惠普Z440散热器拆解——浅谈热管散热器

handown

随着芯片制程的逐年进步，CPU处理器的效率算是在逐年递增的，这也意味着核心芯片的等效发热量在逐年下降，从两大厂商的标配的原厂散热器也能看得出来，以前的原厂散热器虽然不算笨重但也算良心够用，近些年表面看虽然原厂散热器越来越缩水了，但这些缩水货在控制成本的同时也确实能压得住原本就不高的发热量，让处理器不至于热保护降频，以前用散热器都是用上一代或者越上代的，因为越往前代的处理器发热量越大，热设计功耗也越高，散热器厂商设计其散热能力也要更强，其实随着时间推移老的散热器性能损耗并不太大，只是太老的散热器比如478、939、775时代的那些老家伙扣具都不太好搞了。
个人对散热器还是有点小执念的，非得把处理器压制在一个很低的温度心里才舒服，同时还要够安静，最近逛咸鱼发现了一个惠普工作站专用散热器，卖家改了扣具螺丝，粗丝改了细丝，从2011到1150都能用，价格也还能接受，就搞来试试。

散热器本体，作为9cm散热风扇的主体，散热面积足够大了




底座，确实是全新的，以前这种工作站或者服务器级别的散热器都会用热管加纯铜底面，相比铝来说铜的导热能力更好，因为纯铜易氧化的金属特性，所以很多厂商对铜热管和铜底面使用镀镍防止其氧化，美观的同时也确实增加了耐用程度。
底面又有普通铣底和镜面底，底面的平整度对热传递的影响也是很大的，所以更多的高端散热器用镀镍的镜面底。镜面底我们可以自己搞，很多网友自己用不同标号的砂纸打磨出的镜面效果一点不不比原厂差。使用纯铜底座加热管的散热器一般成本较高，直到有了HDT技术，热管散热器才更具性价比，普及大众。HDT又叫热管直触，超频三可以说是这一领域普及先锋，海洋系列的高中低端都有，成本较低并且热传递效率也很高。



热管细节，热管和散热片之间有焊料孔，热管和散热片的拼接方式一般有回流焊和穿FIN两种，回流焊工艺复杂且成本高，主要用于高端散热器，比如猫头鹰，理论上热管与热片之间导热效率稍高点，穿FIN主要优势成本低，OC3等一众厂商一直在用，目前市面上可以说百分之九十以上的热管散热器都是穿FIN工艺了，但是不能说回流焊的就一定比穿FIN更好， 散热能力还要看散热器其它方面的因素，随着厂商工艺的提升，两者之间的差距其实是越来越小了。





热管细节，这款散热器的热管很有意思，它的热管尺寸不一样，同时使用了直径8mm和6mm的两种热管，普通热管散热器大多都会使用同一规格的热管，厂商要考虑物料成本设计成本等因素，混搭热管在以往也常见于高端散热器，目的是更好的将热量导出，这里我们看到两条8mm热管被设计在底座中央位置，最大概率的覆盖处理器核心发热部位，同时两条8mm热管弯折后伸向了散热鳍片的外缘，（看上面两张图），一般散热鳍片的外缘空气流通性好，散热效果佳，6mm热管伸向鳍片偏中央的部分，充分利用鳍片面积，后面拆解也还能看到。



量下尺寸，这里说下塔式热管散热器数据里，高度是一个很关键的数据，这取决于你的机箱是否能容纳它，高度的测量是从底面到热管尖的距离，因为差一点你都盖不上侧板，热管尖是不能弯折的。这个散热器高度125mm，标准的商用主机机箱都可以容纳它，我的机箱是戴尔XPS8700，非常合适。主机箱数据我们一般也记不住，散热器高度有时候我们也不了了解，我们怎么去选择热管散热器呢，简单一点的方法有一个，散热器的风扇尺寸我们一般都知道，主机背板上散热风扇的尺寸我们一般也知道，那么就用主机风扇去界定散热风扇，如主机背板风扇9025，塔式热管散热器选8cm风扇的肯定可以，9025的也可能行，12025的可选的就很少了，再或者我们可以去查一下主机ATX电源的尺寸，散热器高度小于电源的宽度一般就可以。



宽130mm，厚45mm，作为一款9cm风扇级的散热器说，散热面积足够大了





导风罩两个侧面分别2颗螺丝，导风罩同时也是风扇固定座，黑色底漆，上手以为是塑料，后来摸着像金属，磁铁不吸，应该是铝合金之类的吧





丝口有胶，我记得拆解笔记本上的螺丝都是这样点胶的



散热本体，鳍片密度挺高的，要想吹透，肯定得搭配风压大的扇子，9cm风扇本身就不大，提高风压那转速肯定会很离谱



8mm热管穿过底座中央分布在鳍片边缘热交换效率高的区域，6mm热管穿过底座边缘分布在偏中位置，充分利用散热区域，一般来说，我们发现热管U型弯折都会靠近鳍片边缘或者风扇边缘，鳍片边缘的热交换效率高，风扇边缘的风压、风量都大，如果你看哪家设计的热管散热器热管去到了鳍片中央(FANless除外)，那它的散热效果会很难看，一般风扇轴心的位置风量和风压都很低。



热管两端的处理也很不错，这里能看到焊料留下的残渣，看不出是哪家代工，但惠普真的很下本啊





风扇台达，滚珠是必须的，但是0.6A实在也有点太大了，转速肯定高，风压大，噪音也大



不像是假的



PBT的框就是硬实，其实台达这个质感还是差点意思，搞过三洋、尼迪克的风扇，手感和细节确实一眼就能看出差距



主机一览，戴尔XPS8700主机，二手准系统，整体挺安静的，安静的海盗船，安静的超频三，显卡散热也是后装的，安静





之前一直在用的是超频三一款超早期的散热器，可能知道的的坛友不多吧，超频三南海mini，09年的产品，那个时候超频三南海是明星产品，主攻高端市场，这款是后来推出的，主攻中低端市场，特点是HDT+3根8mm热管，“ 关于热管直径的理论数据是：6mm直径的热管可以负担15W左右功耗，8mm直径热管可以负担25W左右功耗，可见8mm直径热管在热传导方面有足够的优势，但这是充足鳍片搭配下的理想效能。我们可以把热管与鳍片对整体散热性能的影响用木桶原理来解释，热管与鳍片应该是完美匹配的，任何一方出现短板都会劣化散热器的整体性能。”


鳍片密度相当可以，几年前咸鱼三十几块包邮，当时觉得真是很值啊





可以看得出，铜质热管依然闪亮，还是那会的用料实在啊。很多低端产品使用N年后纯铜热管氧化很严重，整体色泽昏暗，甚至底座也氧化，对散热还是有影响的，这里从硅脂痕迹可以看到三条热管都能接触到处理器顶盖





这个扣具是后期改上去的，超频三早期产品都是那种AMD的卡扣，然后用塑料扣具转接，还是这种螺丝固定简单不伤手





原装风扇是超频三油封轴承的三线风扇，没有PWM功能，富士康这个忘了是什么轴了，联想主机里面的背板散热扇，带温控又静音，0.4A满速也不是很吵，搭配南海mini几乎没满载过，非常安静





散热器上到主板，块头明显比南海mini大出不少，高度不太好拍，跟海盗船的电源宽度基本一致了，完全不影响关闭侧板




上到机器上开机，风扇低速运行2-3秒后呜的一声就满速运转了，当时卖家说加钱换可调速的我说不要了用普通的就可以。其实自己家里还屯着好多风扇，结果发过看是上面的那个台达，当时还想卖家真良心，回头必须得好评一下，结果卖家还真的是诚不欺我啊。这款散热风扇的接口有四条线不假，看着也不是假货，惠普工作站的风扇接口实际上是一个6PIN接口，要想实现PWM估计得改线，自己也没那技术，还是乖乖换回富士康了。


看看下面两个风扇的待机转速和温度，第一个是台达，RPM3K+，开机进系统，处理器瞬间感冒，但噪音太恐怖


富士康就好的多，电源风扇的噪音都比它大



鉴于这个平台也够老，满载测试就没做，可以预想到，待机和轻负载因为有足够大的散热面积和适风量的散热风扇，温度并不会很离谱，满载的话可能它的效果并不会比南海mini更好，因为更加密集的鳍片，需要风量更大的散热扇，满载时候热管的挥发端一定积热严重，富士康这个显然不太合适，而戴尔的BIOS也没有关于PWM风扇的调整策略选项，需要更换一把散热能力（风量）更大的风扇来解决。

帖子写到上面觉得没啥好写的，但又觉得虎头蛇尾，索性继续写一点吧。

关于热管，工作原理就不多说了，热管内部结构有丝网、纤维、沟槽、烧结等，目前几乎所有的热管都使用了效率最高的烧结式，热管能够取代金属作为导热介质的最大原因在于，热管的热循环过程是非常非常快的，理论上有纯铜数十倍的速度。下面结合自己的认知跟大家聊聊怎么去选择一款合适热管散热器。
先说结论，降维打击，对，散热器散热能力对处理器热设计功耗构成降维打击，纯个人观点，这是很理想的散热状态，我们做不到极致，但可以接近理想。在这个状态下，处理器温度被压制在一个比较理想的范围里，散热风扇工作在静音区间内，即使长时间满载，温度不撞墙噪音不扰人，E3V3在之前的南海mini加富士康风扇压制下，待机几乎无声，满载也是微弱的切风噪音，效果足够满意。所以选择散热器，尽量选择散热余量大一点的，跟选主机电源同理，整机的待机、轻负载、峰值功率都和电源的最高效率区间重合，最高效率发热最低转换效率最高，这种电源功率就是最适合你主机的功率。散热功率大厂厂家一般会有标注，服务器或者工作站用的也可以通过其使用的处理器来推测或者从网站查到相关数据。


市面热管散热器多数分塔式和卧式，从效率上说塔式的效率更高，选择的余地更大,普通的标准主机箱都有的选，ITX主机也可以选卧式，数量比较少，价格相对较高。需要注意的是塔式热管散热器不涉及方向问题，卧式热管多数是C型弯折，需要注意重力方向，挥发端和回流端在某一方向会严重降低效率，并且卧式布局不利于建立同向风道，所以卧式不太推荐，情怀除外。


关于尺寸，其实前面也说了很多，很心水的散热买回来放不进去，又不想因为散热器把机箱换了，塔式散热的尺寸也是有极限的，我们都知道同样的转速，风扇尺寸越大风量越大，如果标准尺寸机箱也能用上搭配12cm风扇的塔式散热器，那么散热和静音效果一定会更好，135mm宽度一般机箱都差不多会有，135mm是一些大厂为这些散热偏执狂准备的，比如单塔有利民120mini，风灵好像也有，双塔有银剑135，名字不太好听，效果很赞。


关于品牌，这个其实不用纠结，大家耳熟能详的都很多，选自己喜欢的品牌就好，咱不介绍了，只要是大牌大厂的都没问题，老牌厂商的也有精品，其实买热管散热我还是比较推荐大家买二手的，一是性价比确实高，二是选择面比较广，老玩家可能都知道像华硕、技嘉这些硬件厂商以前也有自己的散热器产品线，都是后期砍掉产品线了，有的散热器换新的扣具现在也可以用，像华硕的狮子王、冰冻城堡效果依然很能打，技嘉的火箭，二手成色好的已经升值成艺术品了。大厂的没问题，寨厂的一定得注意，主要是小厂的工艺不行，铜底是不会用的，回流焊也没有，穿FIN、扣FIN接触面公差很大，配的风扇很花哨，轴承不行、风压又不够，要说用其实也能用，但是想要极致一点，还是选大厂产品。现在处理器性能过剩，能耗比又好，大家其实并不太追捧散热了，只要不是很发烧，新品价格也能接受，毕竟大厂产品是有研发、测试一整套流程的，尤其和风扇的搭配还是大厂做的更均衡合理。再就是各种服务器用热管散热器，服务器产品对性能、耐久度都有要求，其风扇对静音方面不太注重，能淘到好的散热风扇搭配使用，也是很棒的。其实工业用风扇里面也有不错的，台湾奇宏、千叶、协喜、建准、台达、富士康等，日本的就更好了，三洋、美蓓亚、电产、松下等，静音又耐久，这几年大牌散热扇假货很多，购买需谨慎。


关于热管直径，8mm比6mm的理论导热能力要高40%，但这仅仅是理论上，以上面拆解的散热器为例，双6mm+双8mm，15×2+25×2再×2，那么这个散热器搭配合理的风扇理论上可以用于热设计功耗在160W以内的处理器，官方标称其散热能力为小于等于165W，实际上，热管直径仅仅是整个木桶效用里的一方面，鳍片面积大小、散热风扇风量、风压，鳍片与热管的接触包括硅脂、机箱等都会影响散热效率，说回直径，当然是在同价位下选粗的。但还是那句话，并不是越粗越好，影响散热的因素还有很多，木桶效应越均衡越好。


关于避坑，有一些散热器先天不足，但是卖相不错，别被外观蒙蔽了，比较著名的是采融B81，外观威武霸气，还有变形金刚LOGO加成，实际效果人人诟病，二手价格不贵是它确实卖不上价，同样他家的B48也是这种情况，A3系列就好很多。早期的九州风神爆款玄冰400，网友戏称反人类400，安装容易弄伤手，超频3红海系列使用胶钉固定风扇，胶钉比较容易老化，后期拆卸非常容易断裂，爆款红海至尊版很多都是没有胶钉的本体，风扇无法固定。

后面搜了一下，惠普Z440工作站用散热器有两个版本，拆解这个是普通版，还有一个增强版，目测12cm风扇散热能力更强，底座巨大，普通台式机没法安装使用。


伴随着处理器的一代代进化，散热器的发展历程并不像处理器那样跌宕起伏，可以预想随着处理器制程及能效比不断进步，属于风冷散热器的黄金时代可能已经不在了，但其在热管的加持下千变万化的外形以及在RGB风扇映射下闪现的金属质感，让矗立在机箱中的散热器更像是一件件金属雕塑的艺术品，在未来可能复杂且具有工业美感的散热器会越来越少，大家且用且怀念，且拆且珍藏吧。

最后，以上很多观点认知，都是基于从前自己折腾的经历、教训、经验，其中也有网络数据，如有错误不当之处，还希望有此共同爱好的坛友们不吝赐教，大家共同研究进步。

handown

f00tman 发表于 2024-11-22 23:37
几个环节，热从底面传过来→从热管上去→从鳍片散走

回流焊一定比穿、扣fin好，这个环节差了其他环节是不 ...

回流焊好，不绝对，均衡最重要，热传递每个环节都要高效
散热片中间及散热扇轴心区域，热传递效率低，会压低热管挥发端效率
技嘉老主板都有PWM和Voltage两种模式，所以不带调速线的风扇也可以变速运行

handown

f00tman 发表于 2024-11-23 17:13
回流焊就是热管到鳍片的传递最优化，穿、扣一定有间隙，这么多层孔穿过去，微观上孔是一定对不齐的，孔就 ...

其实不存在阻挡问题，热管挡不住热管，热管在周边，风量等因素导热效率高，在中心区域效率低，热量传递到鳍片上了，风扇带走了就低，中心区域风压风量都不足，挥发端积热