由針腳的進(jìn)化來看風(fēng)扇的發(fā)展

　　“兩只腳走路”的入門級(jí)風(fēng)扇—一進(jìn)一出最基本的回路

　　機(jī)箱里面最簡(jiǎn)單的風(fēng)扇當(dāng)然還是兩根引線的那種，這種風(fēng)扇多見于一些顯卡、南北橋風(fēng)扇，有時(shí)候一些簡(jiǎn)單的機(jī)箱風(fēng)扇也使用這種最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。

風(fēng)扇的電動(dòng)機(jī)有正負(fù)極之分，因此在更換風(fēng)扇時(shí)，一定要注意兩條引線的顏色(黑色/0V，黃色/12V或紅色/5V)

　　兩針設(shè)計(jì)的好處是成本比較節(jié)省，所以多用在一些要求不高的場(chǎng)合；缺點(diǎn)是只能實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的功能—讓風(fēng)扇轉(zhuǎn)起來。這類風(fēng)扇在使用時(shí)需要注意，盡管只有兩個(gè)針腳，但是“正負(fù)極”是不能搞反的，否則風(fēng)扇“倒吹風(fēng)”會(huì)破壞原來的風(fēng)道設(shè)計(jì)，散熱效果將大打折扣(圖1)。

　　“三足鼎立”的形成—轉(zhuǎn)速監(jiān)控功能的完善

　　雖然從理論上講，兩根引線已經(jīng)可以讓風(fēng)扇“轉(zhuǎn)”起來了，但是仍然面臨一些很棘手的問題，比方說在某些比較重要的場(chǎng)合—如CPU散熱器的風(fēng)扇，一旦停轉(zhuǎn)或者工作出現(xiàn)異常后果將十分嚴(yán)重，輕則當(dāng)機(jī)/重啟，重則導(dǎo)致核心在瞬間“灰飛煙滅”。因此能否及時(shí)了解風(fēng)扇的工作情況就顯得十分重要了，于是就有了后來的3針風(fēng)扇。

　　與兩針風(fēng)扇相比，3針風(fēng)扇新增加的那只“腳”就是專門用于檢測(cè)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的(圖2)。加上與之配套的主板接口，主板BIOS就能隨時(shí)了解風(fēng)扇的工作情況，這樣一旦風(fēng)扇“罷工”(檢測(cè)不到轉(zhuǎn)速信號(hào))，BIOS會(huì)當(dāng)機(jī)立斷地采取相應(yīng)措施(報(bào)警、降電壓甚至切斷對(duì)CPU的供電)。

圖2 使用3針接口的K8散熱器

　　看到這里，很多朋友可能覺得3針風(fēng)扇的功能已經(jīng)足夠強(qiáng)大了，還有必要繼續(xù)發(fā)展么？

　　進(jìn)階！四只腳“并駕齊驅(qū)”—智能風(fēng)扇的身份象征

　　盡管3針風(fēng)扇從技術(shù)上說已經(jīng)算得上“完美”，但是在使用中依然遇到了令人頭痛的問題—隨著CPU性能的提高，發(fā)熱量幾乎成倍地增長(zhǎng)，于是散熱片越做越大，風(fēng)扇也跟著越轉(zhuǎn)越快，3000rpm(轉(zhuǎn)/分)、4000rpm一直到5000rpm；曾經(jīng)有一段時(shí)間，“暴力扇”非常普及，隨之而來的就是轟鳴的噪音問題。

圖3 與LGA775封裝處理器配套使用4針智能溫控風(fēng)扇

　　但很多時(shí)候我們并不需要讓CPU全速工作，同樣的道理，風(fēng)扇也沒有必要一直鉚足了勁拼命轉(zhuǎn)，一來噪音讓人難以忍受，二來對(duì)壽命也沒有好處。如果風(fēng)扇可以跟CPU進(jìn)行溝通，那么就可以在需要時(shí)全速運(yùn)轉(zhuǎn)，在不需要時(shí)減速運(yùn)行。這就是SMART(智能)風(fēng)扇最初的設(shè)想。


　　在LGA775封裝的Pentium 4/Celeron D處理器上英特爾實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，他們?yōu)樘幚砥鲗ｉT定制了一個(gè)新的搭檔—4針溫控風(fēng)扇。

　　3 1=4，多一條線就能實(shí)現(xiàn)智能化？

　　改變風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速有兩種辦法可以實(shí)現(xiàn)，一種是直接改變輸入電流/電壓的大小，以往的3針風(fēng)扇或者外置風(fēng)扇調(diào)速器都是通過這種方式實(shí)現(xiàn)的；另一種則是改變輸入電信號(hào)的脈沖帶寬(實(shí)際上等價(jià)于改變輸入電機(jī)的“有效”電壓/電流)，也就是四針智能溫控風(fēng)扇的實(shí)現(xiàn)方式(圖4)。

圖4 4針智能溫控風(fēng)扇的原理圖。4針智能溫控風(fēng)扇的學(xué)名叫“4-Wire Pulse Width Modulation (PWM) Controlled Fans”，翻譯過來就是4針脈寬調(diào)節(jié)風(fēng)扇

　　從上面的原理圖上我們可以看到4針智能溫控風(fēng)扇比3針風(fēng)扇多了一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，它就是調(diào)節(jié)電流脈沖頻率的主要裝置了。那它是怎么工作的呢？首先CPU內(nèi)置的溫度感應(yīng)器會(huì)收集當(dāng)前處理器的功耗和溫度信息，然后通過相關(guān)芯片及PWM脈寬調(diào)節(jié)式電子開關(guān)電路對(duì)風(fēng)扇供電的脈沖頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)(圖5)，最后通過場(chǎng)效應(yīng)管就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制。

圖5 PWM電路對(duì)輸入信號(hào)的脈寬調(diào)制(示意圖)。這種調(diào)節(jié)方式利用電子開關(guān)將直流信號(hào)“斬?cái)唷背梢欢l率的方波信號(hào)，從而達(dá)到控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的

　　3針風(fēng)扇和4針風(fēng)扇可以通用嗎?

　　答案是肯定的，4針智能溫控風(fēng)扇的接口采用了向下兼容的設(shè)計(jì)，它前面三只針腳的定義與3針風(fēng)扇完全相同，而且防呆的設(shè)計(jì)用戶也不用擔(dān)心會(huì)插錯(cuò)位置(圖6)。

圖6 4針智能溫控風(fēng)扇的針腳定義

　　用戶可以在3針的插座上使用4針風(fēng)扇，也可以在4針插座上使用3針的風(fēng)扇；但是筆者建議不要在老式的3針插座上使用4針風(fēng)扇，因?yàn)闆]有了轉(zhuǎn)速控制回路風(fēng)扇將一直工作在最高轉(zhuǎn)速，噪音只能用“震耳欲聾”來形容。

圖7 主板上的3針插座(左)與4針插座(右)。一般而言，搭配LGA 775封裝處理器的主板都配有四針CPU風(fēng)扇的插座，而以前搭配Socket 478封裝處理器的主板以及搭配AMD處理器的主板都是3針的電源接口

　　注意事項(xiàng)

　　[ 此4Pin非彼4Pin，千萬別胡來！]

　　雖說現(xiàn)在很多接口都有防呆的設(shè)計(jì)，但是仍然有很多新手不分青紅皂白，想當(dāng)然地亂接一通。

圖8 主板上為加強(qiáng)供電而設(shè)計(jì)的軟驅(qū)小4Pin接口，千萬別把它當(dāng)成風(fēng)扇插座來用。(另外如果已經(jīng)使用24Pin的主供電接口，這個(gè)小4Pin接口可以不用。)

　　現(xiàn)在不少高端主板為了彌補(bǔ)20針主電源接口供電能力的不足，特別準(zhǔn)備了一組軟驅(qū)小4Pin接口(圖8)，你可千萬別把它當(dāng)成了風(fēng)扇接口，如果把風(fēng)扇插上去就會(huì)造成不能開機(jī)以及風(fēng)扇不轉(zhuǎn)等“故障”。當(dāng)然這還不至于引發(fā)太大的問題，如果把電源的小4Pin接口插到風(fēng)扇接口上，那開機(jī)時(shí)恐怕主板和CPU就保不住了。所以新手一定要看清楚到底是哪一種插座，然后再開始動(dòng)手。

　　MC小貼士

　　智能調(diào)速風(fēng)扇的選購(gòu)建議

　　4針智能溫控風(fēng)扇是英特爾專門對(duì)LGA 775封裝的Pentium 4/Celeron D處理器設(shè)計(jì)的，因此在選購(gòu)風(fēng)扇時(shí)，一定要選擇那種帶有英特爾技術(shù)認(rèn)證的風(fēng)扇。其中，英特爾在技術(shù)方面做了4點(diǎn)特殊的要求：

　　1．極性保護(hù)(Polarity Protection)
　　防止因插頭安裝錯(cuò)誤，導(dǎo)致風(fēng)扇電機(jī)燒毀的事故；

　　2．轉(zhuǎn)子制動(dòng)保護(hù)(Rotor Lock Protection)
　　防止頻繁調(diào)速導(dǎo)致風(fēng)扇軸松動(dòng)以及扇葉脫落，含油軸承的風(fēng)扇一般是沒有這種保護(hù)的，這點(diǎn)需要大家注意；

　　3．導(dǎo)線長(zhǎng)度和種類要求(Wire Length & Wire Type)
　　導(dǎo)線過長(zhǎng)容易纏入風(fēng)扇，過短可能在某些主板上無法安裝；

　　4．插頭質(zhì)量(Connector Housing)
　　好的插頭才能保證風(fēng)扇導(dǎo)線和主板插座連接緊密，而使用劣質(zhì)插頭很容易出現(xiàn)接觸不良、散熱器風(fēng)扇失靈等故障。