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风冷还需水,水冷也要风,电脑CPU散热风冷水冷哪个适合你?

jishuye
jishuye 原创
2020-06-29 趣生活,乐生活!

前言:

夏天到了,又是电脑难熬的季节,电脑的散热是个大家关心的问题。电脑散热不好,容易造成电脑性能下降、甚至死机的现象发生,所以是要重视的。而电脑散热,包括各个方面,其中CPU的散热,则是重中之重,毕竟这个是电脑的大脑,也是发热的重要来源,所以CPU的散热需要重视。

电脑CPU出售的时候,有的不带散热器,有的带散热器,一般盒装的有的会带散热器,而散装的则一般没有。即使是盒装的带的散热器,一般性能都会较弱,通常会被弃之不用,另外购置。

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购买散热器,那么一个问题就出来,那么选购CPU散热器的时候,通常就面临选择,是选择风冷散热器,还是水冷散热器呢?

有的人说要水冷,说风冷没有水冷强;有的说多热管的风冷已经足够了,没必要用水冷,而且有漏水的风险。

众说纷纭,那么究竟是用风冷还是水冷呢?水冷真的比风冷强?还是说风冷其实也挺厉害的,不亚于水冷?我们还是来看看,究竟风冷和水冷是怎么回事吧,然后再让他们PK一下,看看究竟鹿死谁手。

1 风冷散热器是什么,风冷相关基础知识

其实风冷这个词是个通俗的说法,并不是十分严格,含义也比较广泛。

很久以前,那么在家用电脑刚开始普及的时候,那个时候的CPU,例如著名的8086,性能不强,发热量也不大,也不需要散热装置。

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到后来随着性能的增强,发热量的增大,开始添加散热片了,而散热片开始通常铝制的,通过金属的传导,增大金属接触空气的面积散热。

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而后,发热量的增大,则开始加上了散热风扇,通过风来加速金属散热片的散热作用。

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在散热的金属选择上,通常会选择铜和铝,因为这个2个价格相对较低,铜的传导快,但价格贵些,而铝的差一些,但价格便宜。

这种散热方式用了很久,直到现在,你看见一些原装的CPU散热器还是这个样子的。

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很扁,很小,上面一个风扇,下面则是镀镍铝质散热鳍片。

反转过来,可看到一个小小的铜底座。那么,这个的热传导就是通过铜底座传导,传导到铝片,然后再靠风扇散热。

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不过这种传导的方式,随着CPU发热量的增大,还是不能满足要求,这个时候,出现了热管式的散热器,那么现在我们所俗称的风冷,通常指就是这种热管式散热器。

什么是热管呢?热管技术是1963年美国 的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件,它利用了热传导原理与制冷介质的快速热传递性质,它的导热能力超过任何已知金属的导热能力。

热管的原理其实不是很复杂,我们小时候都学过,就是在青藏高原上,烧水不到100就会烧开了,这是因为高原空气气压低,那么水的蒸发温度就低,热管的基本原理一部分就是这个。我们看下CPU热管式散热器的原理。

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首先呢,这个是密闭的金属管,里面抽真空的,有液体,在CPU散热器这里就是水冷液了。那么当一端受热后,就是CPU散热传导过来的热量,液体就会蒸发汽化(真空啊,所以温度不到100度就会汽化)。汽化后的蒸汽靠着微小压差的推动流向了另外一端。在另外一端,放出热量,然后蒸汽就凝结为水了,而水,依靠毛细管的原理,再次流回到受热端。如此循环往复,那么热量就被带走了。

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我们看下散热器的铜管剖面图,是铜制的,外面光滑,但里面是毛糙的,不是工艺差,就是为了液体依靠毛细管的原理来流动特意制作的。

热管冷凝端的热量挥发很重要,因为如果不能快速散热出去,整个热管的温度提高,达不到散热的效果,所以,通常会使用散热鳍片,加大散热面积,同时,使用风扇,加速散热鳍片上的热量散发。

所以现在普遍应用的热管式散热器,就是大家俗称的风冷,其实还是要用到水的,只是这个水冷液在热管里面,大家看不到。那么基本的原理就是散热器同热管(通常是铜制)接触,热管的另外一端有大量的散热鳍片(通常是铝制),然后通过风扇,将传递过来的热量散发掉。

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那么,热管式散热器的能力同几个因素有关,一个是热管的数量和直径,数量越多,直径越大,传输热量的能力越强;其次是散热鳍片的连接方式、面积、以及风扇的风速有关。显而易见的是,风速越大,散热能力越强。

市场上常见的热管式散热器的热管数量有2/3/4/5/6不等,但是容易忽略的参数就是热管的直径,通常现在好的散热器都是采用6mm的。

这是一个四热管的热管式散热器。

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这是一个五热管的热管式散热器。

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这是一个六热管的散热器

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散热器的风扇,有单风扇的。

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也有双风扇的。

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热管式散热器的效果还是很不错的,不过也有问题,就是随着CPU发热量的增加,需要增加热管,增大风扇,这样的后果就是热管式散热器的体积变得很大,这样对于机箱的厚度就有要求了。同时,由于机箱通常是立式的,热管式散热器在机箱呢其实是挂在主板上的,让人担心长期使用,会有问题。还有就是风扇越大,转速越高,那么相应的噪音也很大。 此外,一些体积大的风冷散热器,会遮挡住第一个内存条槽的空间。

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2. 水冷是什么?水冷式散热器基础知识

水冷式散热器的出现要晚于风冷,有一体式水冷和分体式水冷,分体式水冷一般都是爱好者的菜,因为需要自己组装,同时具有一定的漏液风险,所以,这里我们仅仅讨论下商用的一体式水冷,就是大家可以在各个电商平台买到的一体式水冷。

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一体式水冷从结构上很简单,CPU的热量通过水冷头,通常是铜制的,传递到管道的水冷液中,水冷液在水泵的驱动下,顺着管路流动到冷排,冷排布满鳍片,散发热量,通过风扇加速将热量散发,从而将水冷液降温,然后水冷液再通过管路回到水冷头,循环往复。

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水的热容量大,有着很好的热负载能力。水冷系统的效果,主要在水冷头的设计,尽量增大接触面积,增大导热;水泵的能力,可以增大水流速度,增大热负荷的传送能力;而最大的因素,就是冷排的鳍片的面积大小和风量的大小,面积越大,散热能力越大。风量越大,散热效果越好。

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上图是120水冷

一体式水冷,在选择时通常的规规格简称是120水冷、240水冷、360水冷,这里通常指的是散热风扇的大小,120水冷是一个120mmx120mm的散热风扇,240水冷是2个120mmx120mm的风扇,360水冷则是三个。

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上图是240水冷

由于风扇是安装在冷排上面的,所以通常就是240水冷要比120水冷多一倍的鳍片面积,同时风扇的风量也大一倍。360水冷也是同理。有些水冷使用140mmx140mm风扇的,所以会有280水冷和420水冷。

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上图是360水冷

不过即使是同样风扇大小的水冷,冷排也未必一样大小,会有一些小小的差别,也会影响水冷的效果。

通过前面的介绍,我们看到,风冷其实还是需要用到水的,在热管内的冷液,通常就是水冷液。而水冷散热器,也离不开风,冷排的散热,还是需要通过风扇的排风,将热量排出。

我们还是通过实例安装,来了解下,热管式散热器和和一体式水冷的具体使用,首先是热管式风冷散热器。

3. 热管风冷式散热器安装举例

我们以酷冷至尊的MA610P(T610P)六热管风冷散热器为例来说明下热管式风冷散热器的安装。这款散热器属于性能较强的一个。安装过程大同小异。

把酷冷至尊暴雪T610P散热器托在手里的时候,你会真正感到它的巨大,以及沉甸甸的分量感。

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T619P前后有2个风扇,都是MF 120R RGB 风扇,可以发出多种色彩光。虽然有2个风扇,根据前面的参数,噪音最大只有31dB。

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2个风扇是卡扣型的,卡在塔式散热片上,所以不是随便一个风扇就可以替换掉的。这种方式,让冷冰冰的散热片大部分隐藏了起来,从而改变了外观。同时可以看到,是采用了单塔结构。

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从底部可以看出是六铜管,这里的底部是磨平的,因为这里就是要同CPU接触。

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黑色的扁平引线有3条,分别是2个风扇的电源线以及RGB彩灯控制线。现在流行RGB,想要找一个没有RGB的都困难。

现在的大多数散热器都是全平台的,可以支持Intel和AMD平台,但是建议购买前还是询问客服,确保支持自己的平台。相应的配件和零件也会很多,一些友好的会在袋子上标明配件的类别和型号。

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要做的第一件事情就是赤膊上阵,所以这2片风扇是要卸下来的。它的卡扣其实不是很紧,稍微用些力就可以了。卸下来的原因是因为要安装支架。

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我的平台是intel 1151,所以下面的安装是这个平台的方法。AMD和其他平台的而按照说明书即可。

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然后就是背板了,这个背板,现在都是通用的。就是Intel、AMD通吃的意思,但是朝向不同,要按照说明书,把螺丝穿过去,然后再用塑料扣锁紧扣住。背板上有卡槽,对应不同代平台的位置。然后,要把它扣在主板的背面。

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在主板正面,将里面有螺扣的柱子拧在背板身处的螺丝上面,然后用配件里的内六角工具拧紧。

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上图硅脂涂抹过多

注意这个时候要把CPU的硅脂涂上,图中是个错误的例子,涂抹的太多了。硅脂的作用是填满散热器和CPU盖子之间的缝隙,所以不需很多。薄薄就可以。有5点法、1点法、9点法、十字法等。

下面就是安装散热器了,安装之前别忘记把热管底部的保护塑料纸撕掉。听说很多人会忘记撕,然后说散热器不管用。很多很多的。

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对准刚才拧上去的螺孔,然后将散热器上的,一开始安装好的螺丝拧下去固定即可。注意按照交叉的顺序。这个说明书有准确标明。

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最后就是把风扇扣上,然后接好线。

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注意这里就是由于散热器过大,把第一个内存条挡住了,那么对于要插满4个内存槽的,或者只有2个内存槽的,就会有点问题。

同时,这个时候再安装CPU风扇线到主板上变得有些困难了,因为散热器庞大的身躯挤得满满的,手几乎都够不到接口。 所以遇到大型的散热器,要先接线,再挂上风扇。

装好之后的样子,那么RGB还是很好看的。

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风冷散热器的安装,大同小异,但扣具是否涉及的合理,会影响整个安装过程的时长。此外,热管风冷式散热器,散热器的高度是要注意的,因为要看机箱能容纳散热器的高度,如果机箱可允许散热器的高度小于你中意的散热器的高度,那么就是要或者换个散热器,或者换个机箱了。

4 水冷散热器的安装

一体式水冷散热器,它的安装相对于热管风冷式散热器会如何呢?我们来看下,这里选择一个360水冷作为例子。

首先看看所有的部件和零配件,有一体化的水冷——冷头和冷排是一体的,这也是一体式水冷的由来,三个RGB散热风扇,一本说明书,1个控制盒,1个风扇和ARGB的转接板HUB,还有···配件包。

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配件包里有intel和AMD扣具,背板,各种螺丝、螺母、弹簧等等零件,这一点同热管风冷式散热器类似的。

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ZEROZONE BMR-36 360水冷是一体化水冷,可见有冷排、水冷头、管道、导线等组成。360冷排,从上面螺丝孔可以看出是可以安装3个120mm的风扇。引出2根线,分别是水泵供电和ARGB的线。

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水冷头,这个是散热的关键部分, 因为水泵也在里面,同时,现在通常顶面都会有RGB元素在里面。

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水冷头底部是铜制的, 那么有2根水管引出,就是一根是入水,一根是出水。这个接头是可以旋转的,方便调节位置。

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如果说大型的热管风冷式散热器要考虑到机箱的厚度,就是允许散热器的高度。那么水冷则没有这个问题,水冷的一体式水冷头高度都不高。不过,如果是360水冷的话,则是要考虑到冷排的位置,是不是有足够大的机箱,来安排360水冷,240和120的水冷则好些,通常都不会有问题。

此次示例用的是安钛克的P120机箱,这款机箱除了前面和左侧面是全玻璃透视,视觉效果好外,支持2个360冷排位,也是一个重要的特点。那么用户可以根据自己的喜好来选择不同的位置。至于冷排的位置是否对于散热有影响,我有对比文章,可以关注查找。

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安钛克P120机箱是现在流行的侧拉门式的,直接拉门就可以打开玻璃侧透门,内部一览无遗。可以看出这款机箱的设计比较独特。电源仓上置,通常的前面通风取消了,右侧面则是有一个镂空栅栏用于通风用途。

这款机箱有2个360冷排位置,一个是前面右侧位置,一个是底面。

同风冷式散热器相比,同样是要安装好背板。还是那句话,现在通常是全平台通用的了,但是还是要同客服咨询下,确保无误。

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冷头上同样也要安装扣具支架。

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同热管风冷式散热器不同,这里要考虑下冷排的位置,以及水冷头的方向,毕竟中间的管子是有长度限制和方向的。

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现将冷排竖向放置在侧面的位置,而机箱底部则是放置了其他的3个风扇。那么安装的时候,要考虑好先固定冷排,还是先固定水冷头,这个看个人习惯了,这也是安装水冷比安装风冷要多考虑的地方。个人觉得还是先固定冷排吧。

固定好冷排,就是安装水冷头,这个同安装热管风冷式一样的,涂抹硅脂,然后注意把水冷头上的塑料片拿下。

然后就是安装水冷风扇了,使用配件里的螺丝,将风扇固定好,然后接好线。

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那么这样设计装好的的效果如图,右侧是三个水冷风扇,往外排风。机箱底部是三个风扇,向机箱供风,同时机箱后部有一个风扇排风。

同热管风冷式散热器相比,水冷安装要相对复杂一些,安装的部件多一些,还要考虑冷排的位置。同时接线也比较多。不过,接好之后,在现在RGB的流行色下,还是比较漂亮的。

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一体式水冷散热器也有它的好处,就是高度较低,那么一般机箱的对于散热器高度的设计足够用了。那么同样都用到风扇,水冷的风扇在冷排那边,热风直接排出机箱。而热管风冷式的散热器,吹出的热风还在机箱内需要行走一段路程,提高了机箱内的温度。而且无论是一个风扇还是2个风扇,都只有一个后置风扇的出风口通道。

不过风冷和水冷究竟谁更好呢?经常有人看到说风冷的效果同水冷一样,那么我们就实际测试下,看看在同样的配置,同一个机箱内,分别使用风冷和水冷的CPU降温效果。

5 风冷水冷降温效果对比

首先来看下这次对比的电脑的配置,CPU是英特尔的i5 9600KF,主板是华硕ROG STRIX Z390-F GAMING,内存32GB,硬盘有光威的SATA SSD和阿斯加特的NVMe M.2 SSD,显卡是RX470.

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测试的机箱,则是安钛克的P120,风冷用的是酷冷的T610P,(MA610P),水冷用的是ZEROZONE 360水冷.

风冷时的风道如下图,底部有3个风扇提供进风,机箱后部有一个风扇排风。风冷散热器本身有2个风扇。同时,右侧是通风口。那么整体的风道是下部进风,从后部和侧面出风。T610P是6热管单塔双风扇。

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水冷风道如下图,同样是下部三个风扇提供进风,后部一个风扇出风。360冷排在侧面,有3个风扇出风。风道同样是下方进风,后部和侧面出风。相对于风冷,风扇多一个。

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对比2种散热的效果,那么,还是用软件测试最为精准。这里选择的是OCCT , 这个软件的特性是可以把负荷提到很高,从而更能考验散热系统的效果,比起常用的AIDA的稳定性测试,系统负荷还要大。

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我们现在看看热管式风冷散热器的效果,那么,在OCCT里有不同的测试模式,首先看下在OCCT模式下的表现,这里主要考验CPU,所以启动测试模式以后,看到CPU的占用率达到了100%。

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那么,这个时候,CPU的温度在95-100度之间。我们看一下风扇的转速,可以看到,风扇的转速,除了GPU自己的风扇外,那么都达到了近乎100%。

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再来看看CPU的频率,在4.3GHz,从图形上,基本上没有降频。

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我们再来看看,在同样的测试里,使用360水冷时的系统的散热表现。

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那么使用360水冷时,我们看CPU温度控制在50-60度之间,远小于热管式风冷的95度。我们再来看看散热风扇的转速。会发现风扇都没有达到满速,因为不需要。

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再来看看CPU运行频率,非常的平稳在4.3GHz,曲线平滑度要好于6热管热管式风冷散热器。

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通过测试对比,可以看到,360水冷的散热能力的表现,可以说是碾压了6热管单塔双风扇的风冷散热器,差距明显。

也许有人会说,这个对比欠缺点公平,起码你的360水冷的风扇,就比人家多一个。好吧,那么我们换个240水冷试一下。这里用的是超频3的凌镜240水冷散热器。

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240水冷相对于360水冷,冷排的大小比起360来要少了三分之一。

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前面我们说过,冷排也是决定散热效果的一个因素,虽然同为一个尺寸,120/240/360,但冷排也会有些小的区别,例如这款凌镜240,它的冷排就要稍微宽一些,那么散热面积比同样的240冷排要大一点,这样效果也会好一点。

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超频三凌镜240水冷,它有一个特点比较有意思,就是它的这个水冷头的表面LOGO,是可以换位置的,这样无论水管朝向哪个方向,都可以调节过来。

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其实它最方便的还是它的扣具的设计,在我用过的扣具中是比较合理的,安装起来也是最容易的。

那么整体安装完的效果是六个风扇,同前面测试用的6热管单塔双风扇的风扇总数量是一致的。同样是机箱后部一个风扇排风,底部3个风扇进风。区别就是240是2个风扇侧面排热,而风冷是2个风扇往后部排热。

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点亮后的运行效果,现在的水冷,要找个没有RGB色彩效果的,还几乎真的没有了。

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我们还是起来看下散热效果吧,同样的还是运行OCCT,在OCCT测试模式下,那么启动测试后,我们看到CPU温度在80度左右。这个温度比起360水冷要高,但比起前面6热管单塔双风扇的热管式风冷散热器的95度-100度,还是要低了15-20度左右。

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看一下风扇的转速,接近满速了。

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来看一下CPU的频率,稳定在4.3GHz,非常的平稳。

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再来换一个模式,在CPU和GPU都全部开启到100%的功耗最大的Power模式,测试结果,也呈现了同样的对比结果。6热管单塔双风扇风冷式散热器,在power模式下,温度达到100度,然后发生了CPU降频的现象。CPU降频到3.9GHz,以降低功耗和降低温度。

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而360水冷,则在同样的模式下,温度只是略微上升一点,依旧在60度附近。

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而CPU的频率,则依旧在4.3GHz下非常的稳定。

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而240水冷,则是在Power模式下,温度提高几度,在85度左右。

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而那么长时间的工作后,CPU的频率也没有降频,基本平稳,还在4.3GHz。

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通过上面的测试可以看到,即使是240水冷,也要远强于6热管风冷散热器的效果。就是个体之间有所差距,那么总体来说,效果之间的区别还是明显的。那么这个6热管风冷散热器的效果,也就是大概同120水冷相当吧。

也许大家会说,那还有双塔散热器呢?双塔的效果的确要比单塔好些,但是体积更大了,会更加挤占内存槽,而散热风道并没有特别的改善。

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可以说,从散热效果来说,一体式水冷明显要比热管风冷式散热器要强,从安装难度来说,一体式水冷同热管风冷式基本相当,略微难一点,毕竟要安装冷头和冷排以及风扇,而风冷只需安装一个部件。不过大块头的风冷也会有些难度。

水冷的效果好,还有一个优势就是噪音低。首先水泵的噪音就很低的。其次,由于散热能力强,那么冷排的风扇经常会工作在低转速,那么就会比较安静。

水冷的效果好,那么令人担心的就是漏液问题,毕竟现在一体式水冷基本上用的还都是水冷液,一旦发生漏液,会对主板和主板上的器件,例如CPU,甚至显卡有可能造成损害。所以在选用的时候,要注意厂商的售后服务。有的厂商具有漏液损害包赔的服务,那么就会减少消费者的担心,但是也要询问仔细,了解详细的步骤和条件,以免出现意外时发生不愉快和纠纷。

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