莽荒纪夏天又要来了，不仅我们需要空调降温，电脑组件更需要控制在合适的温度才能正常工作。那么，对于常见的PC组件来说，多高的温度才是极限？

　　在我们开始研究电脑中不同部件发热的原因之前，这里是一个简单的消费级产品可能遇到的典型最高温度的总结。

　　为什么加上消费级市场的限制呢？对于专门的工业情况，温度限制可以高得多，例如汽车车机的内存的额定工作温度可以高达130℃。

　　所有的计算机芯片。CPU、GPU、DRAM、NAND闪存等是由多种不同的材料制成的，例如半导体（如硅）、金属（如铜）、陶瓷和塑料。电 荷在半导体和金属层中的流动和储存，使芯片发挥了应有的功能。

　　但是，这些材料会抵制这种流动或泄漏储存的电荷，而电荷携带的能量会以热量的形式散失。由于今天的芯片包含数十亿个元件(比如晶体管)，它们之间通过令人眼花缭乱的线路连接，因此因热效应而损失的能量是相当多的。

　　例如上图的芯片原理图，铝（Aluminum）是用于半导体制造的金属互连的主要物质之一，它有两个优点：对二氧化硅（Silicon Dioxide）有很好的粘附性和高加工性。

　　由于铝和硅往往会相互反应，所以在由硅制成的半导体上的铝电路可能会被损坏。为了防止这种情况，需要沉积一种屏障金属（Barrier metal）。

　　各种材料都会吸收这种热量，并使温度上升，其程度完全取决于材料本身。纯硅需要的热能比等量的纯铜要少，其温度才会升高。

　　让芯片的温度上升会产生一些问题。例如，金属会随着温度的升高而增加电阻，而半导体的电阻一般会降低。总之，设备的电气行为会改变，温度过高或过低，芯片都会遇到严重问题。

　　将CPU和GPU的温度保持在一定限度内的一个重要原因是漏电。处理器包含数十亿的FinFET晶体管（其他芯片倾向于使用MOSFET），由于它们在现在的高规格制程下达到了惊人小的微观尺寸（3nm），电荷最终会进入它不应该进入的地方。当开关处于 关闭 状态时，不应该有电流流过，但漏电会导致极少量的电流流过。将这个数字乘以几千万甚至上亿，最终的结果是，处理器使用的功率比它应该使用的要多得多，温度越高，这个问题就越严重，呈指数增长。

　　这就是为什么有一个明确定义的最大温度限制。让芯片远离一个会导致严重漏电、加剧其他持续问题（如电迁移）或导致物理问题（接触面膨胀、封装损坏）的温度。

　　英特尔对他们的CPU应用了两个温度限制，每个型号都有，这个传统延续至少有10年了。第一个被称为Tjunction或Tj max。这是一个处理器在热控系统启动，以使热量回到控制下（也称为 热节流）之前所允许的最大热结温度。这是通过降低时钟频率来实现的，在某些情况下，也可以降低电压。

　　这个温度实际上是体现的芯片本身的最中间温度，或者说是封装内最热点的温度，新的处理器都有多个传感器分布在芯片上以记录这个温度。

　　第二个，Tcase，更像是一个目标，而不是一个硬性限制，因为它是CPU封装（金属表面）在与合适的散热器一起使用时应该达到的最高温度。在这个温度下运行时，CPU不会有任何变化。

　　测量这个温度可能很棘手，所以主板制造商在CPU插座中加入了一个或两个传感器，以尝试和估计机箱内的温度进行加权计算。

　　如果我们看一下CPU实例，可以看到一个清晰的模式，尽管内核数量、时钟频率和功耗量增加，英特尔从7代酷睿起，仍然一直规定Tcase为72℃，最大Tjunction为100℃。

　　AMD对其处理器使用了类似的系统，尽管最高温度通常略高一些，为105°C。

　　而对于今天的GPU来说，往往只有一个最高温度。Tjunction。这是因为芯片与冷却系统直接接触，而CPU和更早的GPU是由散热器或其他材料整体封装的（因此，需要一个Tcase值）。

　　显卡有许多传感器分布在芯片周围，报告的温度通常只是记录值的平均值，而报告最高值的单个传感器，有时比芯片的其他部分高出15摄氏度或更多，在GPU-Z之类的软件中，会显示为一个 热点（hotspot）数字。

　　由于GPU的能效水平往往比大多数CPU高得多，因此温度限制也随之降低。例如，Nvidia的GeForce RTX 4090，其450W TDP，最高温度为88℃。其他型号的产品比这要低一点，但它们大多都在80至90度的窗口内。

　　上述所有组件的温度墙都在110度以下，但你的电脑中还有一些设备可以在一些非常高的温度下工作。遍布主板和显卡的电压调节器模块（VRM）在固定电压下提供大量电流，并且负载极大，温度极高。

　　有些模块的最高工作温度为175℃，不过150℃更为常见。不过，与我们提到的其他部件一样，它们在日常工作往往不会运行得这么热，但如果你是在玩超频，那么它们就会处于满载工作温度下。

　　而好主板的VRM往往都采用的昂贵大厂组件，能够承受更高的工作温度、更大的工作电流之下，持续为主板上的处理器和其他部件提供纯净、稳定、连续的电压电流输出。

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