夏天又要來了，不僅我們需要空調降溫，電腦組件更需要控制在合適的溫度才能正常工作。那么，對于常見的PC組件來說，多高的溫度才是極限？

01、 了解核心部件最高溫度范圍

在我們開始研究電腦中不同部件發熱的原因之前，這里是一個簡單的消費級產品可能遇到的典型最高溫度的總結。

為什么加上消費級市場的限制呢？對于專門的工業情況，溫度限制可以高得多，例如汽車車機的內存的額定工作溫度可以高達130℃。

02 、為什么PC芯片會發熱？

所有的計算機芯片。CPU、GPU、DRAM、NAND閃存等是由多種不同的材料制成的，例如半導體（如硅）、金屬（如銅）、陶瓷和塑料。電荷在半導體和金屬層中的流動和儲存，使芯片發揮了應有的功能。

但是，這些材料會抵制這種流動或泄漏儲存的電荷，而電荷攜帶的能量會以熱量的形式散失。由于今天的芯片包含數十億個元件(比如晶體管)，它們之間通過令人眼花繚亂的線路連接，因此因熱效應而損失的能量是相當多的。

例如上圖的芯片原理圖，鋁（Aluminum）是用于半導體制造的金屬互連的主要物質之一，它有兩個優點：對二氧化硅（Silicon Dioxide）有很好的粘附性和高加工性。

由于鋁和硅往往會相互反應，所以在由硅制成的半導體上的鋁電路可能會被損壞。為了防止這種情況，需要沉積一種屏障金屬（Barrier metal）。

所有添加的這些工藝，都造成了電荷流動中的能量以熱量形式損失掉。

各種材料都會吸收這種熱量，并使溫度上升，其程度完全取決于材料本身。純硅需要的熱能比等量的純銅要少，其溫度才會升高。

讓芯片的溫度上升會產生一些問題。例如，金屬會隨著溫度的升高而增加電阻，而半導體的電阻一般會降低。總之，設備的電氣行為會改變，溫度過高或過低，芯片都會遇到嚴重問題。

將CPU和GPU的溫度保持在一定限度內的一個重要原因是漏電。處理器包含數十億的FinFET晶體管（其他芯片傾向于使用MOSFET），由于它們在現在的高規格制程下達到了驚人小的微觀尺寸（3nm），電荷最終會進入它不應該進入的地方。當開關處于 "關閉 "狀態時，不應該有電流流過，但漏電會導致極少量的電流流過。將這個數字乘以幾千萬甚至上億，最終的結果是，處理器使用的功率比它應該使用的要多得多，溫度越高，這個問題就越嚴重，呈指數增長。

顯微鏡下臺積電7nm N7工藝之下密密麻麻的場效應管（FinFET）

這就是為什么有一個明確定義的最大溫度限制。讓芯片遠離一個會導致嚴重漏電、加劇其他持續問題（如電遷移）或導致物理問題（接觸面膨脹、封裝損壞）的溫度。

03、CPU和GPU的最高溫度是多少？

英特爾對他們的CPU應用了兩個溫度限制，每個型號都有，這個傳統延續至少有10年了。第一個被稱為Tjunction或Tj max。這是一個處理器在熱控系統啟動，以使熱量回到控制下（也稱為 "熱節流"）之前所允許的最大熱結溫度。這是通過降低時鐘頻率來實現的，在某些情況下，也可以降低電壓。

這個溫度實際上是體現的芯片本身的最中間溫度，或者說是封裝內最熱點的溫度，新的處理器都有多個傳感器分布在芯片上以記錄這個溫度。

第二個，Tcase，更像是一個目標，而不是一個硬性限制，因為它是CPU封裝（金屬表面）在與合適的散熱器一起使用時應該達到的最高溫度。在這個溫度下運行時，CPU不會有任何變化。

測量這個溫度可能很棘手，所以主板制造商在CPU插座中加入了一個或兩個傳感器，以嘗試和估計機箱內的溫度進行加權計算。

如果我們看一下CPU實例，可以看到一個清晰的模式，盡管內核數量、時鐘頻率和功耗量增加，英特爾從7代酷睿起，仍然一直規定Tcase為72℃，最大Tjunction為100℃。

AMD對其處理器使用了類似的系統，盡管最高溫度通常略高一些，為105°C。

而對于今天的GPU來說，往往只有一個最高溫度。Tjunction。這是因為芯片與冷卻系統直接接觸，而CPU和更早的GPU是由散熱器或其他材料整體封裝的（因此，需要一個Tcase值）。

顯卡有許多傳感器分布在芯片周圍，報告的溫度通常只是記錄值的平均值，而報告最高值的單個傳感器，有時比芯片的其他部分高出15攝氏度或更多，在GPU-Z之類的軟件中，會顯示為一個 "熱點"（hotspot）數字。

由于GPU的能效水平往往比大多數CPU高得多，因此溫度限制也隨之降低。例如，Nvidia的GeForce RTX 4090，其450W TDP，最高溫度為88℃。其他型號的產品比這要低一點，但它們大多都在80至90度的窗口內。

AMD的GPU通常比Nvidia的Tjunction值更高，Radeon RX 7900 XTX和一些老型號的極限溫度為110℃。

04 、為啥好主板就是貴：因為這個部件比CPU和GPU熱

上述所有組件的溫度墻都在110度以下，但你的電腦中還有一些設備可以在一些非常高的溫度下工作。遍布主板和顯卡的電壓調節器模塊（VRM）在固定電壓下提供大量電流，并且負載極大，溫度極高。

有些模塊的最高工作溫度為175℃，不過150℃更為常見。不過，與我們提到的其他部件一樣，它們在日常工作往往不會運行得這么熱，但如果你是在玩超頻，那么它們就會處于滿載工作溫度下。

而好主板的VRM往往都采用的昂貴大廠組件，能夠承受更高的工作溫度、更大的工作電流之下，持續為主板上的處理器和其他部件提供純凈、穩定、連續的電壓電流輸出。