问题

银的导热率比铜高,CPU 的顶盖可以换成银的吗?

回答
关于CPU顶盖材质的讨论,银的导热率确实比铜更高,这一点是毋庸置疑的。但CPU顶盖能不能换成银的,这可不是个简单的是非题,背后牵扯到不少技术和成本的权衡。咱们来掰扯掰扯这件事。

首先,咱们得明白CPU顶盖是干嘛的。它主要作用是把CPU核心产生的巨大热量,有效地传递给CPU散热器。这个过程叫热传递,而传导是其中最关键的一环。导热率,顾名思义,就是衡量一种材料在相同条件下传递热量的能力,导热率越高,热量传递得越快越好。

银的光环:惊人的导热能力

说到导热率,银确实是金属里的佼佼者。在室温下,银的导热率大约在 429 W/(m·K) 左右,而铜大约在 401 W/(m·K)。虽然差距不是一个数量级,但在微观层面,这点差异也意味着银能更“高效”地把热量搬运走。这听起来很诱人,尤其是对于那些追求极致性能的DIY玩家来说。

为什么CPU顶盖现在多是铜?

既然银的导热率更高,为啥市面上主流的CPU顶盖却大多数是铜,或者 addirittura 是镍铜合金呢?这里面有几个关键原因:

1. 成本考量: 这是最直接的原因。银是一种相对稀有的贵金属,它的价格远高于铜。如果CPU顶盖大规模采用纯银,哪怕是很薄的一层,都会显著增加CPU的制造成本。对于广大消费者而言,这意味着CPU价格的上涨,可能会让很多预算有限的用户望而却步。
2. 加工难度与硬度: 纯银虽然导热好,但相对来说也更软一些,更容易在加工和使用过程中出现划痕或变形。这可能会影响顶盖与散热器之间的良好接触,从而影响整体散热效果。而铜或者镍铜合金在硬度和耐磨性上表现更均衡,更适合工业化生产和长期使用。
3. 氧化问题: 纯银虽然不如铜那样容易氧化变黑,但它仍然会与空气中的硫化物发生反应,导致表面产生硫化银,影响导热性能。虽然不像铜的氧化层那么明显,但理论上也是一个需要考虑的因素。而现在的铜顶盖通常会进行镍电镀处理,镍层不仅可以提高耐腐蚀性和美观度,还能提供一个相对稳定的接触表面。
4. 实际散热提升的边际效应: 虽然银的导热率更高,但CPU顶盖在整体散热链条中只是其中一环。从CPU核心到顶盖,再到硅脂(TIM,Thermal Interface Material),最后到散热器的底座,每一步都会有热阻。即使顶盖换成银,如果其他环节的热阻很大,比如硅脂涂抹不均匀,或者散热器本身的导热能力不够强,那么顶盖材质带来的那一点点额外散热增益可能就显得微乎其微,甚至难以察觉。
5. 其他材质的可能性: 除了纯银和纯铜,科学家们也在探索其他更先进的散热材料,比如石墨烯、金刚石等。这些材料在某些方面的导热性能可能比银更优秀,但同样面临着成本、加工难度和集成性等挑战。

那么,CPU顶盖“换成银的”能不能做到?

理论上,如果只考虑导热性,将CPU顶盖设计成纯银或者包含大量银的合金是 可行 的。而且,在一些非常高端的定制散热器或者特殊应用场景中,可能会看到使用银作为导热材料的组件,比如用于压制顶级显卡GPU的背板或者一些特制的水冷头。这些地方通常对成本的敏感度较低,但对散热效率的要求极高。

一些第三方散热厂商也曾推出过带有银涂层或者银合金接触面的CPU扣具或水冷头,试图利用银的导热优势。但将整个CPU顶盖(Integrated Heat Spreader,IHS)大规模地设计成纯银,目前来看还不是主流选择。

总结一下:

银的导热率确实比铜高,这在理论上意味着它能提供更好的散热性能。但是,CPU顶盖的材质选择是一个 多方面权衡 的结果。成本、加工性、耐用性以及与其他部件的兼容性都是重要的考量因素。目前,铜及其合金在成本效益和综合性能上仍然是CPU顶盖的理想选择。

当然,随着技术的进步和成本的下降,未来我们也许会在消费级CPU上看到更多创新的散热材料的应用,但这需要一个渐进的过程。对于DIY玩家来说,如果追求极致的散热效果,更有效的方式往往是优化硅脂涂抹、升级散热器本身,或者考虑那些采用特殊导热材料的第三方散热产品,而不是简单地想着把CPU顶盖换成纯银。这就像你有一辆不错的跑车,它已经够快了,你没必要为了那零点几秒的加速去把车轮换成黄金做的,毕竟成本和实用性得考虑进去。

网友意见

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银的导热率比铜高不了多少。

thermal conductivity

Silver (429 W/(m·K))

Gold (318 W/(m·K))

Copper (401 W/(m·K))


银的热扩散率率比铜也高不了多少。

铝是一种贱金属, 但是在拿破仑时代由于取之不易,当时铝的价格高于黄金。铝和银的颜色是差不多的。





总的来说, 降低热阻的效果不明显。

同样的价钱, 不如把散热器增大一点点。 或者表面积增大。当然, 其他人说的表面处理和散热膏的使用影响也很大。


CPU的顶盖可以换成银的吗?

没那个必要。


铝是一种贱金属, 但是在拿破仑时代由于取之不易,当时铝的价格高于黄金。铝和银的颜色是差不多的。

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牛皮

这是初中生问题吗?

题主会不会查查金属基本参数?

第一个银是很容易被氧化的,见过发黑的银吗?银接触空气就会氧化,在铸造纯银的时候必须隔绝空气。

第二,银的莫氏硬度只有2.5,铜是3.0;刚性率银是30 gpa 铜是48gpa,做成盖子银会更软,散热器更容易把顶盖压破。

第三,热膨胀率 银是(25 °C) 18.9 µm/(m·K)。铜是(25°C) 16.5 µm/(m·K),你想对cpu的die热胀冷缩吗?

第四,铜的热传导率是(300 K) 401 W/(m·K),银是(300 K) 429 W/(m·K)能高多少?有很大差别吗?

知乎越来越没有档次了的说,什么鬼问题都有

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