为什么电脑厂商懂散热原理却还是有那么多散热结构差的机子出现？
咱们就掰开了揉碎了聊聊，为什么会出现那些让人抓狂的散热“灾难”机。
1. 成本，永恒的敌人：
这是最直接，也是最致命的原因。散热做得越好，通常意味着：
更好的散热器材料： 比如纯铜鳍片比铝制鳍片导热性好得多，但价格也贵不少。热管的数量、粗细、填充物都会影响成本。
更高效的风扇： 高转速、大尺寸、静音轴承的风扇，用料和技术都更讲究，自然也就更贵。
更复杂的结构： 比如均热板（VC）的成本远高于传统的铜底和热管组合。多层PCB板、更精密的风道设计，也都会增加制造成本。
更精密的加工： 比如压合工艺的精度、导热硅脂的涂抹均匀性，这些细节上的投入都会影响最终成本。
电脑厂商要在激烈的市场竞争中生存，就必须考虑成本。当利润空间被压缩的时候，自然就会在不那么“看得见”的散热部分“精打细算”。消费者可能更关注CPU的频率有多高，内存有多大，显卡有多强劲，但对内部那个默默工作的散热器，往往是“只要不烧就好”的心态（至少是大部分非硬核玩家）。于是，厂商很容易把预算倾斜到那些能直接提升性能参数的部分。
2. 体积与设计的束缚，难以两全：
“小巧轻薄”是很多笔记本电脑追求的目标，而“酷炫张扬”是很多台式机机箱的主打风格。但这些追求往往与高效散热背道而驰：
笔记本电脑： 越薄的笔记本，内部空间就越拥挤，风扇的尺寸和转速就受到极大限制。要把高功率的CPU和GPU塞进这么小的空间里，还要保证良好的散热，简直是“七龙珠”合体都未必能解决的难题。厂商只能在性能释放上做取舍，或者采用成本更高、效果更好的VC均热板等技术。很多所谓的“散热差”的轻薄本，并非不懂原理，而是为了极致的便携性而不得不牺牲一部分散热能力。
台式机： 有些机箱设计过于追求“美观”，比如全封闭面板、小尺寸，这会严重阻碍空气流通，形成内部“憋闷”的状况，即使内部散热器再好，没有足够的冷空气进入，热量也散不出去。反之，有些机箱为了追求“大”，但内部风道设计混乱，风扇布局不合理，也达不到理想的散热效果。
3. 性能释放的博弈，温度墙下的妥协：
现在的CPU和GPU性能越来越强，发热量也随之水涨船高。厂商在设计一款产品时，需要在“能跑多快”和“能凉快到什么程度”之间找到一个平衡点。
性能调校： 很多时候，出厂默认的性能释放策略可能比较激进，试图让CPU或GPU跑出更高的频率，以获得更好的跑分和游戏帧数。但如果散热跟不上，温度很快就会飙升，触发过热保护机制，导致CPU或GPU降频，反而影响实际性能。这时，用户会感觉“散热差”，但从厂商的角度看，他们是给了“最大性能”，只是用户使用时的环境和散热条件没达到厂商的预期。
温度墙： 厂商会设定一个“温度墙”，当温度达到这个阈值时，CPU或GPU会主动降频以保护硬件。如果你觉得某款机子总是降频，那可能是它的散热能力刚好卡在那个“温度墙”的边缘，无法持续在高负荷下运行在更高的频率上。
4. 定位与目标用户的差异化：
不是所有的电脑都需要“发烧级”的散热。
办公本/入门级： 这些机器通常只运行轻度的办公任务，发热量不高。用一套简单的铜底+铝鳍片+小风扇就能搞定，成本低廉，而且噪音也容易控制。如果给它们配备一套高塔式风冷或者高端水冷，那就是“杀鸡用牛刀”，成本和体积都会失衡。
游戏本/高性能本： 这些才是对散热要求最高的群体。但即使是同一品牌的不同定位产品，散热设计也会有天壤之别。高端游戏本可能会用上多热管、VC均热板，甚至液态金属；而中低端游戏本，可能就只能用上相对简单的结构，以控制成本，牺牲部分性能释放来维持相对稳定的温度。
特定用途电脑： 比如迷你主机（NUC）或者某些嵌入式设备，它们可能对体积有极致的要求，散热就只能靠牺牲性能或者采用被动散热（无风扇）了。
5. 用户的使用环境与预期不匹配：
电脑厂商的设计是基于一定的“标准使用环境”的，但现实中用户的环境千差万别。
室温： 在炎热的夏天，室内空调开得很足的房间和闷热的房间，电脑的散热表现会完全不同。
摆放位置： 笔记本放在床上，堵住进风口，自然会热。台式机塞在狭小的缝隙里，空气不流通，也会热。
灰尘堆积： 长时间不清理的电脑，风扇和散热鳍片上布满灰尘，散热效率会大打折扣，这并不是设计问题，而是维护问题。
软件环境： 用户后台运行了大量不明所以的程序，或者不小心感染了挖矿病毒等，都会导致CPU长时间满载，产生巨大热量，即使是优秀的散热也可能招架不住。
6. 设计上的“妥协点”选择不同：
任何一个设计都是在各种矛盾中权衡取舍的结果。厂商在决定散热系统的规格时，会考虑：
噪音控制： 有些风扇即使转速很高，风量也很大，但噪音也很大。为了降低噪音，厂商可能会选择转速稍低的风扇，或者调低风扇的运行策略，但这样做必然会牺牲一部分散热效果。
功耗： 高性能的风扇和更强大的散热系统也会消耗更多的电量，这对于追求续航的笔记本电脑来说，是一个需要考虑的因素。
可靠性： 某些极端的散热设计可能会增加硬件损坏的风险，厂商为了保证产品的长期稳定性，也可能不会把散热推向极致。
总结一下，不是电脑厂商不懂散热原理，而是他们需要在成本、体积、设计、性能、噪音、功耗、可靠性以及目标用户群体等一系列复杂因素之间做出权衡和取舍。
很多时候，我们看到所谓的“散热结构差”的机子，可能是厂商为了控制成本，在散热上进行了一定的简化；也可能是为了追求轻薄的体积而不得不妥协；更可能是为了提供更激进的性能而预设了“温度墙”，用户在实际使用中的环境或需求超出了预设的范围。
作为消费者，了解这些“幕后”的博弈，可以帮助我们更理性地选择适合自己的产品，并对一些散热表现不尽如人意的情况有更清晰的认识，而不是简单地一句“厂商太菜了”就能概括的。有时候，一点点的维护，或者调整一下使用习惯，就能让你的“散热差”的电脑变得“没那么差”。
网友意见
笔记本电脑的散热本来就应该往后放。
颜值，便携性，性能都比散热重要。
因为散热热管和风扇无论怎么设计。必然是同等技术大的比小的好，多的比少的好。
而大的，多的，一定要占体积和重量，还会增加一点成本。
还会多费点电。而CPU和GPU满载跑，电池还要大，便携性会打很大折扣。
即使是发烧游戏本。散热也不能和台式机相比。
所以，笔记本电脑把散热控制在一定程度，是合理的。
真正长时间满载运行，又要求散热好，可以附加底座散热器。
这个时候电池不够用，你必然不能移动，不移动，多个底座也就不怕不便携了。
没有什么“散热结构差”的笔记本，如果你发现一个笔记本散热结构差那解决方法无非是用更好的散热结构和降低发热量（降性能），也就是说这台笔记本想要散热结构更好要么更贵要么性能更差。
更贵买不起，性能更差看不上，厂家做笔记本就是为了让消费者掏钱买的，没人会做一台没人想买的电脑，哪怕这台电脑散热结构好到夏天开机都不用开空调。
DIYer这边还经常出现散热器塑料膜忘撕照样用了好久毫无察觉的事。
你凭什么会认为占据主流的小白用户真的会把散热性能纳入购机决策中？
既然目标用户压根不在乎硬件温度，厂商有什么动力在散热用料上下功夫？
地方就那么大的地方，结构就是那么几种样式，散热原理就是那么个散热原理。看着每代CPUGPU芯片都在猪突猛进，在人类材料学没有突破的情况下，高功耗笔记本散热注定成为性能释放的瓶颈。
换个角度，你散热结构再好，对于笔记本的整机性能释放能提供多大的帮助？10%？20%？区别可能就在显卡的丐版和堆料版之间。
何况双烤的情况只是用来测试，正常的使用环境是很难出现的。
虽然说了不涉及台式机，可我要举个最近买的机箱的例子。因为道理是一样的，就是——任何团体里，90%的人都在混日子。这个混日子的可不一定是打杂的，很有可能就是个主管。
我买机箱遇到啥事呢？
某A品牌的中塔机箱，主板位置下方设计可以放四块3.5寸硬盘：
看起来挺不错吧？
然后我装机完了，是这样：
貌似没什么问题对吧？
其实呢，硬盘的接口和主板直接顶在一起了，连5毫米的空间都没有。
而主板下方是一排接口，都要往上插东西的：
也就是说，它这个设计，所谓的放四块硬盘，是能放得下，但前提是硬盘上不能插数据线和电源线，主板上也别插东西——啧啧，鬼才设计：
而我这个所谓的部分型号，是华硕X570PRO，非常主流的板子。
很简单的一件事——你作为一个机箱厂家，都没试过几个主板装在里边是啥样，就敢把你的机箱部件尺寸给定了。拍拍脑袋就定了。就量产了，就拿出来卖了。
你以为科技品牌就是500个乔布斯在一起搞研究？不存在的。我认识的一个帐篷品牌，国内非常有名的，一两百人没有一个露营过的，包括老板在内。明显的设计硬伤，只要用一次就能看出来的，但他们就没用过，你有啥脾气。
就是这么惊喜。
尝试回答一下，非专业人士，大佬轻喷，如有错误还请指正。
对于笔记本电脑，体积&重量和散热&性能是绕不开的矛盾。企业经营的目的是盈利，厂商通常会在成本与性能之间权衡，许多笔记本之所以沿用饱受诟病的老模具就是出于成本考虑。对于追求便携性的笔记本（如超极本），只要散热系统能使处理器在高负载下维持在一定的功耗水平（低功耗处理器一般在10W到20W之间）并且温度不过高（不超过90℃）即满足要求。部分商务本为了追求更好的舒适性，会选择降低CPU的长时睿频功率，以取得较低的噪音水平。只有少数追求性能的笔记本会将CPU和GPU在高负载下能稳定的功率作为优先考虑的指标。
关于散热
在电脑的散热中主要涉及两种传热方式：热传导和热对流（对流传热），热传导指介质内无宏观运动时的热量传递过程过程，热对流指流体中质点发生相对位移引起的热量传递过程。从CPU和GPU等发热源到真空腔均热板和热管以及从热管到散热鳍片的传热方式主要为热传导，真空腔均热板和热管内部以及从散热鳍片到空气的传热方式主要为热对流（同时伴随有热传导发生）。
根据傅里叶定律，热传导的热流密度与介质的导热系数和介质内部的温度梯度成正比。在热源的发热功率一定时，热源与介质的接触面积越大，介质的导热系数越高、厚度越薄，冷端的温度越低，热源的温度就越低。在其它条件一定时，热端和冷端的温度差越大，热传导的热流密度就越大。
傅里叶定律：当物体内的温度只依赖一个空间坐标，而且温度分布不随时间发生变化时，热量沿温度降低的方向传导，称之为一维定态热传导，可用下式描述： 。
其中 为热流密度，表征在与热传导方向x垂直的平面单位面积上，在x方向上传热的速率；T为温度，x为热传导方向坐标，k为物体的导热系数。此式表明热流密度 与x方向上的温度梯度 成正比，热流方向与温度梯度方向相反。[1]
对流传热有着类似的规律，由于流体靠近固体壁面处附面层（边界层）的存在，实际计算要复杂得多，在工程应用中通常进行简化处理。
依照这个规律，很容易总结出提高散热性能的思路。因此，散热系统的设计要点在于提高均热板/热管和散热鳍片的热传导性能以及风扇和散热鳍片的对流换热性能。对于前者希望散热装置尽可能贴近发热芯片的温度，对于后者希望散热装置尽可能快速地带走散热鳍片上的热量。
当散热设备的换热功率低于CPU/GPU的发热功率时，CPU/GPU的温度会持续上升。因此为了尽可能使CPU和GPU运行在更高的功率下并且不超过安全温度，必须相应地提高散热设备的换热功率。对于风冷散热器，通常希望其有尽可能高的导热效率、尽可能大的表面积和尽可能大的气流量。
对于发热源也就是各种芯片，其面积通常是固定的。对于笔记本电脑，出于安全考虑，不可能将需要散热的芯片以及散热设备暴露在外。由于笔记本内部空间有限，通常将散热鳍片设置在靠近笔记本侧面或后面的地方，风扇和散热鳍片与芯片基本位于同一平面，而不是像台式机那样位于芯片正上方。工作时风扇从笔记本底面吸入空气，气流穿过散热鳍片，最后从笔记本侧面吹出。
有人会问：既然导热介质的厚度越薄越好，为什么还要采用热管和散热鳍片呢？这是因为均热板/热管的导热系数远高于普通金属以及硅芯片本身，将CPU和GPU连接到均热板/热管上相当于提高了CPU/GPU和散热鳍片的接触面积。但是均热板和热管的导热效果是有限的，而且压扁和折弯会大幅降低热管的导热性能，因此通常希望尽可能地缩短热管的长度、减少压扁和折弯。一般来说，与芯片直接接触的热管直径越大、长度越短、数量越多、折弯越少，导热性能越好。散热鳍片的总面积通常越大越好。但是当鳍片间距过小时，其对气流的阻力会明显增大，反而会导致散热性能变差。风扇进气口的设计对空气流动也有显著影响。[2]
CPU的发热
在理想情况下，对于给定的CPU，其功率与电压的平方和频率成正比。而CPU消耗的绝大部分电能都转化成了热能，为了降低功耗和发热，降低工作电压和频率成了移动芯片的主流选择。[3][4][5]
考虑CMOS反相器（非门）的能量转化，其功率可分为三部分：动态功率 、短路功率 和漏电功率 。其中和远小于，可以忽略。[3][4][5]
CMOS反相器由一个P沟道MOS管（负载管）和一个N沟道MOS管（输入管）组成。负载管源极接高电压 ，输入管源极接地，负载管和输入管栅极接输入端，负载管和输入管漏极接输出端。要求 ，其中 为N沟道MOS管的开启电压， 为P沟道MOS管的开启电压。[6]
对于P沟道MOS管，栅极施加低电平导通，栅极施加高电平截止；对于N沟道MOS管，栅极施加高电平导通，栅极施加低电平截止。对于CMOS反相器，输入低电平时，负载管导通，输入管截止，输出高电平；输入高电平时，输入管导通，负载管截止，输出低电平。
把反向偏置的MOS管看成电容器，正向偏置的MOS管看成短路。由于任一工作状态下，CMOS反相器均有一个MOS管导通和一个MOS管截止，在变换状态时，截止的MOS管放电，导通的MOS管充电。由于电容中储存的能量为 ，每个工作周期CMOS反相器变换两次工作状态，这些能量最终以焦耳热的形式释放，因此总共有 的电能被消耗。[5]
由一个周期内的能量消耗不难推出CPU的功率 ，考虑到CPU中包含成千上万个这样的门电路，因此有 。[5]
如果把硅芯片看成在水平面上完全均匀的物体（近似处理，实际上并不可能。从单晶硅到硅芯片要进行蚀刻掺杂氧化金属化布线等处理，早已不再是硅单质），在发热功率恒定和相同的散热条件下，芯片面积越小，温度越高。
推导
想象这样一个场景：硅芯片上方紧贴着一块足够大的铜板，铜板上方有足够多的水，铜板下方除硅芯片外为理想真空。将硅和铜视为理想晶体，在水平方向上规则均匀排布。忽略硅芯片的厚度，铜板的厚度处处相等，水的温度恒定。忽略界面的空隙。忽略热对流和热辐射。忽略边界效应。
由已知条件容易得出铜板上表面的温度 恒定。当硅芯片的发热功率 恒定时，体系最终会趋于稳态。此时所有热量均通过硅-铜界面竖直向上传导，符合一维定态热传导。
设铜板在竖直方向上的导热系数为 ，铜板厚度为，硅芯片面积为 。根据傅里叶定律，可以计算出铜板下表面的温度 。
对 进行积分，
，
解得 。
，
解得 。
由于 ，
因此 。
这个结果是在理想化的条件下得出的。实际上硅芯片并非均匀的。芯片与散热装置之间存在空隙。桌面CPU采用钎焊/硅脂导热封装，散热器底座、热管和鳍片采用焊接方式连接，对热管进行压扁和折弯，对鳍片表面进行镀镍处理。这些因素都会在一定程度上降低散热效果。此外必须指出的是，这里忽略了水平方向上的热传导，在实际应用中由于硅芯片的面积有限，在硅芯片边缘与铜板之间的热传导是不均匀的。
参考
- ^热传导_百度百科 https://baike.baidu.com/item/%E7%83%AD%E4%BC%A0%E5%AF%BC
- ^关于机壳后方出风口样式 - SilverStone Technology Co., Ltd..html https://www.silverstonetek.com/techtalk_cont.php?tid=wh_chessis
- ^abCPU power dissipation - Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/CPU_power_dissipation
- ^abWhy P scales as C_V^2_f is so obvious https://software.intel.com/content/www/us/en/develop/blogs/why-p-scales-as-cv2f-is-so-obvious.html
- ^abcdWhy P scales as C_V^2_f is so obvious (pt 2) https://software.intel.com/content/www/us/en/develop/blogs/why-p-scales-as-cv2f-is-so-obvious-pt-2-2.html
- ^CMOS反相器工作原理_主要特性_特点-维库电子通 http://wiki.dzsc.com/7202.html
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