欧阳寰

（武汉理工大学艺术与设计学院，湖北 武汉 430070）

尽管CPU看上去只是一个小小的芯片，但是在计算机设备当中却是最为重要的一种硬件设备，CPU芯片的使用性能直接关乎整个计算机设备的运行状态，并控制着整个计算机的系统工作，其重要性可见一斑。在计算机的运行过程当中，CPU始终处于一种持续运转工作的状态，从而实现计算机用户的网络活动需求，无论是办公、网页浏览、网络数据查找分析及传输，还是进行网络游戏及网络社交等娱乐活动，都离不开计算机CPU的高速运转支持，因此，其在不断的运转过程中必然会产生大量的热量，并且随着人们使用效率的提高，其热量能耗也会越来越大，若不能及时采用有效的散热技术加以处理，将会严重影响计算机的运行效率。

1 高温对计算机CPU性能影响的相关原理

CPU作为计算机设备的运行“心脏”，其性能的好坏将对整个计算机系统的运行状态造成直接的影响[1]。由于在计算机运行的过程当中，CPU在持续的高速运转状态之下会产生大量的热量能耗，因此极其容易导致温度过高问题的产生，从而给CPU的使用性能及使用寿命带来严重的不良影响。影响原理严格意义上来说其实就是一种电子学物理原理，通常情况下，CPU在高速的运转当中，热量的产生必然引起“热电子”的迁移活动，“热电子”又通过定向流动及迁移，来进一步对CPU芯片载体当中的金属原子进行撞击，从而导致CPU金属原子的移动。由于CPU内部运行电流的强度相对较高，因此，金属原子一旦遭到碰撞便容易产生移动甚至脱离金属表面，进而造成金属表面出现坑洼的现象，长此以往，最终致使CPU硬件受损及毁坏，带来不可挽回的“致命性”影响。

2 改善CPU高温问题的要点

2.1 完善省电措施

如上所述，解决计算机CPU的散热问题是保障计算机稳定运行的重中之重，因此，要想更好地改善计算机CPU的高温问题，就要加强对省电技术的改进及完善。计算机设备的运行往往与设备的用电能耗有着密切的关系。相关研究表明，高频的电量消耗将会直接促使计算机CPU处理系统温度的上升，从而引发相关的高温现象，而省电技术的应用，则能够有效地对其进行缓解，通过采取相关的省电措施，能够减少计算机运行当中所产生的热量，从而提高CPU的使用性能，尤其是在笔记本电脑当中，其效果更为明显。

2.2 改善散热系统

除了对省电技术加以利用之外，还可以通过改善计算机设备的散热系统来缓解计算机CPU的高温问题。因此，在对计算机CPU温度进行控制及改善的过程当中，相关的技术人员要加强对计算机散热系统的改进及优化，并结合实际，不断地研发及创新更加科学的散热处理系统及散热技术，从而提高计算机CPU运行效率，确保CPU的长期使用性能[2]。为此，以下接着对相关的计算机CPU散热技术进行探讨。

3 计算机CPU的散热技术

从散热方式上来看，CPU的散热技术主要分为主动式和被动式两种，主动式散热主要是利用热辐射将CPU在运行当中所产生的热量传出，而被动式的散热方式则主要是利用散热板、散热孔以及计算机键盘等，促使CPU的运行热量与外部气流形成自然对流，从而将热量排出。由于被动式的散热方式需要利用相关的制冷机构，实现对计算机CPU的降温降热，因此在实践当中，该方式起到的散热作用往往更大，且应用价值更高。当前，在我国计算机领域，绝大部分人员都是采用被动式散热方式来实现对计算机CPU的降温及散热处理。

3.1 风冷散热技术

通常情况下，风冷散热技术主要被应用于台式计算机设备的CPU散热处理当中[3]。在实际的应用当中，它主要是通过利用大量的散热片，来将计算机CPU运行当中所产生的热量通过热传导的方式导出，并利用风扇的转动，从而促使其热量与空气之间形成对流，加速计算机CPU运行所产生的热量流动，进而使得散热片上的热量得以迅速散播出去，降低计算机CPU的整体运行温度。由于其工作当中需要借助外部的空气因素，因此，为了进一步提高热传导的热量流动效率，一般都会通过使用散热器装置来进一步扩大计算机设备的散热面积，从而提高热量与外部空气间的流通交换速度，保证计算机内部的高温热量得以及时排出，而外部的低温空气得以顺利地送入。

此种散热技术是一种比较常见的散热技术，在一定程度上能够有效地改善计算机CPU运行当中所产生的高温问题，但是，其仍然具有相应的局限性，比如金属散热器在运行当中，可能由于CPU表面热流密度的不断增大，达到传热极限，进而降低传热效率等。

3.2 水冷散热技术

在采用水冷散热技术对计算机设备的CPU运行温度进行控制的过程当中，主要是利用了水循环的物理工作原理。其具体的工作流程是通过建立相关的水循环系统，并利用水的物理流动性促使水在流动的过程当中，将计算机CPU运行所产生的热量一并带走，从而实现对计算机CPU运行温度的有效控制，减少及避免高温现象的产生。在实践当中，采用此种散热技术能够十分有效地将计算机CPU的运行温度及时地控制在合理的范围之内，从而在很大程度上改善了CPU运行当中的高温状态，进而有效地避免了计算机系统瘫痪及死机现象的产生。

由于此种技术能够很好地将计算机CPU的运行温度加以控制，因此在对计算机CPU运行当中所产生的热量进行散热处理的工作当中，能够更加有效地提高CPU的散热效率，从而确保计算机CPU系统的稳定运行。然而，该技术同样面临着相关的问题，比如水冷散热系统的体积过大问题及安装不便问题等，此类问题倘若得不到有效的解决，就会造成其在应用的过程当中出现漏水现象，从而导致计算机设备出现短路等电路故障[4]。

3.3 热管散热技术

热管又被称为“热超导管”，其相关事务热管理论最早是由美国提出来的，通常而言，热管都是由具备良好导热性能的导热材料构建组成的，包括热管的管壳及端盖等，其在应用当中，主要是通过将计算机CPU运行当中所产生的热量进行快速的降温制冷处理，并在相对密闭的真空管里蒸发相关的制冷物质，从而使得计算机运行中的热量能够及时排出，以实现对计算机CPU运行温度的控制。在具体的工作当中，要尤其注意热管的密闭性，确保热管的真空状态。为此，要首先将热管内部的气体进行抽压排出，然后才能注入易于挥发的液体物质，从而确保热管能够充分地对计算机运行所产生的热量进行制冷及蒸发处理，并通过顺畅的回流，达到散热的目的。利用此种循环工作流程，能够持续地对计算机CPU的运行温度进行控制。然而目前我国相关领域仍然对该技术缺乏一定的应用实践，因此，其应用价值还有待进一步发掘。

3.4 微槽道热沉散热技术

微槽道热沉散热技术是一种十分高端的新型散热技术，其主要是通过精确的光刻技术及切削方法对材质比较薄弱的硅片进行加工，形成更加精细化、微小化的槽道，并使得计算机运行当中所产生的相关物质在此槽道之中与其他冷却物质进行换热处理，从而达到降温散热目的。

此种微槽道热沉结构最早也是由外国提出的，通过对其进行利用，能够更加科学地对计算机CPU的高温进行迅速的冷却降温处理，其散热性能及冷却效率远远超过热管，且能耗非常低，因此具有相当高的可行性。然而，同热管散热技术一样，由于技术的限制，该技术在实践应用上面至今依然缺乏相关的理论研究。

4 结束语

当前，人们的生产生活越来越依赖于对计算机网络设备的应用，为更好地提高计算机的运行效率，满足社会生产工作的应用需求，相关的计算机生产厂商及技术研发人员就要加强对计算机CPU的性能改造及优化。同时，要不断地对当前的风冷散热技术和水冷散热技术进行改进及完善，并加强对热管散热技术和微槽道热沉散热技术等相关新型技术的研究及开发，从而减少高温给计算机CPU性能所带来的不良影响，提高计算机的应用价值。