如何看散熱器做工 才能選出靜音好顯卡
泡泡網顯卡頻道6月13日 隨著處理器制造工藝水平的不斷提高,無論是CPU,還是CPU核心的整體功耗,在同性能對比之下,都有了不小程度降低,比如最近比較火的GTX750顯卡, 不僅可以將顯卡尺寸縮小到“刀卡”的尺寸,而且是近些年來,頭一個不需要外接供電就能夠運行的獨立顯卡。盡管如此,但是追求更高性能的玩家們,絕不會在乎顯卡會節省多少電量,而關注的是同樣的耗電量,能夠提升GPU多少的性能。所以目前在PC主機當中,顯卡依舊是發熱量最大的硬件。
所以說,對于強大性能,發熱量超高的的顯卡來說,大多數的普通玩家對顯卡散熱器的關注并不是很多,他們更多注重的是顯卡的性能參數。而實際上,對于高端和專業游戲玩家則會更看重顯卡散熱器的散熱性能,因為散熱器性能的高低,往往會決定顯卡性能發揮的水平,而且也會影響顯卡使用時的靜音效果,甚至是顯卡本身的壽命。那么今天我們就來用一款高端顯卡,現身說法,看看一款出色的顯卡散熱器應該具備什么樣的素質。
●熱管工作原理
目前90%以上的散熱器,使用的都是熱管結構的散熱器。而“熱管”則是是1963年美國LosAlamos國家實驗室的G.M.Grover發明的一種傳熱元件,這種技術充分利用了熱傳導原理與致冷介質的快速熱傳遞性質,透過熱管將發熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外,其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。
熱管工作原理細節
熱管的工作原理很簡單,當受熱端開始受熱的時候,內管壁周圍的液體就會瞬間汽化并產生蒸氣,此時這部分的壓力就會變大,蒸氣流在壓力的牽引下向冷凝端流動。蒸氣流到達冷凝端后冷凝成液體,同時也放出大量的熱量,最后借助毛細力回到蒸發受熱端完成一次循環。具體到散熱器上,就是散熱器底座是受熱端,通過熱管將熱量導出都與其接觸的鰭片上,完成整個的散熱的過程。
大體來說,市場上常用的熱管類型有兩種,一種是“燒結熱管”,另一種是“溝槽熱管”。在直通的情況下,溝槽熱管的導熱效率要比燒結熱管的導熱效率,高出很多。
●常用熱管分類
但是目前市場上90%的散熱器都在使用“燒結熱管”,因為我們使用的散熱器熱管,為了散熱器體積,和使用環境的考慮,不得不需要熱管可以進行彎折,而這是溝槽熱管的致命傷,對于溝槽熱管來說,由于內部結構的限制,在這方面非常敏感。當溝槽管彎曲90度,導熱性能大降,甚至只能達到原來性能的1/2。部分采用溝槽管的散熱器甚至將其彎曲180度,那樣的效果可想而知了。所以燒結熱管也成為了,因為使用環境而妥協,所使用的熱管。
燒結熱管
溝槽熱管
不過這并不是說燒結熱管的可以隨便彎曲,無所顧忌。任何結構的熱管,對彎折次數,和彎曲角度都是非常敏感的,而每次彎曲都會造成熱管導熱性能的下降。不過,如果盡量保持彎曲部位直徑無變化,或者變化很小,可以把性能下降的程度降到最低。
當然對于彎曲變化來說,圓柱形的外壁變成扁平形狀,也會大幅降低熱傳導性能,因為過大的形變會導致熱管內部的毛細結構部分中斷,這就是為什么絕大多數的筆記本電腦散熱性能都非常差的主要因素。
●散熱性能 非熱管數量取勝
除了熱管的彎曲度,影響熱管導熱性能的參數就是熱管的尺寸,目前主流散熱器都會采用6mm或者8mm熱管。 其實上,熱管直徑的增大,帶來的是熱管毛細內徑的增加,而毛細滲透率也會相應提高,也就提高了熱管的導熱效率。但是需要注意的是,并非熱管越多,管徑越大越好,因為還需要考慮到芯片頂蓋,與熱管的接觸面積,如果熱管受熱面積不均勻,或者熱管的利用率太低,仍然不能有效提散熱效果。所以8mm多熱管的散熱器并不多見(常見的為4個8mm熱管,也有8mm+6mm混合配制)。
當然我們可以舉個例子看看,用一塊顯卡給大家做個簡單的分析。筆者直接從庫房拿出一個目前比較火的微星R9 290X Gaming顯卡,根據介紹說,顯卡的散熱器采用Twin Frozr V散熱系統。那么我們就結合微星的這個Twin Frozr V系統,看下顯卡散熱器是如何合理設計的。
微星R9 290X Gaming顯卡
●看熱管彎曲度
前面我們已經說了一些熱管的特性,那么一款散熱器的是否性能足夠出色,頭一個最重要的就是看熱管,看熱管是彎曲度是否很多,看熱管是否保持圓柱體狀態。
微星R9 290X Gaming顯卡 散熱器
從上面這張圖,我們就能看出這款散熱器使用了1根8mm(最中間那根)和4根6mm直徑的熱管,除了底部進行180度彎折的熱管之外,大部分熱管都是處于較為直通的狀態,并且彎曲度也比較小。相比較其他熱管通通進行180度彎折的“大螃蟹”狀散熱器熱管,較為直通的熱管設計,在散熱性能上,要好的多。
微星R9 290X Gaming顯卡 底座和熱管
不過可能是因為散熱器整體大小尺寸,以及散熱器高度的考慮,散熱器的熱管的升華端,都被扁平化處理了,不過僅僅是熱管的開始一部分被扁平化。所以影響的范圍相對有限。另外如果將顯卡核心熱量的大部分導出到兩段式鰭片的另外一片上,4根熱管的搭配還是足夠的,尤其中間還有一根8mm的熱管,那么導出的熱量會更高效一些。
普通顯卡散熱器熱管處理
普通散熱器來說,由于工藝和成本問題,所以熱管打了幾個彎。當然則樣做的目的其實比較明顯,主要就是讓不明事理的消費看到顯卡的熱管不少,散熱能不錯,但是根本就不知道,原來熱管在內部已經“七扭八歪”了,很是影響散熱的效果。
●看熱管的排布
除了我們需要很直觀的看清顯卡散熱器熱管彎曲度之外,還需要了解一下熱管的分布,如果熱管分布不均,很可能讓散熱器的鰭片散熱的功效喪失不少。當然,通常來講,大廠在做顯卡散熱器是,都會考慮到熱管以及顯卡鰭片導熱是否均勻的問題。不過謹慎起見,還是要多看一眼。
微星R9 290X Gaming顯卡 熱管排布
剛才我們舉過反例的那個顯卡散熱器,就能夠很清晰地看出熱管的分布,非常均勻。而再來看微星的這個R9 290X Gaming顯卡的散熱器熱管分布,比較另類一些。
熱管分布
這里可以稍微做些小說明,顯卡鰭片分為兩段式,其中一端比較容易解釋,熱管的排列成均勻分布,中間8mm熱管,距離兩側6mm熱管的距離稍大一些,主要也是因為8mm熱管攜帶熱量多,傳導在鰭片上的熱量也就大,鰭片熱輻射的面積也就相對要大一些。并且我們可以看到風扇可以直接吹透鰭片,為其散熱。這里的散熱方式比較單一一些。
熱管分布
而在另外一端的鰭片上,這里的情況就相對復雜一些,由于底部有散熱底座,并且與熱管相連接,熱管也被直接“拍扁”,另外能夠從看出底座有大面積的金屬區域與這一側的鰭片相連接,也就是說。在這一端的鰭片,既有根6mm的鰭片進行導熱,同時GPU熱量還能夠通過底座直接傳導到上方的鰭片上,相對比較復雜的復合型工作環境。而相比較普通的結構的散熱方式,這樣的設計,有兩個好處,首先是可能更覺有效的利用底座銅板的導熱能力,而其次是這樣做比較節省材料和制作成本。
●看鰭片工藝
其實無論是對于顯卡散熱器還是CPU散熱器來說,除了熱管質量和排布之外,散熱性能的好賴,還有一個重要的因素,就是鰭片的利用率。前面我們剛說完的熱管分布與鰭片也有著一些聯系。因為對于散熱器來說,把GPU核心的熱量導出來,是一個回事,把如何高效的將熱管冷凝端的熱量,更高效的導入到鰭片上,更是非常重要的一環。如果熱傳導做的不好,那么熱管就會被“熱死”,顯卡也會被熱死。
顯卡鰭片
一般來說,高端、發熱量較大的顯卡,在鰭片的工藝上,都會是用回流焊的技術,將熱管與鰭片直接焊死,這樣會讓熱管與鰭片貼合的更加緊密,熱能的導入更加高效。
散熱器厚度超薄
當然,如果我們用圖片中這款微星R9 290X Gaming顯卡舉例來說,因為散熱器屬于超薄型,所以就需要熱管更加高效的將熱管的熱量,導入到鰭片上,讓鰭片發揮非常好的的功效。另外,還需要注意下鰭片的整體搭扣的質量和密度空隙是否整齊。
傳統扣Fin工藝的顯卡散熱器
相對于中低端的顯卡或者發熱量相對較小的顯卡來說,太高規格的散熱器制作工藝,實在是有點太浪費了。所以一般都是以“扣Fin”這樣的方式讓熱管與鰭片貼合,不過這樣的就會造成鰭片密度不均勻,有些鰭片會與熱管貼合不緊密等等,會影響整體的散熱性能。所以對于微星R9 290X Gaming這樣的高端顯卡,而且還是使用超薄散熱器的顯卡,其鰭片制作工藝需要相當的精良,才能夠滿足顯卡散熱的需要。
對于顯卡散熱器熱管與鰭片需要關注,并且注意的方面基本也就前面我們所說的這些了。不過散熱器是否能夠更好的散熱,還有一個重要因素就是風扇。通常來說,因為顯卡發熱量較大,所以一般的顯卡散熱器風扇的轉速都非常高,增強顯卡的散熱效果,但是這樣做的代價就是噪音過于的吵鬧。所以現在為了更好的用戶體驗,不少廠商都會選擇超薄風扇,主要也是為了能夠有個靜音的效果。
微星R9 290X Gaming顯卡 超薄風扇
但是超薄風扇使用不正確的話,往往就會造成散熱鰭片吹不透,更加影響顯卡散熱器的散熱能力。所以對于高端顯卡來說,如果不想讓散熱器噪音過大,還能夠具有更好的散熱效果,那么也只有一個方法可以選擇, 就是在優化散熱器結構的同時,使用超薄結構的散熱器鰭片,配合使用超薄大風量的風扇。不過這樣的組合,其成本要增加不少,但是散熱效果相當出眾。
微星R9 290X Gaming顯卡 超薄風扇
我們依舊還用微星R9 290X Gaming顯卡舉例。前面我們已經說過,微星R9 290X Gaming顯卡的散熱器的熱管分布,以及彎曲比較合理,并且還有復合的導熱方式,同時熱管與鰭片結合的工藝做的非常出色,所以這一點達到了我們之前說的對散熱器導熱結構進行合理的優化。正式因為散熱器可以做到超薄,所以風扇也能夠使用超薄的設計,也就是微信自己宣傳的Twin Frozr V散熱系統。
散熱器超薄風扇
對于使用超薄風扇來說,靜音是其唯一的目的。而因為顯卡散熱器超薄,所以不需要更大風量的風扇,把鰭片整個吹透,所以風扇不需要很大的風壓就能夠對散熱器進行散熱。另外在散熱風扇的設計上,風扇葉也做了處理。可以減少風噪,提高通風量,并且可以是的整個散熱器系統,在保持高效散熱的同時,還能夠兼顧靜音的效果。
最后總結:其實對于一款顯卡來說,性能參數固然重要,但是對于如何更加迎合用戶,提供給用戶更加舒適的使用體驗,我覺得才是一款產品是否用心的根本。而對于我們玩家來說,及時顯卡性能再高,但是實際使用起來卻因為其他小問題,讓我們自己苦惱不已,這樣的話就太得不償失了。所以說,一款顯卡是否出色,是綜合性的。而一款顯卡是否優秀,是由用戶通過人民幣來投票的。<
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