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/ NEWS微機摹擬技藝在CPU散熱器預設時的運用研討
伴隨著Intel和AMD兩家處理器巨頭間無休止的競爭,CPU的主頻在飛速提升。用戶一邊享受著高速運算帶來的快感,也同時日益為高頻處理器的散熱問題而頭痛。
當Intel發(fā)布Pentium43.06GHz的時候不得不提出了新的散熱標準,而AMD的盒裝ALTHONXP即便升級為BARTON的0.13微米工藝,散熱套件也變得越來越碩大。傳統(tǒng)的Pentium3時代的小風扇,甚至slot1格式早期的單純散熱片都已經被沉重的打入了歷史。在Pentium4的包裝盒內說明書中,指定要求Willamette工藝及以后的產品必須采用銅質散熱片和主動散熱方式,而且散熱器的重量不得低于450克,以產生對CPU表面達到75磅的壓力。如此苛刻的散熱要求遠遠超過使用者的重視程度。
CPU散熱器的計算機仿真設計強迫風冷散熱與散熱片結合是一種典型的冷卻方案。目前風冷散熱的CPU散熱器主要組成部件是散熱片、風扇和扣具,其散熱方式通常是將散熱片用扣具固定在CPU芯片的上面,以便借助散熱片來增大散熱面積,而風扇一般固定在散熱片的上端(也有固定在散熱片的側端)來及時散發(fā)掉積聚在散熱片上的熱量。
在產品的熱設計階段往往需要對散熱片的結構進行評估,這些工作適合采用計算機仿真軟件來進行輔助分析。本文著重討論利用計算機仿真分析軟件ANSYS散熱片的設計的研究。
散熱片實際測試與仿真結果比較根據所設計的模型,采用冷擠壓法加工出所需的散熱片。測試時在上端加上風扇。實際測試時采用的CPU時P42.0G。散熱片與CPU連接時在接觸面加上導熱硅脂,避免接觸面產生空襲而影響散熱效果。測試時實際室內溫度為26°C。經測試,使有該款散熱片所得的CPU芯片穩(wěn)定狀態(tài)時的表面溫度時47°C。因此可見,散熱片實際測試與仿真結果的差異很小,說明采用計算機仿真技術模擬CPU散熱器,能較真實地反應散熱片的溫度場分布,從而為散熱器的設計打下了基礎。
采用冷擠壓法加工的散熱片5結論根據摩爾定律,在一平方英寸硅片上可儲存的信息量已差不多達到自半導體技術發(fā)明以后的每年翻一番。電子器件的工作可靠性和穩(wěn)定性,很大程度上都取決于能否將器件里的熱量及時排出。作為高精密的CPU而言,尤其更為敏感。
CPU散熱目前采用廣泛的方法是風冷散熱,因此CPU散熱器的設計關系到散熱的效果。因此本文研究采用計算機仿真軟件Ansys方法來模擬散熱片的溫度場。
通過研究工作表明:運用有限元方法的計算機仿真模擬方法分析,可以得到散熱片表面溫度的分布情況,并且與實測結果基本一致,表明用計算機仿真有限元方法進行CPU散熱器設計和分析是一種有效的方法。