英特尔第12代酷睿桌面处理器已经发售一周的时间，相信大家通过各种评测文章都已经对于新一代的CPU已经有了比较深入的了解。从外观上说，这次第12代酷睿处理器最大的变化就是从之前的正方形变为了长方形，其金属顶盖也因此而改变了尺寸，与散热器的接触面从第11代酷睿处理器的31.6*27.65mm增大到38.25*28.25mm，相当于增加了24%的散热面积，而且金属顶盖的厚度也有所增加，提升到了3.3mm的水平。
那为什么第12代酷睿处理器会有这样的改变呢？有同学可能会下意识认为，这是因为以前的设计没有足有的空间放下新CPU的核心，然而根据资料显示，第11代酷睿处理器所用的顶盖并非覆盖不了第十二代酷睿处理器的核心，以目前最顶端的酷睿i9-12900K来说，其内部的封装尺寸是10.5*20.5mm，实际上比11代酷睿处理器核心封装的11.5*24mm还要更小一些，因此12代酷睿处理器之所以换用尺寸更大的金属顶盖，显然不是因为尺寸不适用。那具体是什么因此促使12代酷睿处理器作出如此变化呢？这就需要从CPU金属顶盖的作用说起了。
CPU核心曾采用外露设计
在我们的超能课堂文章《超能课堂(256)：CPU顶盖之变迁》中其实已经给大家简单讲过CPU顶盖的变化以及CPU顶盖的作用，实际上CPU顶盖一直存在，只是以前是CPU核心的外部封装直接作为顶盖使用，即便是核心外露的CPU，其表面也会有一层经过打磨的封装，才可以直接往上面装散热器进行直接散热。只是这个外露封装的面积实在太小了，而发热量却随着核心规模的提升的快速上涨，散热器特别是风冷散热器体积和重量也随之增大，扣具给CPU施加的压力也是越来越大，核心被散热器压碎的几率也就越来越高。
在这种情况下，我们现在看到的CPU金属顶盖就应运而生了。现在的CPU在外部结构上其实与2000年前后的产品并无太大差异，核心依然是直接放在基板上，不再进行整体封装处理，只是核心的上面追加了金属顶盖，其与核心之间有一个导热介质，可以吸收核心的热量，再传递到散热器上面。而散热器的安装压力也不再直接施加到核心上，而是通过金属顶盖均匀地释放到基板上，使得CPU基本不会出现被散热器压坏的尴尬。
然而追加CPU顶盖后，不可否认确实在散热效能上会比直接在内核上装散热器要弱一些，毕竟热量的行程从“核心-介质-散热器”变成了“核心-介质-顶盖-介质-散热器”，也就说热量从CPU核心传到散热器上的阻力就更大了。那么有没有什么方法可以弥补加装顶盖后所增加的热阻呢？把金属顶盖变大、变厚就是CPU厂商给出的答案。更大更厚的金属顶盖不仅可以承担更高的散热器安装压力，同时还可以有效加强CPU的散热效能。
目前我们熟知的CPU散热流程，实际上是存在两个散热系统的。首先是顶盖为CPU核心进行散热，然后才是散热器为顶盖散热。我们先来看第一部分，也就是CPU与顶盖之间的散热。以酷睿i9-12900K为例，其满载功耗在235W左右，核心面积则为10.5mm*20.5mm=215.25mm2，相当于功率密度为1.09W/mm2，而酷睿i9-11900K在相同负载下的满载功耗为255W，核心面积则为11.5mm*24mm=276mm2，相当于功率密度为0.92W/mm2，显然酷睿i9-12900K的功率密度要更高一些，也就意味着在单位面积里酷睿i9-12900K的发热其实要更高一些。
倘若我们不安装CPU散热器，那么通过热传感图像我们可以看到，CPU在通电开机后马上就进入到发热的状态，顶盖的温度会随之升高，但整个顶盖并不是每一个位置都同步升温，大体上是从中部温度更高，而后热量向顶盖四周迅速扩散，但中心位置的温度始终都会略高一些，因为这个位置就是一直发热的CPU核心，金属顶盖的传热速度虽然快，但与核心的发热速度相比仍然要低得多，因此在坚持1分钟左右后，CPU就过热自动断电了。
因此想要让CPU核心的温度降下来，首先要做的就是增强金属顶盖的散热能力。在热力学中，传热速率的方程式为Q=KAΔt，其中K为总传热系数，A为传热面积，Δt为温度差，显然提高K、A，Δt中的任何值，均可强化传热过程，提升传热速率。在CPU核心与金属顶盖的散热系统中，传热面积就相当于CPU核心的面积，这部分要改变基本上不可能，总传热系数K则相当于核心与金属顶盖之间导热介质的效能，因此从第9代酷睿处理器开始，英特尔就是用了钎焊工艺来代替导热硅脂，就相当于是提升了传热系数，使得热量可以更快地从核心传输到金属顶盖上。
而要改变Δt温度差，对于金属顶盖来说减缓自身温度的上升，使自己可以与核心保持足够的温差。根据公式Q=cm△t，物体升温所需要吸收的热量与比热容、质量和温差有关，也就是说同等物质在上升同等温度的情况下，质量越高所需要吸收的热量就越高，这也就意味着更大、更厚的金属顶盖，确实可以在保持一定温差的情况下，吸收更多的核心热量。
然而顶盖的体积不可能无限做大，毕竟这会让CPU的重量和体积彻底失控。因此为了让金属顶盖可以维持对CPU核心的散热效能，CPU散热器就必须让CPU顶盖可以一直维持清凉，是其保证与CPU核心存在足够的温度差，这个才是当今CPU散热器的真正作用。
在完整的CPU散热系统中，CPU核心的热量在传输到顶盖上之后会有两条传播途径，一部分是被CPU散热器吸收，另一部分是传递到顶盖的其他位置，这个过程同样要遵守传热速率方程式为Q=KAΔt，而在这里传热系数的影响会比较大，因为金属顶盖的材质主要是铜，导热系数高达400W/mK，而顶盖与散热器之间的导热系数则基本是由介质也就是硅脂决定，好一点的硅脂也不过是15W/mK的水准，两者差异巨大。
因此CPU核心的热量传输到顶盖之后，不仅会被散热器吸收，而且还会迅速传递到CPU顶盖四周，在加上顶盖升温所需要吸收的热量也要比散热器升温所需要的少，因此顶盖温度与CPU核心的温差不会很大，但温度远远高于散热器的温度。此时CPU散热器对顶盖的散热将继续遵循热速率方程式为Q=KAΔt，因此持续降低散热器本身的温度、增大散热器与CPU顶盖的有效接触面积、换用性能更好的硅脂都可以增强散热效能。
为了配合12代酷睿处理的设计，新一代的散热器底部面积可能会更大
因此现在第12代酷睿处理器的顶盖面积更大，散热器的底座也需要作出相应的改变，必须要做到可以完全且有效覆盖CPU顶盖。所以在第12代酷睿处理器发布的同时，不少散热厂商除了提供LGA1700的专用扣具外，也有不少散热器可能要进行重新设计来针对12代酷睿处理器进行优化，某种意义上说也是散热器厂商的一次竞争机遇。
其实单纯地将金属顶盖变大变厚，能直接给核心带来的散热效能提升是比较有限的，但是顶盖面积变大之后，其与散热器之间的散热效能提升更为明显，间接地也就提升了CPU内核与顶盖之间的散热效率，从而使得整个散热系统有了更高的效能。因此第12代酷睿处理器的顶盖改变肯定是有必要的，为了能让CPU变得更为清凉，英特尔确实已经下了一番功夫。
至于接下来的如何进一步为CPU降温，这就是各大散热器厂商所需要做的工作了，可以预见在未来的一段时间里，我们会看到各种各样为第12代酷睿处理器所优化的散热器产品，或许那个时候才是入手第12代酷睿处理器的更佳时机。
汪星人博士 2021-11-11 21:48 | 加入黑名单
“因此从第9代酷睿处理器开始，英特尔就是用了钎焊工艺来代替导热硅脂”
已有8次举报Intel从Ivy Bridge开始用了6年硅脂是只字不提啊
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我匿名了 2021-11-13 00:22
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ywp0815教授 2021-11-12 16:55 | 加入黑名单
提了也不能改变什么 怪只能怪AMD不给力不能施加压力 让英特尔塞更多核心 才最后导致用了7代的i7都是4核心的。。。那个年代i3默秒全不是白叫的 只能说AMD的6代U应该更牛逼点 这样英特尔进步会更大 AMD也不会原地踏步 有竞争才是好事 揪住过去并不能改变啥
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itck终极杀人王 2021-11-12 10:43 | 加入黑名单
更厚的原因，intel其实自己也解释了。但是至于更大，更多其实是因为触点变多导致基板变大了，所以顶盖也是“顺其自然”的变大了。
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KingDon初中生 2021-11-12 08:31 | 加入黑名单
竟然没看到味之素堆积膜的表述
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lzf19750908一代宗师 2021-11-12 07:29 | 加入黑名单
各大厂商对老散热器的扣具支持不给力啊，净想着消费者为新散热器买单的好事。
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QQ23870862终极杀人王 2021-11-11 23:04 | 加入黑名单
肯定对散热有用
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yjhercules终极杀人王 2021-11-11 19:59 | 加入黑名单
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