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土老冒谈硬件 简析固态电容的利与弊


分页浏览|全文浏览    【CNET中国·ZOL 原创】 作者:向中     评论
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Computex 2007即将召开

  土老冒:大家好,又到了土老冒谈硬件的时间了,你们想俺吗?

  Z博士:谁想你啊,别那么自恋了。自从上次你去村里暗访JS后,网友们对你是又爱又恨。作为JS的网友恨你恨到骨头里,而打算去装机的网友就是爱你爱到骨头里。

  土老冒:博士这就不懂了吧,这叫爱憎分明!对了博士,这几天在忙啥呢?经常晚上打电话约你吃饭都说没时间,

  Z博士:唉,最近块忙死了,Computex 2007将在6月5号至9号在台北世界贸易中心召开,为了这个事,我快吐血了。

  土老冒:Computex 2007?这是个什么东西?俺不懂……

  Z博士:我说你个老土啊,最近看你挺关注硬件的,连Computex 2007都不知道,还是给你解释一下吧。Computex 2007中文意思即2007年台北电脑展。它每年举办一次,是亚洲最大,全球第二的电脑展,这个电脑展每年都能够吸引数万名来自全球各地的专业人士和买主。去年,有来自全球30多个国家和地区的知名厂商参展,据统计,其中国外买主人数突破3万人,成交金额达120亿美元。

  土老冒:哇……3万人,成交金额120亿……还是美元,口水……俺算一下大概多少人民币啊,差不多960多亿,俺估计100个土老冒挣一辈子都挣不了那么多钱。


土老冒谈硬件 简析固态电容的利与弊
美女将是Computex的一大亮点

  Z博士:得了吧你老土,100个土老冒平均分下来也得接近10亿,你就是以后挖到金矿成暴发户也挣不到啊,别想了。今年的台北电脑展预计将有1313家厂商参展、使用2909个摊位。展区规划包括:零组件区、通讯产品区、外围区、储存设备区、软件区、光电显示区、数字影音区、系统及主机板附加卡区、潜力厂商区、外商区、媒体区及专区等。

  土老冒:规模太大了,博士你只说忙,到底忙啥呢?不会是瞎忙吧?

  Z博士:忙着去台北之前准备啊,Z博士这次会作为ZOL特派记者团中的一人亲临现场,为大家带来最新鲜的展会报道,如果大家对电脑硬件、通讯工具以及数字家电比较感兴趣的话,一定要多多关注我们中关村在线的有关报道!

  土老冒:明白了,就算你不开展会俺也会天天关注中关村在线的。

  Z博士:老土这话我爱听,行吧,Computex 2007也知道是啥了,先请我喝可乐吧。

  土老冒:晕,今天的问题还没问……博士耍赖!

  Z博士:我这不是忙吗,有什么你就快问吧!

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电容的主要作用

● 电容的主要作用

  土老冒:今天俺想知道主板显卡上的那些固态电容相关的知识,因为俺发现最近固态电容几乎成了好多网友评判一款主板或显卡的唯一标准了,博士就讲讲这个吧。

  Z博士:这个问题问得很好,自从DFI在一它推出的一款20周年纪念主板上提出了全固态电容的概念后,主板和显卡上是否采用固态电容就成为很多网友和玩家判断产品做工好坏的依据,让我先想想先从哪里讲起呢……

  土老冒:你首先告诉俺什么是固态电容吧。

  Z博士:固态电容全名为固态铝质电解电容,是除了钽电容外最高端的电容,它采用高导电性分子材料,而普通的电解电容采用的是电解液。

  土老冒:那它有什么作用呢?

  Z博士:其实不管是现在流行的固态电容,还是被很多网友骂的电解电容,它们的作用都是一样的。可以说,电容是保证主板和显卡质量的关键,同时也可以说是衡量板卡做工的重点。

  电容在主板和显卡中的作用主要来保证电压和电流的稳定(起到滤波的作用)。我们以主板为例,主板中最重要的部位则是CPU供电部分。CPU的耗电量是瞬息万变、极不稳定的,它可能一会儿突然增大,一会儿又突然减小。举个简单的例子,CPU的耗电量就像是河水,在旱季的时候它可能是涓涓细流,在雨季的时候则可能是汹涌澎湃。

  而CPU所需要的电流必须要纯净。从机箱里的电源流出来的电流是不纯净的,如果我们用示波仪器观察的话会发现很多尖峰和杂波,这些尖峰和杂波都可能会使CPU运行不稳定,因此主板必须对这些不纯净的电流进行净化、过滤才能够提供给CPU。主板供电部分的元件主要有扼流线圈和电容,原始的电流首先要流向扼流线圈,它可以初步过滤掉一些高频的杂波,然后经过初步过滤的电流再进入电容进行进一步过滤。某品牌的纯净水广告说是经过N层过滤,其实跟这个道理差不多。

  土老冒:明白了,电容的主要作用就是将一些电流的尖峰和杂波进一步过滤,以此保证各部分供电的稳定性。

  Z博士:对。其实电容的作用就跟水库差不多,它在水流量大的时候会放水,在水流量小的时候又会蓄水,以此来保证水库里蓄水量的平衡。

  土老冒:博士这个例子很容易让人听懂。

  Z博士:废话,跟你谈了那么多次硬件,还不知道你脾气啊?接下来想知道什么?

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如何分辨固态电容?

● 如何分辨固态电容?

  土老冒:博士只是用很笼统的话说了一下什么是固态电容,还解释了一下电容的作用,但你好像并没有教我怎么去分辨固态电容,到底什么样的电容才是固态电容呢?

  Z博士:我已经说得很明白了,固态电容就是采用的电介质不同,它是采用高分子材料而不是电解液,其实很容易从外观来分辨,不过也有一些特例,下面我还是来详细的说明一下吧。


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紫色的三洋OSCON固态电容采用了塑料包皮

  通常来说,电解电容采用塑料包皮包裹住电容,而固态电容则是由铝壳包裹,当然也有一些个别的例子。例如著名的三洋OSCON固态电容则是采用紫色的塑料包皮。

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顶部有K形或十字形防爆纹的铝壳电容并不是固态电容

  而目前一些低端主板显卡上出现的铝壳电容同样是采用电解液,但它们却采用了铝壳包裹,让人误以为是固态电容,这里我们就需要观看电容上面是否有类似十字或K字的防爆纹了。有防爆纹的则是不应该是固态电容。

  土老冒:也就是说,顶部带K字或十字防爆纹的就一定不是固态电容了,对吧?

  Z博士:错!电容顶部的K或十字的主要作用是缓冲,而固态电容就并不一定不会像液态电容那样膨胀,因为只要有内阻,电容就会发热,里面的热空气会膨胀、上升,并让外壳涨开,只是固态电容的稳定性和膨胀幅度要小很多,因此大部分固态电容不需要防爆纹。如三洋、红宝石、Sacon等品牌的电容。

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富士通R5级固态电容上有K字防爆纹

  但是仍有部分品牌的固态电容出于安全考虑采用了防爆纹,这样做的好处是延长电容的使用寿命。比较常见的是黄色的富士通R5级固态电容,国内的昂达板卡比较喜欢用这种电容。此外还有一批带K字导爆槽的固态电容,比如Nichicon395、Toshiba 78K、Hitachi GTE。

  土老冒:原来如此,看来判断电容是否固态不能简单的从外观分析,有K字或十字防爆纹的不一定不是,采用铝壳包装的也不一定都是。

  Z博士:对,所以我说了,判断它到底是否固态电容,关键还是看电介质。

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固态电容的优点

● 固态电容的优点

  土老冒:好了,什么是固态电容也知道了,怎么分辨也知道了,该了解一下它的优点和缺点了。目前一些网友都已经对固态电容达到一种顶礼膜拜的疯狂地步了,博士先谈谈固态电容到底有啥优点吧。

  Z博士:电解电容的电介质为液态电解液,液态粒子在高温下十分活跃,对电容内部产生压力,它的沸点不是很高,因此可能会出现爆浆的情况,固态电容采用了高分子电介质,固态粒子在高温下,无论是粒子澎涨或是活跃性均较液态电解液低,它的沸点也高达摄氏350度,因此几乎不可能出现爆浆的可能性。


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传统电解电容出现爆浆

  土老冒:也就是说,固态电容更不容易爆浆是吧?还有其它优点吗?

  Z博士:对,从理论上来说,固态电容几乎不可能爆浆。

  第二,固态电容在等效串联阻抗表现上相比传统电解电容有更优异的表现,据测试显示,固态电容在高频运作时等效串联电阻极为微小,而且导电性频率特佳,具有降低电阻抗和更低热输出的特色,在100KHz至10MHz之间表现最为明显。

  而传统电解电容比较容易受使用环境的温度和湿度影响,在高低温稳定性方面稍差。即使是在零下摄氏55度至105度,固态电容的ESR电阻抗可以达到在0.1~0.3欧母,但电解电容则会因温度而改变。

供电设计
温度对固态电容无法造成较大的影响

  土老冒:虽然听不太明白,但好像是说固态电容对温度的敏感性不是很高,而电解电容比较容易受温度影响是吧?

  Z博士:是的。在电容值方面,液态电容在摄氏20度以下,将会比其标示的电容值为低,温度越低电容值也会随之而下降,在摄氏零下20度下电容量下降约13%、摄氏零下55度下电容量更达至37%。

  土老冒:我们不可能在零下20度或者零下55度的环境下用电脑的,这个有点没有什么太大的意义博士。

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采用非常规散热极限超频时固态电容会更稳定

  Z博士:当然,这对普通用户来说没有什么影响,但对于采用液态氮作终极超频的玩家来说,固态电容可保证不会因温度降低而使电容容量上受到影响,从而导致超频稳定性大打节扣,因为固态电容在零下55度其电容值只会下降不足5%。

  土老冒:说得也是,不过俺土老冒是不可能在这样的环境下使用地,这些只对那些疯狂的玩家才有用。

  Z博士:是的。

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理性对待固态电容

● 理性对待固态电容

  土老冒:博士说了那么多固态电容的有点,看来它确实厉害,以后俺买主板也要买全固态的了,只要上面有电解电容俺就不要!

  Z博士:老土你怎么也变得迷信了?固态电容不能迷信知道吗?

  土老冒:为什么?固态电容好处那么多。

  Z博士:固态电容确实有很多优点,但它并不是任何时候都适用。固态电容的低频响应不如电解电容,如果用于涉及到音效的部分会得不到最佳的音质效果。也就是说,一款主板采用全固态电容并不一定是最合理的!

  土老冒:还有这等事,这么说只要在关键的部位采用固态电容就行了?

  Z博士:我不这么认为,因为前面我已经解释得很清楚了,不管是固态电容还是电解电容,它们的主要作用是滤除杂波,因此电容只要容量达到一定的数值要求即可,只要其元件质量过关,也能确保主板的稳定运行。而这一点,电解电容也完全能做到!

  再重新复习一下固态电容的优点。在105摄氏度的时候,它和电解电容的寿命同样为2000小时,在温度降低后,它们的寿命会增加,但是固态电容寿命增加的幅度更大,一般情况下电容的工作温度在70度或更低,这个时候固态电容的寿命可能会达到23年,几乎是电解电容的6倍多!但是……你的主板在23年后还会继续使用吗?而且这个23年是指全天候24小时开机,即使电容有那么长的寿命,其它元器件恐怕也不能挺23年!

  土老冒:原来如此,这样看来,固态电容高寿命的优点实际意义并不是太大。

  Z博士:所以说,别迷信。

  土老冒:那么针对超频呢?固态电容的主板肯定更能超频吧?


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没有采用大量固态电容一样破超频世界记录

  Z博士:目前看来,不少厂商推出的以超频为卖点的主板大都会使用固态电容,所以说你说的“固态电容的主板更能超”这个说法勉强正确。但是对超频起决定作用的并不是电容,线路的设计、BIOS的研发,CPU本身体质的好坏以及散热措施都可能决定超频的成败。所以不存在说“将主板上的普通电解电容更换为全固态电容就能提升主板的超频性能”,这种说法完全错误!如果真的要说固态电容对超频的影响的话,那就是由于它拥有更高的耐压和耐温能力,因此对超频后的系统稳定性提供了一定的保障。

  土老冒:通过博士的解释,俺目前对固态电容有了一个全新的认识,今后俺购买主板也不会再有“唯电容论”了。如果俺买主板压根儿就不超频、或者只是偶尔超频玩一下,平时都在默认频率下用电脑,俺就不会买相对来说贵得多的固态电容主板了。

  Z博士:呵呵,今天所谈的对老土有帮助就好。补充一点,固态电容还有一个缺点就是价格稍高,大量采用固态电容或全部采用固态电容肯定会增加主板和显卡的制造成本,羊毛出在羊身上,这样的主板肯定相对来说要贵上不少,而它们与电解电容的实际作用完全一样,因此对于普通用户来说,没有必要多花那么多冤枉钱。

  土老冒:恩,谢谢博士了,走吧,今天请你喝电解液!

  Z博士:¥@%¥@……你不想我活了……Z博士补充,由于Computex 2007,土老冒谈硬件系列文章将暂时调整为一周一期,希望大家继续支持老土,支持我Z博士!

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附录:前几期的土老冒谈硬件文章汇总

 

土老冒谈硬件第一期 简析I/A两家CPU的缓存

土老冒谈硬件第二期 内存的双通道有何作用

土老冒谈硬件第三期 单核处理器还值得买吗

土老冒谈硬件第四期 简析GF8的统一渲染架构

土老冒谈硬件第五期 细看主流内存的防伪措施

第六期:奸商真是狠 土老冒周末中关村历险记

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