半导体制冷|什么叫半导体制冷( 三 )


需要软硬件精密无缝配合CPU运行过程中,频率与功耗波动较大,需要制冷片的能够灵敏的针对CPU功耗、温度进行实时调节,而不是简单粗暴的“全功率制冷-暂停制冷”模式循环 。如果要让TEC变得智能好用,就需要软硬件结合的控制系统,从频率,温度,湿度,功耗,电压全方位的进行接管监测 。Intel Cryo项目的成立,进行各种软硬件通用标准的建立,就是为了让这一套完整的TEC制冷方式能够实现民用化 。
成本较高目前应用于PC领域的TEC半导体散热器,已知的酷冷至尊ML360 Sub-Zero零售价为2999元人民币,EK-QuantumX Delta TEC仅分体式水冷头约合2350元人民币(还需购买冷排水泵等其他部件自行组建),在没有足够量产的情况下,加之新品新技术溢价,成本一定非常高昂,售价比常规360一体式水冷高出2~3倍 。至少在TEC类型散热器的产品生命周期前端,并不会进入寻常家庭被普遍使用 。
TEC半导体制冷应用于PC的优点半导体制冷|什么叫半导体制冷


制冷温度可以低于环境温度甚至低于0度TEC散热器能够产生足够大的温差,只要功率足够,从+90℃到-130℃都可以实现 。当CPU功耗处于某个较低的功耗区间时,TEC能让其内核的温度低于环境温度 。注意,这种低于环境温度的情形,并非任何时候民用低功率TEC散热器都能达成,仅能在CPU低功耗运行的过程中能够产生低温 。
TEC具备的大温差制冷特性,能更好解决晶体管密集的工艺下的发热问题随着工艺制程的提升,晶体管密度增加,CPU的核心的封装DIE面积越来越小,根据热力学原理,导热面积越小的情况下,需要更大的温差来维持热传导性能,温差较小的传统散热形式无法解决这个问题 。即便CPU功耗并不高,但仍然会严重积热(热量出口面积不够),导致频率上限过低 。但CPU的发展之路注定了晶体管密度还将继续提升 。TEC天然具备较大的温差属性(吸热端温度可轻松做到-20℃),可能是解决小面积高热量传导的最佳方案 。
TEC散热器更符合CPU矽晶在工作时的频率/功耗/电压/温度四者关系特性CPU内核温度越低,就能在同功耗甚至更低的功耗下,达到更高的频率,可简单理解为CPU都是低温高能,高温低能的产品 。平时大家无法体会到这个特性,是因为性能最强的风冷和水冷都无法做到让处理器低于室温,使其内核稳定的停留在到0℃~20℃的稳定温度区间 。打个比方(非准确数值,只用于概念表达),假如让一颗CPU的某一个核心运行在5.5GHz的超高频,在TEC的压制下,可以将其控制在50℃,50W功耗,1.3V电压;如果没有TEC的大温差制冷,这个核心温度会急剧提升至90度以上,在高温下要维持内核的高频,电压会提升至1.45V,单核功耗提升至80W,最终导致CPU无法稳定高频运行 。用TEC散热器,就相当于开启了一个特别定制的CPU舒适温区,让部分核心去冲击在传统散热条件下无法达成的高频率 。
提升普通应用的处理器性能并非所有程序都能够很好的利用主机的多核心资源,我们日常办公,游戏等应用仍然更需要强劲的单核心性能而非多核低频,因此TEC散热器能够帮助用户便利的达到符合实际应用需求的更高频率,即便是核心不那么多,也能带来更好的实际性能 。这也是类似于Intel i5 9600K,Intel i5 10600K这类少核高频处理器存在的意义 。
可精确智能控制,可批量生产,可控体积的另类超频工具TEC散热器,正因为更符合CPU内核“低温高能,高温低能”的工作特性,同时具备可量产,可精确智能调节的属性,就能够在某些特定目标下替代不可控且繁琐的液氮超频,成为新概念的超频工具 。
TEC半导体制冷应用于PC领域的前景半导体制冷|什么叫半导体制冷


TEC半导体制冷并非全新技术,这是一位理论概念已存在了100多年,且实际应用于工业,航天,军事领域已经几十年的老朋友 。从概念上来说,TEC半导体制冷散热器所具备的优势特性,的确能够与PC主机硬件有一个好的结合 。假如未来量产后的成本能够大幅度降低,将这个目前看上去挺神秘的“黑科技”下放到常规的240水冷并适当提升售价,对终端用户来说,将不仅仅是得到了一个散热器,它还是一个够发挥自己独特属性,帮用户提升额外性能的工具 。对于这样的“外挂”,我们没理由不期待!
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