當過多熱量出現在運轉中的PC硬件上時，這絕對不是一件好事。

因為構成硬件的半導體必須工作在一個適宜的、較為涼爽的溫度下，而運行所產生的熱量會讓半導體溫度急劇升高，造成運行的不穩定，影響性能并縮短壽命。就拿CPU來說，如果CPU的核心溫度達到很高(80℃、90℃甚至更高)，CPU會采取降頻措施以便能夠繼續正常運行，而在高溫下CPU的運算性能也會出現下降。這就是為什么PC內部的硬件需要散熱。

上圖為一套裸平臺運行中的溫度檢測，其中安裝了原裝散熱器后CPU區域溫度為30-40℃，較為可觀。而在芯片組區域即使已經配備了一顆金屬散熱片的情況下，其溫度仍然為66.6℃，可想而知如果沒有這顆散熱片，芯片組是否能夠正常工作以及其壽命如何都是值得擔心的。

一般來講電腦硬件中兩個發熱大戶為CPU及GPU(顯卡)，而像MOS管及芯片組芯片等盡管也會散發出熱量，但被動式的金屬散熱片完全可以滿足需求，甚至很多廠商宣稱自家主板產品的MOS管部分和芯片組連被動散熱都不需要仍可以維持在可接受的運行溫度。

一般來講哪些風扇是必須?

在PC整機中，機箱起到了很多作用。首先，所有硬件及配件都被安裝在機箱內，這才使得散落的零件能夠組成一個整體;其次，機箱為裸露的硬件提供了一個庇護所，將它們保護了起來，免受外界侵害;***，良好的機箱結構不但能夠為硬件的安裝提供便捷，還會提供最科學***效的風道，讓整機的散熱效果更上一層樓。

當然，機箱所安裝的風扇并非必須，就好像仍然有很多用戶并不使用機箱而是采用“裸平臺”的方式來使用PC。歸根結底，機箱內部風扇所起到的只是輔助散熱作用，換句話說如果你的CPU及顯卡本身散熱已經相當不錯，那么你甚至沒有必要安裝機箱風扇。

拿普通中塔機箱舉例，其前方、后方及上方一般來講標配風扇或提供了風扇位。如果將原配風扇卸下或不在預留位安裝風扇，那么這一臺PC我們可以減掉大約2-6個風扇。前文筆者曾經提到，一個風扇的噪音大概為21dB-27dB，減掉2-6個風扇將會非常顯著的降低噪音。

安裝風扇的范圍已限定至很小

如果說機箱內風扇只起到了輔助散熱的功能，那么起決定性因素的風扇無外乎以下幾個：CPU散熱器，顯卡散熱器以及電源。

需要說明的是，我們討論次問題的前提是一般情況，而諸如內存散熱器風扇以及其它內部輔助散熱裝置由于應用很少因此不再討論范圍之內。

CPU作為整臺PC中的發熱大戶，散熱問題不容忽視，而同時CPU散熱器也是各大散熱器廠商所研發的重點對象。同樣為發熱大戶，顯卡的GPU芯片同樣會散熱出很高的熱量，不過顯卡散熱器的形態較為固定，且顯卡廠商也均已配送。***，電源為整臺設備提供了電力支持，內部的線圈和元件在高功率輸出狀態下也會放出大量的熱，一顆風扇必不可少。

如何才能讓這三個“罪魁禍首”的風扇消失呢?

強大的設計是保證整機無風扇散熱根本

說到底，即使沒有風扇，但是散熱器也是要有的——換句話說就是讓原先有風扇輔助散熱的主動散熱方式變為被動散熱方式。想要讓CPU這個發熱大戶在被動散熱的情況下勝任工作，這就對散熱器的設計提出了很高的要求。下面請大家一起鑒賞一些強大的散熱設計方案吧：

做大體積增加散熱面積+分散單位散熱

看見上圖這款散熱器你是否被嚇了一跳?它給我最直觀的感受就是一堆張牙舞爪的摩天大樓模型，而事實上它是一款概念性的CPU被動散熱器。首先，散熱效果和散熱表面積直接掛鉤，因此高效能的散熱器需要在體積上有一定保證，這樣它的散熱表面積才會足夠大。其次，散熱鰭片相互分散才會讓散熱效率更高，因此一般來講雙塔散熱器叫單塔散熱器的效率更高。而這款概念性的散熱器甚至做出了“二十塔”，將分散理念做到了***。

不過畢竟“二十塔”散熱器畢竟是一款概念性的散熱器，而目前市面上販售的較為高效的無風扇散熱器就要數利民的HR-22了。盡管它并沒有概念散熱器那樣夸張的設計，但是為無風扇服務的它還是貫徹了兩個基本原則：極大的散熱面積和分散的散熱單位。

從安裝到主板上的效果來看，利民HR-22的體積非常巨大。為了保證散熱效率，它采用了高達8個熱管的設計，以保證底座所吸收的熱量能夠迅速通過熱管傳導到鰭片。此外，剛才我們提到散熱單位越分散，散熱效果越好，那為何HR-22仍舊采用了單塔設計呢?

首先，無風扇必須保證足夠的散熱面積，為了保證兼容性機箱內空間本就有限，雙塔則會造成空間浪費，因此HR-22的體積遠要比其它散熱器大;其次，在分散散熱單位的做法上，HR-22并非增加“塔數”，而是大大增加了鰭片間的間距。從圖中我們可以看出，HR-22擁有比一般塔式散熱器大得多的鰭片間距，這也是被動散熱效率的保證。

什么是無風扇散熱的***設計?

無風扇的***設計是什么?如果你的思路僅僅限于散熱器，那可就真是有點狹隘了：

上圖是利民在2007年的臺北電腦展公布的一款概念性機箱，是否再次讓你腦洞大開?沒錯，這款全鋁材質的機箱將無風扇理念做到了***，荷葉式的機箱側板作為CPU散熱器的本體與CPU直接接觸，這樣CPU的熱量便可以被傳導到整個鋁制機箱中。

將整個機箱作為CPU散熱器，體積遠遠大于傳統CPU散熱器，效率也高得多。盡管這樣的機箱在使用過程中會遇到各種兼容性問題，不過這樣極端的設計理念其實是值得肯定的。

***限度利用空間

散熱器或散熱模塊的體積對于散熱效率相當重要。以ITX迷你平臺舉例來說，機箱體積往往非常袖珍，在本就不富裕的空間內還要保證CPU的散熱效果，如何在有限空間內將散熱器的體積***化就變得非常重要了。

上圖為ID-Cooling一款機箱+散熱套裝，其中機箱兩側為其御用雙塔造型散熱器留下了空間。該套裝的一個設計精妙之處在于可移動的“底座”，這樣便可以保證***靈活性以兼容不同CPU針腳位置的主板。

散熱器工藝影響散熱性能有多少?

散熱器工藝有何不同?

散熱器產品數量眾多，不光是為了區分設計而滿足不同情況下的裝機條件，不同的產品制造工藝也不盡相同。或許一般平臺在選擇散熱器方面要求并不甚嚴格，但對于無風扇平臺來說，散熱器的被動散熱效率必須要高，這就對散熱器的制造工藝提出了很高的要求。

那么傳統風冷散熱器的制造工藝都有什么?最典型的兩種就是穿FIN和回流焊。

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上面兩張圖顯示出了穿FIN和回流焊工藝的不同：穿FIN工藝是將熱管穿過一層層的鰭片，而熱管和鰭片之間僅緊緊貼合。而回流焊顧名思義跟焊接有關，熱管和散熱鰭片是通過焊料的焊接在一起的。從外觀上看，穿FIN和回流焊的最明顯區別是回流焊在熱管和鰭片接觸的地方有一個小孔而穿FIN沒有，這個小孔起到了供焊料的作用。

如此看來，似乎焊接方式能夠更緊密的將熱管和鰭片連結起來，沒有因接觸不足帶來的熱傳導損失。但實際上，散熱的理論***效能是穿FIN方式才能實現的，因為回流焊盡管能夠讓熱管及鰭片連結更緊密，但焊錫介質的導熱效率并不如熱管與鰭片直觸的穿FIN更高。

因此，我們并不能簡單的通過穿FIN和回流焊兩種工藝來判斷散熱器的好壞，因為良好做工的穿FIN一樣可以達到回流焊的散熱效能，而工藝非常先進的穿FIN散熱器甚至能超越回流焊帶來更佳散熱效果。

一個***的例子就是利民的HR-02散熱器。起初，該款散熱器采用的是回流焊工藝，扎實的做工和良好的散熱效能在用戶中擁有很好的口碑。而隨后，利民對該款散熱器進行了工藝改造，將回流焊改為了穿FIN。很多用戶對廠商這樣的行為感到不滿，認為利民為了節省成本將回流焊改為了穿FIN工藝。

但實際上，改變為穿FIN工藝的HR-02通過測試證明了自己在散熱效能方面絲毫不輸給采用回流焊的老版本HR-02。畢竟散熱器看的是最終效果，既然穿FIN的HR-02在使用上并不比回流焊的HR-02差，那我們其實也沒有必要糾結它到底采用了哪種工藝。

選擇散熱器，我們并不能通過工藝來判斷，更多的是要看產品的實際做工。如果拿到一款穿FIN的產品，我們辨別后發現鰭片與熱管結合非常緊密，絲毫沒有松動，那么這款穿FIN散熱器就是一款優秀的產品，而如果非常松散則表示做工不佳效率較差;如果拿到一款回流焊的產品，我們辨別后發現熱管和鰭片接觸的地方焊料堆積過多，則證明這是一款不合格的回流焊散熱器，反之則優秀。

散熱器材質有何影響?

說完了工藝再來說說材料。目前市面上絕大多數的散熱器材質均為鋁制(鰭片)，還有極少一部分是全銅制。論成本來說，銅制散熱器無論是材料成本還是制造成本都要高于鋁制散熱器，那么銅制散熱器就擁有比鋁制散熱器高得多的散熱效率嗎?

在討論究竟哪種材質的散熱器效率更高之前，讓我們先來思考另一個問題：塔式風冷鋁制散熱器的底座和熱管究竟采用的是怎樣的材質呢(除低端廉價產品以外)?沒錯，無論是底座還是熱管，鋁制散熱器采用的也還都是銅，只不過鰭片是鋁制。這究竟是為什么?

這完全是因為銅(紫銅)的熱導率遠遠要比鋁高：銅的熱導率為\W/(m.K)=407，鋁的熱導率為\W/(m.K)=238，數字越高導熱越快。作為與CPU頂蓋直接接觸的部分，散熱器底座必須以最快的速度將CPU散發的熱量吸走，這樣才不會導致熱量的擠壓。同樣的，熱管也需要以最快的速度將從底座吸收到的熱量分散給散熱鰭片。

說到這里就會有人問：既然銅的導熱率比鋁要高得多，那么為什么鰭片不干脆也用銅呢?這里就牽扯到了另一個問題，那就是散熱效率。

不同種物質擁有不同的比熱容，比熱容表示物質每千克溫度升高1℃所需要的能量。銅的比熱容是0.39×103J/(kg·℃)，而鋁的比熱容是0.88×103 J/(kg·℃)，這就表明相同質量的銅升高1℃，要比相同質量的鋁所需要的熱量更低——換句話說就是同樣溫度的銅和鋁相比，銅散發熱量要比鋁更慢。

散熱器底座和熱管之所以采用銅制，是因為它們要最快速度的將CPU所產生的熱量帶走。而散熱鰭片之所以采用鋁制，為的是將吸收自熱管的熱量最快速度的散發出去，因為銅盡管能夠最快吸熱，但銅制鰭片并非能最快的將熱量散發出去。由此看來，銅制底座與熱管和鋁制散熱鰭片的搭配可以說是一個黃金搭配。

那么全銅制散熱器難道就是一個滑稽的出現嗎?實際上也并非如此，因為盡管相較于鋁，銅的散熱速度要稍慢一些，但是如果擁有足夠強的風力，這就成了變數。畢竟銅的密度是鋁的3.29倍，在比熱容已知的情況下，相同體積的銅要比鋁所吸收的熱量更多。

如果風扇的風量足夠大，我們可以認為銅質散熱器的熱量能夠瞬間被風扇吹走，效率自然要高于鋁制散熱器。不過這個風量我們無法通過簡單的計算得出臨界值，因此我們自然也不能斷定銅制散熱器一定比鋁制散熱器強。

在非常極限的情況下銅制散熱器或許更強，但鋁制散熱器由于其易用性和泛用性成為了當之無愧的主流散熱器。所以，大家切勿迷信銅制散熱器。

如何才能合理設計無風扇PC

剛才筆者用了一整頁的內容敘述散熱器工藝及材質的問題，這是為了給用戶在選擇CPU散熱器的時候提供參考，畢竟無風扇平臺對于散熱器的要求還是很高的。但如果你所要搭建的是低功耗的入門級平臺，那么這些問題則完全不用考慮。就拿Intel桌面級平臺的Bay Trail-D來說，主板配備的被動散熱片就完全可以滿足散熱需求。

如何才能挑選到合適的CPU被動式散熱器?首先我們要注重CPU散熱器的散熱表面積，表面積與體積大小息息相關。其次，鰭片間的間距也非常重要，鰭片越大被動散熱的效率越高。

此外，既然選擇了被動散熱，那么在CPU的選擇方面我們應該避免“帶K”處理器，畢竟超頻所帶來的發熱量是遠遠高于默頻的。如果空間允許，我們可以選擇高性能CPU搭配體積較大的散熱器來組建無風扇平臺，而如果機箱空間狹小，還是建議大家選擇TDP較低的處理器，與此同時也要***限度的在有限的空間內選擇散熱面積大的散熱器。

當然，為了加強無風扇CPU散熱情況下平臺的穩定性，我們也有必要盡可能的減小CPU壓力。在BIOS內，CPU節能及EIST選項應該開啟，這樣在負載較低的情況下，CPU的電壓和頻率都會較低，發熱自然也會降低。

全被動散熱顯卡

與CPU相比，顯卡的被動散熱達成條件似乎就要低一些了，畢竟顯卡在配備散熱器的體積上擁有比CPU大得多的優勢。市面上，我們可以買到很多被動散熱顯卡，當然了，絕大多數都是低端入門級。需要大家正視的問題是，如果想要顯卡無風扇運作，則GPU性能勢必有瓶頸——也就是說高端GPU型號是確實無法做到無風扇散熱的。

有很多散熱器廠商生產了無風扇的三方散熱器產品，它們最多也僅僅在中端顯卡上能夠實現無風扇應用。當然，為了消除顯卡的噪音，我們當然還可以使用CPU的集成顯卡來徹底杜絕這一問題。

如果你解決了CPU和顯卡散熱的問題，那么接下來的“電源無風扇”就算得上最讓人頭疼的了。不過這并非完全不可能，只是需要用戶做一定的妥協。

首先，我們可以選擇電源板來實現電源無風扇，但是由于電源板結構簡單功率較小，因此我們必須注意平臺的整機功耗，類似的我們還可以在整合一體平臺采用外置變壓器。

而采用特定高端ATX標準電源同樣也可以達到“無風扇”的要求，但是這實際上是個偽無風扇平臺，畢竟這些電源配備了風扇，那么它們為何可以達到“無風扇”的要求呢?拿高端電源海韻X系列及海盜船AX系列來說，其電源負載在30%以下時，散熱風扇處于完全停轉的情況，這就好比一顆1000W的電源在負載350W以下時都可以實現風扇停轉。而即使電源負載超過30%非滿載，其風扇的轉速也是非常之低的。

在能吃飽肚子后，人們就開始想著如何能吃好。在能將散熱做到很優秀的時候，PC DIY的用戶們就開始琢磨如何才能搭建無風扇平臺，畢竟噪音會讓人非常不快。得益于芯片廠商越來越先進納米級工藝制程，以及機電散熱器廠商越來越強的制造水平和科技含量，無風扇平臺的搭建變成了可能，也越來越容易。