散熱原理—功耗與熱阻

   隨著處理器發熱量的不斷提高，很多有助于散熱的新興技術也飛速發展。如果要深入了解一款散熱器的性能必須了解其原理，針對目前主流散熱器所采用的技術，驅動之家評測室分門別類，為您帶來散熱專題之原理篇，帶您走進散熱器的奧妙世界。
功耗是CPU最為重要的參數之一。其主要包括TDP和處理器功耗
TDP是反應一顆處理器熱量釋放的指標。TDP的英文全稱是“Thermal Design Power”，中文直譯是“熱量設計功耗”。TDP功耗是處理器的基本物理指標。它的含義是當處理器達到負荷最大的時候，釋放出的熱量，單位未W。單顆處理器的TDP值是固定的，而散熱器必須保證在處理器TDP最大的時候，處理器的溫度仍然在設計范圍之內。
處理器的功耗：是處理器最基本的電氣性能指標。根據電路的基本原理，功率（P）＝電流（A）×電壓（V）。所以，處理器的功耗（功率）等于流經處理器核心的電流值與該處理器上的核心電壓值的乘積。
處理器的峰值功耗：處理器的核心電壓與核心電流時刻都處于變化之中，這樣處理器的功耗也在變化之中。在散熱措施正常的情況下（即處理器的溫度始終處于設計范圍之內），處理器負荷最高的時刻，其核心電壓與核心電流都達到最高值，此時電壓與電流的乘積便是處理器的峰值功耗。

處理器的功耗與TDP 兩者的關系可以用下面公式概括：
處理器的功耗＝實際消耗功耗＋TDP
實際消耗功耗是處理器各個功能單元正常工作消耗的電能，TDP是電流熱效應以及其他形式產生的熱能，他們均以熱的形式釋放。從這個等式我們可以得出這樣的結論：TDP并不等于是處理器的功耗，TDP要小于處理器的功耗。雖然都是處理器的基本物理指標，但處理器功耗與TDP對應的硬件完全不同：與處理器功耗直接相關的是主板，主板的處理器供電模塊必須具備足夠的電流輸出能力才能保證處理器穩定工作；而TDP數值很大，單靠處理器自身是無法完全排除的，因此這部分熱能需要借助主動散熱器進行吸收，散熱器若設計無法達到處理器的要求，那么硅晶體就會因溫度過高而損毀。因此TDP也是對散熱器的一個性能設計要求。
人們也習慣用熱阻抗值來對散熱器的性能進行標識

熱阻抗值RCJ
熱阻抗值是保證CPU在一定的環境溫度下(TJ=A℃)執行規定的程序(如P4 Maxpower 6.0 100%)，CPU溫度保持在規定的最高溫度以下(Tc<>
Tc－Tj＝TDP× RJC
等式左邊為一定值，對于一款散熱器顯然是熱阻抗值越小，就可以使P值更大，也就是可以承載更大TDP的CPU散熱，也就說明性能越好。
對于散熱器，我們可以列出如下的等式:
P=H*A*η*△T
P： 散熱片與周圍空氣的熱交換總量（W）；
H： 散熱片的總熱傳導率（W/CM2*℃），由輻射及對流兩方面決定；
A： 散熱片表面積（CM2）；
η： 散熱片效率，由散熱片的材料及形狀決定；
△T：散熱片的最高溫度與周圍環境溫度之差（℃）
可以確定，加工成型后的散熱器本體（即散熱器中的金屬部分）的熱阻是固定的，但是更換風扇或者降低環境溫度，還是可以改變一款散熱器的熱阻。下面章節我們就對散熱器所涉及的一些具體問題作進一步探討

 

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