計(jì)算機(jī)與散熱技術(shù)

前言

　　本書主要講述計(jì)算機(jī)科學(xué)，且以“古東方科學(xué)智慧（Ancient Oriental Scientfic Intelligence）”的方法論敘自然哲學(xué)，這緣起于作者的思考與探索。　　職業(yè)生涯三十年，作者親歷了現(xiàn)代文明技術(shù)演變：從機(jī)械電器、電子電器到智能電腦時(shí)代。作者深知技術(shù)精進(jìn)快速、威力強(qiáng)大，歷年所主持、管理、涉獵技術(shù)項(xiàng)目很多，遂有興趣考察優(yōu)劣，品評(píng)高下。凡所見聞，深刻感受者有二?！　∑湟?，某些重大技術(shù)項(xiàng)目決策（預(yù)測(cè)），實(shí)際在起點(diǎn)就已失敗（失誤）。而當(dāng)時(shí)當(dāng)事者不察，以致?lián)p失巨大，此類失誤可避免嗎？　　其二，現(xiàn)代技術(shù)，興起于西方，強(qiáng)在西方。創(chuàng)新與發(fā)展幾乎是永恒話題，當(dāng)前的西方模式存在問題嗎？有限度嗎？而地球的另一邊，東方如何？　　由問題引導(dǎo)，遂深入技術(shù)史、技術(shù)哲學(xué)及高技術(shù)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略，部分研究結(jié)果與稱為MCCCS的散熱技術(shù)組合成本書主要內(nèi)容。MCCCS技術(shù)基于物理熱學(xué)，特別適合納入本書，是因熱學(xué)實(shí)質(zhì)研究能量流轉(zhuǎn)，它不但是最普遍、無所不在的技術(shù)現(xiàn)象，更直指宇宙起源，關(guān)聯(lián)最深刻的自然哲理?！　∈稣f技術(shù)自然哲理，定要說及老子。雖然作者觀察的角度始于技術(shù)，但是現(xiàn)代科學(xué)的前身卻是古自然哲學(xué)（natural philosophy）。在西方，古希臘學(xué)者亞里士多德等皆治此學(xué)；古東亞的先哲老子，至少與亞里士多德同時(shí)（可能更早），實(shí)亦兼治“自然哲學(xué)”。唯東西方方法絕然不同。西方某些時(shí)候是局部、分割、解析地看問題，而東方則是整體、聯(lián)結(jié)、連續(xù)的看問題。以科學(xué)而論，老子實(shí)為東方始祖?！　≈惺兰o(jì)的西方“文藝復(fù)興”，實(shí)乃復(fù)古改革，提振科學(xué)人現(xiàn)代，一新世界。牛頓、愛因斯坦，實(shí)作亞里士多德哲理傳承?！　|方如何？老子而后，近三千年，老子信徒，多“外托老子道德之名，內(nèi)求濟(jì)時(shí)經(jīng)世之用”，擅自附會(huì)申引，脫離老子自然精義，服務(wù)當(dāng)時(shí)短期利益。東方因缺失復(fù)古改革，自然哲學(xué)傳承斷裂，這使得東方無緣現(xiàn)代科學(xué)。百弊尋根，實(shí)在于此?！　|方哲理以《老子》為宗，以古東方式敘論科學(xué)，涉及“科學(xué)六大本原”，它們是全景圖、主線索、總規(guī)律、大趨勢(shì)、價(jià)值取向和哲理本原?！　”緯翱茖W(xué)復(fù)古，技術(shù)創(chuàng)新”思維，即來自上述感悟。本書論敘方式，亦在“科學(xué)六大本原”的框架中，作者稱之為“古東方科學(xué)智慧”，內(nèi)容近于自然哲學(xué)（natural philosophy）。

內(nèi)容概要

PC公共平臺(tái)屬性的強(qiáng)弱是判斷PC產(chǎn)品價(jià)值和前景的根本參照，是PC產(chǎn)品功能強(qiáng)弱、市場(chǎng)生命力的重要指標(biāo)。    PC公共平臺(tái)的人類文化本質(zhì)特征是“交互”。PC產(chǎn)品生存三法則是包容柔性化結(jié)構(gòu)，流通框架性要素，關(guān)聯(lián)動(dòng)態(tài)型優(yōu)勢(shì)。    方向選擇、哲理方法的優(yōu)勢(shì)，才是成功的根本。MCCCS散熱技術(shù)不僅是局部技術(shù)，更重要的是總體框架構(gòu)建，即首先構(gòu)建一個(gè)包容性框架，同時(shí)加入“內(nèi)制冷”環(huán)節(jié)。    本書以牛頓過程到圖靈過程的演進(jìn)，揭示PC技術(shù)、產(chǎn)品進(jìn)化的深層規(guī)律，進(jìn)而論述現(xiàn)代復(fù)雜系統(tǒng)的哲理概念。由此再引出柔性工程原理，作為技術(shù)所涉及的哲學(xué)和方法學(xué)總結(jié)，深刻揭示公共平臺(tái)本質(zhì)，并預(yù)測(cè)其未來發(fā)展。

書籍目錄

第1章  新PC世界、PC架構(gòu)與散熱機(jī)理  第1節(jié)  PC改變世界    新PC世界，架構(gòu)與散熱    哪是PC？架構(gòu)與選擇，PC改變生活    穩(wěn)定可靠：散熱關(guān)系核心利益    高性能之憂、高可靠之道  第2節(jié)  冷靜、可靠，代價(jià)高    電腦遭遇“熱障”：努力多多效果差  第3節(jié)  初識(shí)散熱仿生學(xué)    散熱器：主流商品解說    方法比較：生命(動(dòng)物)散熱與機(jī)械散熱  第4節(jié)  納米世界，天下精微    千門萬戶在精微：硅芯片精細(xì)考察    造化奇觀：米粒之小乾坤大    散熱最難：CPU極小體積，大功  第5節(jié)  深度物理，通俗解說    精簡(jiǎn)敘述：傳熱物理學(xué)    千古空前：CPU高熱流密度    類比解說：擁擠不堪怎么辦？開門？拆墻？修大路？    困難與出路：“圖靈過程”、仿生學(xué)路指何方？  第6節(jié)  驚天一躍，功在人間    1981.8.12：IBMPC標(biāo)準(zhǔn)    SUA(PC整機(jī)系統(tǒng)架構(gòu))之演變    奔騰4：“熱障”來臨！  第7節(jié)  橫空出世，黯然收?qǐng)?   BTX標(biāo)準(zhǔn)、潮起潮落    PC標(biāo)準(zhǔn)：XT—AT—ATX—BTX    SUA穩(wěn)定之本：是否跨過“熱障”？    BTX缺失什么：用戶沒有利益  第8節(jié)  到底為何路不通？    笨重粗糙到精巧，電腦至今路不通    兩大困惑：高溫死機(jī)、體積龐大    此中癥結(jié)：“熱障”  第9節(jié)  創(chuàng)新思路論短長    市場(chǎng)常有新品出，成敗到底誰先知？    兩大關(guān)鍵：Mini PC成敗談    不受歡迎：“縮水型PC”  第10節(jié)  萬變不離其“終”    電腦散熱器，方案或商品技術(shù)評(píng)論    “深圳到廣州，繞道好望角”    強(qiáng)冷怪圈：熱力學(xué)第二定律    強(qiáng)硬約束：物理學(xué)三定律  第11節(jié)  八仙過海說方案    評(píng)論：商品計(jì)算機(jī)整機(jī)方案    雖有萬千好主意，不關(guān)散熱都枉然    用戶為本：提升PC整體性能    MCCCS：PC體積、結(jié)構(gòu)或?qū)⒏咀兓? 第12節(jié)  進(jìn)化趨向：公共平臺(tái)    動(dòng)態(tài)平臺(tái)構(gòu)成六要素，功效豈止在PC？    動(dòng)態(tài)框架：賴以構(gòu)造公共平臺(tái)    根本進(jìn)步：在于改良公共平臺(tái)    穩(wěn)定性基石：CPU散熱管理    歷史啟示，哲理之源第2章  MCCCSPC、貌似平常最奇絕  第1節(jié)  需求引出新框架    擴(kuò)大溫差需制冷，迷茫搜尋路何方？  第2節(jié)  貌似平常最奇絕    閃光燈下：聚焦世界電子中心地    MCCCS產(chǎn)品、全球首發(fā)：不一樣的FanlessPC    萬喚千呼始出來：難不在技術(shù)    想望成真：百瓦特級(jí)FanlessPC；公共平臺(tái)小型化    30年P(guān)C世界，從此回復(fù)寧靜  第3節(jié)  方程式桃李無言    物理基礎(chǔ)意蘊(yùn)深遠(yuǎn)：方程式桃李無言    背道而馳：擇方案各自東西    MCCCS：內(nèi)冷卻空前進(jìn)步，大小PC受惠無窮    滑稽模擬：無MCCCSFanlessPC一奇大無比  第4節(jié)  哲理開啟智慧之門：生命不容死機(jī)    MCCCS第一特征：精準(zhǔn)性MCCCS技術(shù)系統(tǒng)    四哲理比喻精準(zhǔn)第一    精準(zhǔn)傳熱“一箭三雕”：    升高溫度梯度；縮短熱傳遞路程；擴(kuò)張瓶頸    類比觀察：傳統(tǒng)技術(shù)與MCCCS技術(shù)    是大而不當(dāng)、還是直指核心  第5節(jié)  巧改基礎(chǔ)在底層    MCCCS第三特征：基礎(chǔ)性、框架性    40年來家國：來到微處理器新世界    生存在“微基時(shí)代”(Microprosser Based System World)    五個(gè)層次：MPU系統(tǒng)“對(duì)號(hào)入坐”    MCCCS技術(shù)普適性：柔性新框架    精巧基于穩(wěn)定：PC可靠性、再上一層樓  第6節(jié)  機(jī)箱！機(jī)箱！    MCCCS第四特征：綜合整體性；機(jī)箱內(nèi)環(huán)境改善    咫尺乾坤：PC之“家”，機(jī)箱評(píng)說    無可奈何：散熱器體積、空間、越來越大    擴(kuò)大不是好出路：“內(nèi)冷卻”獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷    善之上善：整體綜合、趨向自然，根本出路MCCCS化  第7節(jié)  外冷卻轉(zhuǎn)向內(nèi)冷卻    MCCCS第五特征：根本性，內(nèi)冷卻直指核心    深度解說：內(nèi)冷卻或外冷卻    優(yōu)良系統(tǒng)：內(nèi)，復(fù)合多通道；外，散熱不在機(jī)箱    商品作證：MCCCS內(nèi)冷卻不可替代    殊途同歸：更好方式應(yīng)對(duì)高熱流密度  第8節(jié)  仿生學(xué)意蘊(yùn)深遠(yuǎn)    散熱仿生學(xué)由來    何其精彩！“水槍獵手”與太空攔截    皮毛與根本：象不象無關(guān)大局    三要素，高等仿生學(xué)系統(tǒng)之本——    一：并行復(fù)合多通道；如生命體：“并行運(yùn)作”    二：具備反饋?zhàn)詣?dòng)控制平衡    三：反饋方式，本征自穩(wěn)定系統(tǒng)，確定、不死機(jī)    可靠保障：MCCCS產(chǎn)品，熱故障不崩潰，不失穩(wěn)    自然哲理：“技術(shù)創(chuàng)新是自然進(jìn)化之延伸”  第9節(jié)  超越技術(shù)、回歸自然    柔性稱王劇變中之改善生存哲理  第2章總結(jié)：MCCCS說什么    MCCCS技術(shù)原則：科學(xué)基礎(chǔ)、技術(shù)框架兩遵循    常保先進(jìn)、易與難：基礎(chǔ)“框架”、    成功之道：“高于現(xiàn)有產(chǎn)品，扎根現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)”    什么千古不變，什么常變常新第3章  工程設(shè)計(jì)三百年：“牛頓過程”到“圖靈過程”  第1節(jié)  極限“量”與動(dòng)態(tài)“流”    PC散熱：“溫場(chǎng)熱路”敘論，直指本質(zhì)    權(quán)威規(guī)范詳解：到底如何定指標(biāo)？    哪是標(biāo)準(zhǔn)或感覺：極限界定，科學(xué)不容含糊    CPU測(cè)溫：工具，儀器與方法    眼見不實(shí)：物理解讀，能量傳遞和轉(zhuǎn)移    原則：“動(dòng)態(tài)平衡好、熱不流則害”    水流模擬傳熱：核心概念“熱流”  第2節(jié)  智慧核心難忽略    50年電腦，5000年文明怎個(gè)“省”字可了得    親自操作到“代理”；機(jī)器的機(jī)器時(shí)代    “四體不勤、五體不累”：文明世界看PC    散熱穩(wěn)定可靠：重大關(guān)聯(lián)利益保障    擴(kuò)張邊界，擴(kuò)展邊疆技術(shù)基石，生存基礎(chǔ)    過去故事與未來故事：AOW講述未來汽車  第3節(jié)  “牛頓大炮”與“圖靈大炮”    大西洋！飛機(jī)失事！    “彗星號(hào)”：藍(lán)天中，生命發(fā)問    “牛頓過程”——“完全確定性”的宇宙    “圖靈過程”——“有限確定性”的世界    工程設(shè)計(jì)方法進(jìn)化：“關(guān)聯(lián)復(fù)雜系統(tǒng)”新思維    “上帝不會(huì)擲骰子”，但是天堂有笑聲    生命之樹、哲理深沉：自然鮮活啟示  第4節(jié)  柔性工程原理    圖靈方法：工程設(shè)計(jì)學(xué)模式進(jìn)化    萬年演進(jìn)三階段；“試錯(cuò)”、“精算”到“柔性”    思維模式：在起點(diǎn)、勝負(fù)已決    現(xiàn)實(shí)不是“理想國”：走向“柔性”的世界    圖靈過程：柔性工程基礎(chǔ)    方法跨越一小步，技術(shù)跨越一大步    MCCCS深層哲理：圖靈過程趨向自然  第5節(jié)  一切歸于公共平臺(tái)    PC三十年，方案三千種；主板實(shí)例：貴差、廉好，為什么？    圖靈過程啟示——持續(xù)先進(jìn)依賴柔性框架    廠家本意，市場(chǎng)難違小恩小惠，不敵根本利益    公共平臺(tái)基本要素——熱管理系統(tǒng)    唯MCCCS滿足：持續(xù)出新框架電腦，用戶性能不斷提升  第6節(jié)  PC預(yù)測(cè)30年    PC：一個(gè)集合三條腿(CPU、OP、SUA)    MCCCS：熱穩(wěn)定支持精密化    格局與趨勢(shì)：PC系統(tǒng)的生命是開放兼容    四個(gè)確定不確定：意味深長    注意低端：可有PC新物種？  第7節(jié)  科學(xué)復(fù)古，技術(shù)創(chuàng)新    五分鐘地球科技史    復(fù)雜系統(tǒng)是過程的產(chǎn)物    技術(shù)精進(jìn)，路向何方；終極依歸，宇宙本原    機(jī)器與人：本質(zhì)與疆界    連續(xù)世界：最古老的新話題  第4章  全書總結(jié)附錄  IT產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)戰(zhàn)略思維參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　缺點(diǎn)：操作復(fù)雜，維護(hù)困難，能耗極高；其結(jié)霜可能對(duì)主機(jī)板有高度風(fēng)險(xiǎn)；無法連續(xù)工作，無法普及?！　「鶕?jù)物理學(xué)定律（牛頓公式、傅里葉定律、熱力學(xué)第二定律），結(jié)合PC散熱規(guī)范，制定、確認(rèn)通用的計(jì)算機(jī)散熱器的“歸總約束條件”：計(jì)算機(jī)需散發(fā)的熱量，起點(diǎn)是CPU核心，終點(diǎn)在大氣層?！　×己玫纳崞鳎ㄏ到y(tǒng)）應(yīng)有“三個(gè)基本特征”：熱量從起點(diǎn)、CPU核心，到終點(diǎn)大氣層，傳輸路程應(yīng)盡可能短；熱量從起點(diǎn)傳輸?shù)浇K點(diǎn)過程中，熱阻應(yīng)盡可能??；熱量從起點(diǎn)傳輸?shù)浇K點(diǎn)散發(fā)過程中，兩端溫差應(yīng)盡可能大?！　【C合以上各種散熱器可知，風(fēng)扇直冷式散熱器傳輸路程最短；熱管式散熱器最好，熱阻最小。因此，我們明白了為什么在商品散熱器市場(chǎng)中，仍是風(fēng)冷式和熱管式兩大主流，而且未來相當(dāng)長時(shí)期，可能仍然如此。根據(jù)傅里葉定律，由于溫差很大，這有利于CPU核心溫度較高處的熱量流出；但嚴(yán)重問題是根據(jù)“歸總約束條件”，熱量最終的歸屬點(diǎn)在大氣層，也就是說，從CPU流出的熱量，到了液氮還不能“停止”，必需排人大氣層。也就是要把“熱”從極冷的液氮取出，排人溫暖的大氣層。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，這過程大量耗能（電力），特別不利?！　「鶕?jù)上述“約”、“規(guī)”，可正確判斷散熱器產(chǎn)品的功效、市場(chǎng)前景和潛力。其中，良好散熱器“三個(gè)基本特征”互相聯(lián)系，缺一不可。CPU的熱量，散熱器系統(tǒng)自己產(chǎn)生的熱量等，都要加合起來（積分）成為系統(tǒng)的總熱量，這種總熱量都要從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的散熱片散人大氣層。對(duì)計(jì)算機(jī)最有利的是“縮短熱路，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)”，讓熱量盡快排出，散人大氣層?！　∫陨弦?guī)定與約束，由三條物理定律所規(guī)范，是設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)散熱器系統(tǒng)的根本依據(jù)。

編輯推薦

　　職業(yè)生涯三十年，作者親歷了現(xiàn)代文明技術(shù)演變：從機(jī)械電器、電子電器到智能電腦時(shí)代。作者深知技術(shù)精進(jìn)快速、威力強(qiáng)大，歷年所主持、管理、涉獵技術(shù)項(xiàng)目很多，遂有興趣考察優(yōu)劣，品評(píng)高下?！　”緯饕v述計(jì)算機(jī)科學(xué)，且以“古東方科學(xué)智慧（Ancient Oriental Scientfic Intelligence）”的方法論敘自然哲學(xué)。

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