喇叭狀鰭片設(shè)計(jì)可提高針鰭散熱片散熱效率

　　表 1 給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。我們看到，喇叭狀引腳和傳統(tǒng)鰭片引腳的降溫性能都非常出色。不過，轉(zhuǎn)用喇叭狀設(shè)計(jì)之后，低氣流速度環(huán)境下的性能得到了大幅提升。400LFM情況下，喇叭狀散熱片的性能僅略高于傳統(tǒng)引腳，200LFM情況下高出14%，而100LFM情況下熱阻則大幅下降了24%。上述結(jié)果充分顯示了喇叭狀引腳設(shè)計(jì)在低氣流速度下所具有的突出優(yōu)勢。

　　實(shí)驗(yàn)二：對多個(gè) FPGA 的降溫

　　包含大量器件的板相對于單FPGA板而言所面臨的降溫挑戰(zhàn)更加復(fù)雜。這是因?yàn)?，在多器件情況下，板上的多個(gè)器件要共享周圍氣流。在給多個(gè)高熱量FPGA降溫時(shí)，設(shè)計(jì)工程師不僅要考慮散熱片的熱阻問題，還要考慮每個(gè)散熱片的壓降。壓降越低，對遠(yuǎn)離氣流源的器件進(jìn)行降溫所需的空氣就越多。

　　由于空氣進(jìn)出引腳陣列的空間更大，喇叭狀散熱片的壓降較低于垂直結(jié)構(gòu)的散熱片。為了說明喇叭狀引腳在多FPGA環(huán)境中的低壓降和增強(qiáng)降溫效果的雙重優(yōu)勢，我們可進(jìn)行一項(xiàng)簡單的實(shí)驗(yàn)，讓相同的FPGA使用三個(gè)散熱片，排成一列放在風(fēng)扇后面。風(fēng)扇提供一定的氣流，我們隨后測量溫度，確定散熱片的熱阻。每個(gè)FPGA的功耗都是30W。我們將實(shí)驗(yàn)運(yùn)行兩次，一次采用3個(gè)傳統(tǒng)鰭片引腳散熱片，一次采用3個(gè)喇叭狀引腳散熱片。我們使用的散熱片面積為2.05×2.05英寸，高度為1.1英寸，在自由氣流環(huán)境下提供的風(fēng)扇風(fēng)速為400LFM。

　　該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，就使用多個(gè)散熱片的板而言，采用喇叭狀引腳會(huì)帶來巨大優(yōu)勢。實(shí)驗(yàn)證明，在使用喇叭狀散熱片的情況下，第二和第三個(gè)器件的熱阻下降了 26%~29%。這一性能優(yōu)勢要?dú)w功于散熱片的低熱阻以及低壓降。