|
【PConline评测】说到机箱里的热源，人们一般都只会考虑到CPU、GPU和主板芯片，实际上，随着CPU走进了低电压、大电流的时代，处理器供电也承受着不小的压力，一般设计的主板供电运作时上个50℃不是怪事，有些无散热片的主板供电温度更甚至可达100℃，相当烫手。 说到底，主板供电部分的发热其实很大程度与主板的用料有关，这个相信很多用户都明白，但是有多少人能说说怎样的用料会比较“凉爽”呢？超多相供电设计是否真的那么凉快？热管散热其实有是否那么靠谱？很多厂商都宣传的“2倍铜”设计是否有必要？普通MOSFET和低抗阻MOSFET、Dr.MOS又有多大区别？带着这些问题，我们开始了今天的测试。
主板供电用料与散热关系简析：
本次测试并不针对特定的品牌或特定型号的产品，我们关注的焦点是主板的CPU供电部分，因此，首先我们来简单讲解一下主板的供电部分。 当前的CPU设计方向是低电压、大电流，有一定电学知识的用户都能指出，“电流 + 电阻 = 发热”，而MOSFET多多少少都会有抗阻，因此大电流设计下主板供电部分的发热，主要就是MOSFET管发热，其发热量有时可能比CPU发热量还严重，尤其是，CPU散热大家都有，大家都用，而主板供电散热，却不是什么标配。 ----------------------------------------------------------------------------- 什么是MOSFET管？ MOSFET，中文名称是场效应管，一般被叫做MOS管。这个元件一般看起来就是一个扁平的方形或长方形，它在供电电路里的角色是受到栅极电压控制的开关。每相供电的MOSFET一般由MOSFET驱动、MOSFET上桥和MOSFET下桥组成，其中上下桥轮番导通，对这一相的输出电感进行充电和放电，使输出端能够得到一个稳定的电压。 每相电路都要有上桥和下桥，所以每相至少有两颗MOSFET，而上桥和下桥都可以用并联两三颗代替一颗来提高导通能力(降低电阻)，因而每相还可能看到总数为三颗、四颗甚至五颗的MOSFET。 -----------------------------------------------------------------------------
为了解决发热大的问题，主板厂商采用了多种解决方案，其一就是多相供电设计。多相供电设计能降低每相供电承受的工作压力，提高其工作效率，并保证供电元件有更长的寿命，目前市面的主流桌面级主板无一例外都是多相供电设计。 除了多相供电设计，主板厂商还会在用料选择上下功夫。比如上图的供电就采用了低抗阻的MOSFET管，与3pin(2pin)普通MOSFET管相比，低抗阻MOSFET明显要更薄，针脚也更多，有8pin（因此俗称“八爪鱼”）.
除了低抗阻MOSFET，微星等厂商还会在较高端主板上采用Dr.MOS/Driver MOSFET，Dr.MOS/Driver MOSFET将MOSFET驱动(Driver)和MOSFET上下桥都整合到了一起，除了能减少空间的占用，还能增加散热空间，提高散热效率。 评测平台与评测说明：
我们本次测试的主要目的是探究主板CPU供电用料与散热的关系，平台方面我们兼顾了AMD的APU平台和Intel的二代酷睿平台，AMD平台采用的是A8-3850 APU处理器，Intel平台采用的则是i5 2500K处理器。
主板方面我们以一线三大厂的产品为准，包括华硕 F1A75-V PRO、华硕 F1A55-V、华硕 P8H61-M PRO、技嘉 GA-HA65M-D2H-B3、技嘉 GA-Z68XP-UD3-ISSD和微星 Z68MA-ED55共6款，它们在供电用料和设计方面都各有不同，我们会在下面一一讲解。
测试工具方面，我们选择的是福禄克出品的Ti-25热像仪，这是一款工程用的手持式热能成像仪，能够混合显示可视光和热红外光成像，以便用户可以方便快速地分析目标的热能分布状况。
热像仪输出热像图是一种以渐变颜色表示温度的图像，低温会以冷色调(蓝)呈现，而高温则会以暖色调(红)呈现，从低温冷色向高温暖色无级渐变。我们测试设置的温度表示范围为17℃~70℃，超出上限范围的温度会以白色表现，而低于下限范围的温度会以黑色表现。 此外，这款热像仪还能实时标出三个参数，一个最高点温度(位置在此图中间偏右，提示“高”，读数77.7)，一个最低点温度(位置在左下角，提示"低"，度数29.6)，以及当前中央点的温度(位置在图中央，无提示，度数67.1)。
测试方法方面，本次测试主要在29℃，湿度40%的密闭空间里进行，以模拟机箱内实际应用环境。我们通过使用Orthos拷机软件来使CPU进入满载状态，保持3分钟，再用热像仪拍下主板供电部分的热量分布状况，记录为“满载温度”，然后停止Orthos拷机，让平台闲置3分钟，再用热像仪拍摄，记录为“闲置温度”。 测试主板供电设计总览：
华硕 F1A75-V PRO采用8相供电设计，由华硕的DIGI+VRM数字供电芯片控制，供电用料采用的全部都是华硕定制的尼吉康FP5K固态电容、R68封闭铁素电感和1上1下的低抗阻MOSFET，并且带美观的热管散热。
华硕 F1A55-V采用6相供电设计，由华硕的DIGI+VRM数字供电芯片控制，供电用料采用的全部都是华硕定制的尼吉康FP5K固态电容、R68封闭铁素电感和1上1下的低抗阻MOSFET，并且带美观的散热片散热。
华硕 P8H61-M PRO采用6相供电设计，由华硕的DIGI+VRM数字供电芯片控制，供电用料采用的全部都是华硕定制的尼吉康FP5K固态电容、R68封闭铁素电感和1上1下的普通MOSFET，并且带美观的散热片散热。
技嘉 GA-HA65M-D2H-B3采用6相供电设计，无2倍铜PCB，供电用料是优质的日本化工固态电容、R80铁素电感和1上2下低抗阻MOSFET管，不带散热片，不过预留了散热片安装孔。
技嘉 GA-Z68XP-UD3-ISSD采用7相供电设计，配备2倍铜PCB，供电用料是优质日本化工固态电容、低温铁素电感和Driver MOSFET，部分带散热片。
微星 Z68MA-ED55采用10相供电设计，供电用料是日本化工固态电容搭配贴片电容、SFC电感和Dr.MOS，并且配备单条热管散热。 供电相数越高越好？
第一回合，我们选择华硕 F1A75-V PRO对比华硕 F1A55-V，两者设计和用料很相近，不过前者的供电相数更多，而且采用了热管散热而不是散热片散热。我们去除了两款主板的散热片，让它们裸奔满载3分钟，然后再闲置3分钟。
8相CPU供电裸奔满载3分钟后，供电部分温度几乎一片白，超出了我们设定的70℃上限，最高温度竟达99.4℃，颇为惊人。
6相CPU供电裸奔满载3分钟后，情况比8相供电还糟，大片惨白甚至延伸到了处理器处，最高温度竟达112.8℃！ 初步看来，8相供电在满载情况下表现比6相供电好，说明8相供电下每相供电承受的压力的确比6相供电更低。但这是否就说明多相供电完胜了呢？请接着往下看！
闲置3分钟后，8相供电的热量已经明显消退，大部分温度都在60~70℃之间，只有局部超过70℃上限。
6相供电闲置3分钟后，热量消退比8相供电更明显，平均温度大概是61℃，局部最高温也才74.9℃，比8相供电的78.3更低。 测试小结：供电相数越多，每相供电所承受的压力的确是越小，发热越少，但是由于元件密集影响，热量更容易累积，降温的速度不一定比得上相数略少的设计。 加热管还是加风扇靠谱？
第二回合，我们把散热片/热管装回去，对比A55在密闭环境和流通环境下的满载表现，以及用A55带散热片+风扇的组合PK A75带散热片+热管的组合。（注：后一个对比中，A55只有6相供电，A75有8相，因此A55可以说是让了A75一步。）
密闭环境下，供电部分的热量到了散热片之后就聚集起来了，没有起到很好的散热效果，主板供电部分一片红，局部温度更高达77.7℃.
同样是满载3分钟，流通环境下的主板供电部分表现明显改善，颜色明显没有那么红，最高温点为65℃，相比差距达12℃.
我们在供电部分加一个小风扇，以进一步优化供电部分的空气流动。可见加了小风扇后，主板供电部分的热量得到明显降低，最高温点已经不在主板供电，最高温度在63℃以下。
再看华硕 A75，尽管有8相供电，并且配备热管，但是由于空气不流通，散热表现并不理想，供电部分最高温为65.2℃，周围温度也差不多，比空气流通状况下的6相供电还差。 测试小结：毫无疑问，热管比小风扇更加华丽，成本也更高，但是从实际应用上来说，热管的主要作用是“导热”而不是“散热”，要获得更好的散热效果，与其大成本地加一条热管，还不如小成本地多给用户留给风扇接口。 2倍铜PCB是否有用？
“2倍铜”PCB设计最初由技嘉于2008年提出，接下来收到多个厂商仿效，可以说是近年来炒得挺火的一个设计。今年技嘉再次升级，提出“超省钱”设计，强调降低主板供电部分的温度，以提高效率，节省用户开支。相信很多用户都会有一个疑问，“超省钱”设计真的能降温么？2倍铜PCB又是否真的有用？
“超省钱”H61的供电部分每相都采用了3个低抗阻MOSFET管，散热表现相当不错，在裸奔情况下都没有明显发红，热量分布均匀，最高温度仅60.5℃，让人印象深刻。
闲置3分钟后，主板供电部分的热量散发非常快，居然看不到一点红，最多只有微微发黄，温度大约在40℃。
换上采用“超省钱”和“2倍铜”设计的Z68，满载3分钟居然也没怎么发红，只是略略发红，温度大概在45℃左右，最高温落到了右上角的USB3.0芯片上了。
如果供电满载的表现只是偶然，那么供电闲置的表现就更是幻觉了，简直连发黄程度的热量都没有，温度大概只有36℃！如果不是右上角的USB3.0保持高温，我们很可能会误以为根本没通电开机。 测试小结：采用“2倍铜”设计的主板往往要比普通PCB设计的主板贵上百元，但是其散热表现是有目共睹的，夸张点说就是不装散热片裸奔也没关系。 三种MOSFET对比效果如何？
前面我们曾经讲过，目前市面主板采用的MOSFET主要有3种，最常见的3pin(2pin)普通MOSFET管，其次是8pin的低抗阻MOSFET管，以及仅在高端主板上现身的一体化Dr.MOSFET.一个大家都可能很感兴趣的问题是，3种MOSFET到底有多大差距？ 实际上这个问题很难回答，因为不同的主板在PCB用料、供电用料、供电相数、布局设计上都可能有不同，再加上各种MOSFET都有不同的型号，不同型号之间的性能差距有大有小，因此我们只能测出一个大概，仅供用户参考。
普通MOSFET管一般都价格实惠，但是抗阻较高，常见1上桥1下桥设计的普通MOSFET管，上下桥都有较大发热，容易形成大面积高温。为了降低抗阻，有些主板会采用1上桥2下桥或2上桥1下桥（统称3MOSFET）的设计，说白了就是通过“串联”来降低每个MOSFET的压力，减少发热。
闲置3分钟后，MOSFET管的温度得到了明显改善，从满载近70℃恢复到了50℃左右的水平，降幅约20℃.
Dr.MOS整合了MOSFET驱动和上桥下桥，占用空间更少，发热也更加集中，满载3分钟后，Dr.MOS的最高温度达68℃，数值并不比普通MOSFET好看多少，但是从热量分布来看，的确明显比普通MOSFET更好。 Dr.MOS发热热量集中，因此散热起来也比较好办，闲置3分钟后的Dr.MOS最高温为52.2℃，和普通MOSFET近似，降幅约20℃，但是明显发热的地方更少。
电路电流一定，通过电路的电阻越大，发热量越大。低抗阻MOSFET由于抗阻一般都比普通MOSFET低，因此发热量要更小，同时不少主板还会采用3MOSFET设计，这种用料和设计的成本不低，不过散热效果很好，裸奔满载温度也在60.5℃以下。
由于发热较小，低抗阻MOSFET在闲置时降温也会比较快，温度表现明显比普通MOSFET和Dr.MOSFET更好，降温幅度也大约有20℃. 测试小结：光从发热量来说，3MOSFET设计的低抗阻MOSFET的表现是最好的。但是从热量分布来说，普通MOSFET和低抗阻MOSFET都容易引起大面积发热，而MOSFET散热片却只能为MOSFET管部分散热 ，因此MOSFET附近的热量容易累积，供电部分温度还是会挺高的。 PConline评测室总结：
超多相供电设计下，每相供电的发热要比供电相数少的设计更低，但是由于元件密布，发热量更容易累积，需要搭配更好的散热来降温，总的来说成本很高，而实际不一定有必要。
热管看起来很威武，但是它的主要作用只是导热，对于散热来说不是必须，只有在空气流通好的情况下，热管才能起到锦上添花的效果。因此，多加一条热管，实际效果可能还不如多加一个小风扇。
电阻和发热是成正比的，2倍铜设计能优化主板PCB的电气性能，减少发热，同时更好地使热量均匀地分散开来，提高散热效率。
单纯从发热量角度出发，抵抗阻MOSFET，尤其是3MOSFET设计的低抗阻MOSFET，表现是最理想的，而从整体散热优化考虑，Dr.MOS就更胜一筹，但是当然，Dr.MOS价格更高，因此总的来说低抗阻MOSFET是不错的选择。 好了，我们的文章就到此结束了，由于评测室当前所有的主板数量有限，加上时间也比较紧张，我们不能考虑到、测试出供电用料与散热可能有关的所有问题，如果各位网友有什么意见建议，欢迎在评论中提出！下一次，我们可能还会测一测供电布局设计与散热的关系，敬请期待！ |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
鏀惰棌鎴愬姛鏌ョ湅鏀惰棌>>
正在阅读：怎样设计最凉爽？主板供电散热对比测试怎样设计最凉爽？主板供电散热对比测试
2011-11-09 00:11
出处：PConline原创
责任编辑：liganlin
网友评论
登录|QQ微博微信
修改头像欢迎参与讨论，分享你的看法
表情热门评论
最新评论
为您推荐
IT热词
