2020年度巨献:360一体式水冷散热器横评 2020年度巨献:360一体式水冷散热器横评2020年度巨献:360一体式水冷散热器横评

2020年度巨献:360一体式水冷散热器横评

曾几何时电脑上风冷散热器还是绝对的主流,但随着DIY市场逐渐向高端化发展,使用水冷散热器的人也越来越多,而且现在水冷也越来越方便,只要你想甚至还能定制一台分体式水冷主机回来。当然了大多数玩家还是会选择使用方便简单的一体式水冷,根据冷排的尺寸(长度),通常可以分为120、240、360一体式水冷,也有280这样比较少见的冷排尺寸。

我们之前做过两次一体式水冷散热器横评,第一次是17年的120一体式水冷横评,第二次是18年的240一体式水冷,其实到了第二次横评的时候我们编辑部还不怎么推荐用360的一体式水冷,首先是那时候兼容360冷排的机箱比较少,其次就是那个时候除了Corei9-9900K之外估计都没几个CPU真的需要用上这么大规模的水冷散热器。

但现在已经不一样了,能装下360冷排的机箱已经很普遍,而且CPU的发热量和两年前有过之而无不及,Intel这边我不说大家应该都清楚什么情况,AMD的Zen2和Zen3处理器不超频的时候其实温度很好,但超频后的温度用240冷排是有点难压住的,特别是双CCD的Ryzen9处理器,而且由于XFR的机制是温度越低自动提频的幅度越大,散热性能更好的360一体式水冷可以带来更高的CPU性能。

其实论机箱兼容性,120冷排是最好的,但是120薄排的一体式水冷的散热能力其实和百元级的塔式风冷没太大区别,而120厚排的一体式水冷现在已经很少了,价格还贵,并不推荐。240冷排现在许多机箱都能安装,甚至某些ITX机箱都能装,它的性能基本优于现在的所有风冷散热器,综合来说是最佳选择。但追求性能的话还是得上360一体式水冷,现在的ATX机箱基本上都有考虑360冷排的安装,最佳安装位置当然是机箱顶部,不过这对紧凑型的箱子来说是不太可能的,冷排前置是一个折中的选择。

一体式水冷刚出来的时候是比较贵的,但随着这么多年的发展价格也逐渐降下去,并百花齐放,既有400元以下的360一体式水冷,也有2000元左右的产品,价格差距非常大,除了品牌口碑、特色功能、外观设计上的不同造成的价格差距外,它们间的性能差距又会有多大呢?

所以,今天这个360一体式水冷横评就是想得到一个答案,

只关注它们的散热性能,不会对其他附加价值做过多评价

一体式水冷散热器的优势

分体式水冷可以说是目前比较好的PC散热解决方案,能照顾到各个部位的散热问题,但这真的很花钱,更需要时间和精力,一套完整的水冷系统应该包括:水冷头、接头、水泵、冷排、水箱、水管这些基本部件,你需要规划走管、选件、组装,装好之后还得做防漏测试,超级花时间。

而一体式水冷就不存这些烦恼,水泵整合在冷头上,水箱直接去掉了,依靠水管、水冷头、水冷排存有的水冷液带走热量,高度整合下的一体式水冷散热器安装步骤变得极为简单,三部曲即可安装完成:冷排安装风扇——安装底部扣具——安装水冷头。

由于水冷头尺寸多数设计得不大,也不存在大型风冷散热器对内存高度有兼容性问题,可以很方便

拆卸、加装内存。此外正规的一体式水冷在出厂前都会做防漏测试,不会轻易发生漏水情况,当然这不是绝对的,运输过程的振动以及长期使用后管道老化也有可能出意外,挑选老牌散热厂商的产品,毕竟他们更加有设计经验,也会有更好的质量保障。

一体式水冷散热器与风冷散热器相比,其实水冷液的导热性并没有金属和热管好,但水冷液有更高的热容,能吸收更高的热量,温度上升会更慢,而且240以上的冷排的产品在散热面积上是碾压顶级风冷的,单凭这点就能在性能上压倒风冷散热器。

参测产品一览

本次一共有十款产品参与了本次横评,本次横评没有限制价格区间,也没有对外观做任何需求,你有没有灯都没所谓,这次只看性能,只要是360一体式水冷就会成为测试候选对象,所以大家可以在这次横评里面看到399的产品,也能看到1999的产品,价差相当之大,但目前一体式水冷散热器市场就是这样的,规格类似的产品不同品牌之间的价差非常之大。

这十款产品包括:

先马冰川360RGB

ROGSTRIXLC360RGB

雷神911LS360X-ARGB

超频三凌镜GI-CX360ARGB

联力极圈AIO360

NZXTKrakenZ73

芝奇ENKI360

EKAIOElite360D-RGB

ID-COOLINGFROSTFLOWX360

分形工艺Celsius+S36Prisma

它们的规格如下表所示:

在这么多一体式水冷散热器中芝奇那个算是比较特别的了,它的冷排有16条水道,其他的都是12水道的,所以芝奇的冷排鳍片更为密集,但配套的是风量扇,风量是这么多水冷里面最大的,但相对的风压最低,风压最高的是ROG那套水冷配的风扇,达到了5mmH2O,比其他风扇都高不少,由于风扇转速较高所以风量也不低,但噪音水平最高也是它。

水泵方面,大部分都转速都在2000到3000RPM之间,其中ROG、联力、NZXT、EK还有分形工艺这几个的水泵是可以PWM调速的,芝奇那个是转速最高的,达到了5000RPM,但它的水冷头尺寸比其他的小一圈,所以里面的叶轮估计也是直径比较小的,但它水泵的力量确实很大,用手摸水管就能感受到它的力度。

参测散热器展示

先马冰川360RGB

ROGSTRIXLC360RGB

雷神911LS360X-ARGB

超频三凌镜GI-CX360ARGB

联力极圈360

NZXTKrakenZ73

芝奇ENKI360

EKAIOElite360D-RGB

ID-COOLINGFROSTFLOWX360

分形工艺Celsius+S36Prisma

其实从这些一体式水冷散热器的外观和扣具就能看得出有不少是找ASETEK做或者用他们的方案的,特别是ROG、NZXT、分形工艺这三个就是典型的ASETEK方案,雷神那个虽然外观上上和ID-Cooling差很多,但实际上看螺丝还有扣具这些就能看出它是ID-Cooling代工的。

先马冰川360RGB

ROGSTRIXLC360RGB

雷神911LS360X-ARGB

超频三凌镜GI-CX360ARGB

联力极圈AIO360

NZXTKrakenZ73

芝奇ENKI360

EKAIOElite360D-RGB

ID-COOLINGFROSTFLOWX360

分形工艺Celsius+S36Prisma

看底座就更能看得出谁是ASETEK方案了,很典型的

底座与圆环卡扣,ROG、NZXT、分形工艺这三个上面其实就是ASETEK的标准卡扣,芝奇的水冷头设计明显比其他的小一圈,水冷头尺寸是参测产品中最小的,水泵也差不多是别的产品两倍转速,不太好判断是不是ASETEK的方案。这些一体式水冷里面,大部分的底座都是平的,只有EK和芝奇这两个是轻微凸起的,这种设计贴合其实会更好一些。

先马冰川360RGB

ROGSTRIXLC360RGB

雷神911LS360X-ARGB

超频三凌镜GI-CX360ARGB

联力极圈AIO360

NZXTKrakenZ73

芝奇ENKI360

EKAIOElite360D-RGB

ID-COOLINGFROSTFLOWX360

分形工艺Celsius+S36Prisma

上面是各家的散热器扣具,其中先马、联力、EK这三个是没有配AMDTR4平台扣具的,而ROG、NZXT、分形工艺这三个其实也没配,但他们可以直接使用TR4处理器所送的原装扣具,另外这三家用的都是ASETEK原厂扣具,配的Intel平台背板的是塑料的,这种背板并不受力,我们在测试过程中发现这种塑料扣具平常没啥问题,但一旦主板弯曲变形的话它也会跟着主板一齐变形,进而就会使四根支柱的位置也跟着轻微移动,影响水冷头和CPU顶盖的接触效果,对散热性能会有一定影响。比较坚固的金属底板就不会有这个问题,它甚至有支撑主板的作用,但ID-Cooling那个底板虽然是金属的但它太薄了,不怎么受力,感觉很容易变形。另外超频三提供的螺母金属偏软,拧了几下就磨损了,那个十字现在都快被磨圆了,使用时千万注意。

这10个一体式水冷散热器的通性上面基本都说了,接下来说一下那些有不同的地方,单纯外形和灯光上的区别就不说了,这次横评重点不在这些地方。

这么多个水冷里面就EKAIOElite360D-RGB配了六把风扇,其他的都是配三把,说真的装了六把风扇后者360冷排非常的厚,不知道有多少个机箱能装得下,不过装不下也无所谓,你就当多了三把12cm机箱风扇就好了。

由于配了6把风扇,所以不可能指望主板能帮你完全控制好他们,即使配风扇拆分线也不可能提供足够的电力,所以EK配了一个风扇扩展器,用的是透明外壳,里面还有EK的Logo,相当漂亮,最多可控制7把风扇,它需要一个SATA接口供电,有一根4pin线用来连接主板的CPU风扇接口,控制是由主板来负责的,此外风扇的ARGB灯光也是由这个盒子负责的,同样有专用的线连接主板3pinARGB口。配件里有4颗螺丝用来固定这盒子,不过这盒子是自带磁吸的,能吸附在机箱上,不上螺丝其实也可以。

分形工艺Celsius+S36Prisma的水冷头上盖其实是个旋钮,通电后你会看到有PWM和AUTO两档,PWM就是由主板来控制,而AUTO则是由水冷散热器根据水温来自行控制水泵和风扇的转速,这款散热器接线非常方便,你只需要把水冷头上面那根4pin线与3pinARGB线接到主板上就行,冷排上有风扇专用的分线器,冷排风扇的线插那里就行,简化走线可以让机箱内的线路不显得那么乱。

冷排上的风扇扩展面板,控制线路包裹在水冷管的编制网下,三把冷排风扇的PWM线都插这里,而ARGB口这里只需要插一个,因为它配套的风扇上的ARGB线有一个公口和一母口,使用时把能把三把风扇直接串起来控制。

NZXTKrakenZ73上则有一块2.36英寸液晶屏幕,可以显示常规的温度等信息,还可以定制屏幕的显示内容,例如图片甚至GIF,效果很好,又能彰显自己的个性化。

但这屏幕用起来要插不少线,那条排线引出来三个连接冷排风扇,一个SATA电源接口用于水冷头供电,一个是插入主板的水泵转速反馈线,还有一个4Pin口是用于连接NZXT自家控制设备的时候使用的,这个设备需要额外购买。还有一条USB线连接水冷头和主板,用于官方CAM软件对显示屏进行检测和控制。

NZXTCAM这个软件可以对水泵和风扇的模式进行调整,调节其性能,相关数值也会实时显示。还可以对水泵的液晶显示屏的显示内容进行调整,默认是显示CPU温度。散热器的灯光控制也是在这个软件里面。

测试平台与说明

这次测试使用了两档功耗设置,使用Corei9-10900K做热源,会分别把CPU的功耗设置控制在180W和250W两档,前者频率是4.8GHz,后者是5.2GHz,设置两档功耗的原因是想看看这些散热器在不同负载下的表现状况,180W可以代表目前Intel高端处理器在较高负载下的状况,而250W这档是比较接近360一体式水冷的散热极限的,如果再高30W而且环境温度再高一点的话估计有散热器顶不住了。

另外这个功耗不是固定的,因为半导体的特性,CPUPackage功耗会随着CPU的温度变化而上下浮动,而且环境温度会有比较大的影响,即使我们在办公室内开着空调,不同时间其实也会有最大3到4℃的差别,这对测试结果影响还蛮大的。所以最终给出的是经过计算后的相对温度。

测试时发现的问题

测试的时候我们发现一个问题,在我们拆水冷的时候发现大多数水冷头的硅脂分布都是中间多两边少,这说明两侧的压力比中间更大,贴合得更好。究其原因,是因为CPU顶盖本身就不是平的,不知道大家当年

散热器的底部微凸设计,实际上后来不少风冷散热器都有采用类似的设计,因为CPU的顶盖本来就是中间凹下去的,散热器底座微凸可以更好的贴好提高导热效率。

然而一体式水冷绝大多数的底部都是平的,所以会出现上图那样硅脂中间多两面少的情况,当然也有例外,比如EK和芝奇那个水冷头就是微凸的,它的贴合就更好。

此外还有个问题,就是冷排风扇我曾经偷懒之上两个对角的螺丝,然后发现好像不太对,会出现上图这样的情况,某些软框风扇贴合得很好,但用硬框风扇还是很多的,贴合得不好必然漏风,用手感受了一下冷排上下漏出来的风还挺大的,实际上测出来会确实有一定影响,所以别图省事只上两个螺丝。

CPU的温度与功耗有关联

其实我们很早就发现了一个现象,就是使用同一块主板同一颗处理器,即使你把CPU的频率与电压都锁到一个固定的值,但是它的功耗并不是固定的,观测得到的现象就是功耗会随温度而变化,负载时温度的上升会导致CPUPackage功耗一同上涨,即使用同一散热器时如果两次测试之间环境温度变化过大,最终得出的CPU温度与功耗都会有很大差异,其实不光CPU会这样,其实GPU也会这样,理论上所有芯片都这样。

具体原因大概和CPU内部的漏电有关,CPU的功耗是由两部分所组成的,一个是CPU在运算时产生的动态功耗和而另一个则是CPU在加电时产生的静态功耗。

Pcpu=Pdyn+Psc+Pleak

CPU的动态功耗与CPU的运行状态有关。我们知道,主频是CPU最主要的规格之一,它指的是晶体管在一秒内的开关次数,晶体管开关次数越高,频率也就会更高,但总的充放电次数也同时增加了,于是晶体管的耗电量也就随之增加。

通过实际测算,人们发现CPU的动态功耗与频率成正比,与电压的平方大致成正比,也就可以导出如下的公式:

Pdyn=CV2f

也就是说,CPU的电压越高,频率越高,其动态功耗就会越大。

而静态功耗包括短路功耗与漏电功耗两部分。短路功耗是因为晶体管出现导通情况引起的,在逻辑门状态发生改变的时候,组成它的部分晶体管可能会出现同时导通的情况,也就是短路的情况,此时会产生短路功耗,其大小与逻辑门的大小相关。

大部分静态功耗是由晶体管漏电引起的漏电功耗,CPU里面的晶体管大部分是金属-氧化物半导体场效应管MOSFET,请看上面的结构图,在栅级的下方有一层很薄的氧化层,它起到绝缘的作用。随着制程工艺越来越细,这个绝缘层的厚度越来越薄,由于量子效应,部分电荷载流子将穿过这薄薄的绝缘层,出现漏电现象。而电子的活性是和温度成正比的,温度越高,电子的移动速度就越快,就越容易穿过这绝缘层,漏电流会随着温度的升高而增大。这种漏电现象将增加晶体管的耗电量,虽然单个晶体管的漏电量不大,但现在CPU的晶体管数量都是数十亿级的,加起来所造成的漏电功耗好似很明显的。

散热性能测试

由于无法确保测试时环境温度的一致性,再加上CPU功耗随温度变动,所以我们是通过计算热阻来对比各个一体式水冷的散热效率的,热阻的计算公式是:

ΨCA=(Tc–Ta)/P

Tc是处理器的温度,Ta是环境温度,P是CPU的功率,测试时会一个散热器进行多次测试,记录下温度稳定后的CPU温度、环境温度以及CPUPackage功耗,取最佳的测试结果,当然了如果直接给大家看热阻的话是很不直观的,所以我们又把这些结果换算相对温度,计算方法是:相对温度=热阻*设置功耗+设置环境温度。上面说过设置功耗有180W和250W两档,而设置环境温度则是25℃。

先看180W设置下的情况,实际上测出来的各个散热器之间的差距其实很小,毕竟散热规模大家都差不多的,基本上就是拼水泵的效能与风扇,最高和最低的其实也就差了3.3℃,有6把风扇的EK排第一毫无悬念,其实只装三把效果也差不多,测试结果大致可以分成两档,在70℃内的EKAIOElite360D-RGB、ROGSTRIXLC360RGB、芝奇ENKI360、联力极圈360,高于70℃的有分形工艺Celsius+S36Prisma、雷神911LS360X-ARGB、NZXTKrakenZ73、先马冰川360RGB、超频三GI-CX360ARGB、ID-COOLINGFROSTFLOWX360。

把功耗提升到250W,其实差距并没有拉大太多,最高和最低也就差3.9℃,高压力下部分型号的顺位发生了改变,不过整体趋势都差不多,最好的还是6风扇的EKAIOElite360D-RGB,如果减少3把风扇的话温度会上升1℃,能压到80℃以下的包括EKAIOElite360D-RGB、ROGSTRIXLC360RGB、芝奇ENKI360、分形工艺Celsius+S36Prisma,在80℃之上的包括联力极圈360、雷神911LS360X-ARGB、NZXTKrakenZ73、先马冰川360RGB、超频三GI-CX360ARGB、ID-COOLINGFROSTFLOWX360。

结合两档测试的结果,性能较好的EKAIOElite360D-RGB、ROGSTRIXLC360RGB、芝奇ENKI360、分形工艺Celsius+S36Prisma、联力极圈360,性能稍微低一点的雷神911LS360X-ARGB、NZXTKrakenZ73、先马冰川360RGB、超频三GI-CX360ARGB、ID-COOLINGFROSTFLOWX360,不过说真是两档之间的差距真的很少。

为了达到最佳的性能,水泵与风扇都被锁死在全速工作,具体转速请看上表,超频三那款产品水泵回报速度有问题,实际转速只有回报的三分之一左右,这些一体式水冷风扇全速时噪声都很明显,但ROG和EK的噪音更加明显,因为它们的风扇转速都超过2000RPM,而且EK那款还是6把风扇。

总结与颁奖:喜欢就买

需要再强调一下,我们这次测试主要是着重散热性能,对附加价值的功能和设计并不作过多评价。那么从性能测试的结果就能看得出参测的这10款360一体式水冷在散热性能上并没有什么本质上的差别,最好的与最差的之间也就差那个3-4℃,所以可以说

你喜欢哪个就买哪个,不用

纠结性能上的差异

,外观这东西是见仁见智的,我们也不太好说那个更加好看。

当然EKAIOElite360D-RGB的散热性能还是相对突出的,另外还有个是性价比的问题,399元的ID-COOLINGFROSTFLOWX360真的是不能再香了。所以从这两个维度上来说,我们

授予EKAIOElite360D-RGB和ID-COOLINGFROSTFLOWX360这两款360一体式水冷散热器超能网推荐奖

EKAIOElite360D-RGB

凭借6把风扇的威力以轻微的差距压倒了其他参测的几款一体式水冷排名第一,而且以EK在分体式水冷打拼这么多年,这个一体式水冷方案多数是自己研制的,这款产品非常的精致,外观也信仰满满,水冷头大部分都是金属的,接口也加了金属套头,扣具也是这么多套水冷里面做得最好的,装起来非常便利,配套的风扇控制器也是一个便于让你走线的东西。6把风扇如果装不了的话,多出来的3把其实也可以充当机箱的散热风扇使用,1799元的售价其实不是这次横评中价格最高的,这售价里面肯定有一定的EK品牌信仰值,但你把多出来这三把风扇也算进去的这价格其实也可以接受。

ID-COOLINGFROSTFLOWX360

虽然在这么多一体水水冷里面属于垫底的水平,但其实也就比最好的高了3到4℃,差距不大,最重要的是它的只要399元,这个价钱就能买到一个360一体水水冷你根本就可以完全忽略它其他的东西,而且它本身并不差,扣具设计也算比较好用那种,这款产品是不带灯的,适合那些不喜欢光污染的朋友,如果喜欢RGB的话ID-COOLING也有带灯的版本可供选择。

接下来是其他产品的点评。

ROGSTRIXLC360RGB:

其实它的性能并不比EK那个弱,全因少了3把风扇造成轻微的差距,当然它的性能很大程度是靠暴力的水泵与风扇换来的,全速时噪音很大,这款散热器外观还是不错的,有黑色与白色两款颜色,水冷头和风扇都带ARGB灯,但控制是分开的,水冷头要用USB线配合软件来控制,比较麻烦,风扇则是普通的3pinARGB口。

芝奇ENKI360:

芝奇这款水冷其实性能也是相当不错的,其他的冷排都是12水道,就它这款是16水道,散热面积更大,热交换效率更高,参测水冷中它的水泵转速是最高的,冷头铜底也是微凸的,可与CPU表面更好的接触,扣具也做得很精美,就是装起来比其他的要复杂。

分形工艺Celsius+S36Prisma:

它的性能其实也是一档的,但它给我最大的感受就是走线非常便利,风扇的线能全部插到冷排扩展面板上,ARGB线也可以一个个全部串起来,扩展面板上的线路隐藏在水冷管编制网下,最终会通向水冷头,只需要用水冷头的PWM线和ARGB线和主板连接即可,而且水冷头本身是个旋钮,可以选择由水冷自己控制或者交由主板的PWM信号来控制。

联力极圈360:

联力这款水冷性能也是很强的,外观上也下了不少功夫,冷排和水冷头都用了铝合金包框,参测的一体式水冷里面也就它这么干了。

NZXTKrakenZ73:

它的性能是本次参测产品的中位水平,它最大的卖点是水冷头上面有一块2.36英寸液晶屏幕,上面可以显示各种信息,个性化很强,而且也配有专门的控制软件,但它的接线非常复杂,说真的用起来很麻烦。

雷神911LS360X-ARGB:

它其实就是ID-Cooling那个带灯版本的同款,很明显就是ID-Cooling代工的,性能相对要好一些,扣具设计得还挺不错的,价格也相当便宜。

超频三凌镜GI-CX360ARGB:

超频三这款产品灯光还是挺漂亮的,特别那个水冷头,但它扣具的螺母材质偏软,很容易拧到十字没掉,安装时要小心点。

先马冰川360RGB:

其实它与联力那款是同一个代工厂出来的,看扣具就知道了,当然先马这个性能弱一点,但价格也便宜很多,性价比还是挺高的。

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