内行看门道!显卡散热器优劣科普进阶篇
泡泡网显卡频道1月9日 大多数人可能都想不到,其实最原始的显卡完全没有散热器,和原始社会的野人一样裸奔!后来当人们不再满足单一色彩的时候,当大家厌倦了呆板的2d图像的时候,这些欲求的不满就不断激励着最新技术的发展,也促进了显卡行业爆发性的发展。从最初简单的显示功能到如今疯狂的3d速度,显卡性能飞跃的同时,显示芯片所用的晶体管数目也成几何数量级式增长,现在最强的gpu核心晶体管已经达到十亿的数量级!
性能大幅增加的同时,功耗发热的问题也日渐凸显,在pc主机当中,显卡成了发热量最大的硬件,显卡的散热器也是越做越大。这是因为同样的核心,散热器性能的高低,往往会决定显卡性能发挥的水平,而且也会影响显卡使用时的静音效果,甚至是显卡本身的寿命。如何判断一款散热器的优劣也成了挑选显卡最重要的问题,那么今天笔者就给大家科普一下这方面的知识,看看一款出色的显卡散热器应该具备什么样的素质。
目前90%以上的散热器,使用的都是热管结构的散热器。所以要研究散热器,不得不从它的重要组件——热管说起。
●热管工作原理
热管技术是1963年美国 losalamos国家实验室的g.m.grover发明的。它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。
热管工作原理细节
单从热传导来讲,银是导热最快的金属或者合金,其次是铜。但不管是那种单一材料都远远不如热管的导热效率。因为一般热管由管壳、吸液芯和端盖组成。热管内部是被抽成负压状态,充入适当的液体,这种液体沸点低,容易挥发。管壁有吸液芯,其由毛细多孔材料构成。热管一段为蒸发端,另外一段为冷凝端,当热管一段受热时,毛细管中的液体迅速蒸发,蒸气在微小的压力差下流向另外一端,并且释放出热量,重新凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段,如此循环不止,热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的,热量可以被源源不断地传导开来。热管就是利用蒸发制冷,使得热传递和对流同时进行,以最快的速度平衡热管两端的温度差,从而实现热量的快速传导。
市场上常用的热管类型有两种,一种是“烧结热管”,另一种是“沟槽热管”。在直通的情况下,沟槽热管的导热效率要比烧结热管的导热效率高出很多。
●常用热管分类
但是目前市场上90%的散热器都在使用“烧结热管”,因为我们使用的散热器热管,为了散热器体积和使用环境的考虑,不得不需要热管可以进行弯折,而这是沟槽热管的致命伤。对于沟槽热管来说,弯曲90度导热性能甚至只能达到原来性能的1/2。
烧结热管 & 沟槽热管
不过这并不是说烧结热管的可以随便弯曲。任何结构的热管每次弯曲都会造成导热性能的下降。其次热管的尺寸对热管导热性能的影响也很大,目前主流散热器都会采用6mm或者8mm热管,热管直径的增大带来的是热管毛细内径的成倍增加。
从上面这张图,我们就能看出左边微星r9 290x的散热器使用了1根8mm(最中间那根)和4根6mm直径的热管,除了底部进行180度弯折的热管之外,大部分热管都是处于较为直通的状态,并且弯曲度也比较小。相比较其他热管通通进行180度弯折的“大螃蟹”状散热器热管,较为直通的热管设计在散热性能上要好的多。热管打了几个弯,看起来热管数量很多,但在内部“七扭八歪”的时候散热效率已经损失很多了。
结论:用更“直”一些,更“粗”一些热管的散热器,散热效率更高!
●鳍片的学问:“扣fin”和焊接有讲究
其实无论是对于显卡散热器还是cpu散热器来说,除了热管质量和排布之外,散热性能的好赖,还有一个重要的因素,就是鳍片的利用率。对于散热器来说,把gpu核心的热量导出来是一回事,把如何高效的将热管冷凝端的热量,更高效的导入到鳍片上更是非常重要的一环。如果热传导做的不好,那么热管效率再高也是白搭。
一般来说发热量较大的显卡,在鳍片的工艺上都会使用回流焊的技术,将热管与鳍片直接焊死,这样会让热管与鳍片贴合的更加紧密,热能的传导效率更高。
传统扣fin工艺的显卡散热器
相对于中低端的显卡或者发热量相对较小的显卡来说,高规格的散热器制作工艺实在是有点大材小用了。所以用“扣fin”这样的简单方式让热管与鳍片贴合也不失为一种捷径,不过这样做对于工艺的要求就非常高了,如果制造工艺水平上不去造成鳍片密度不均匀,或是个别鳍片出现与热管贴合不紧密的现象,就会大大影响整体的散热性能。
结论:焊死的>“扣fin”的,同是“扣fin”的看结合部是否紧密。
除了热管设计和散热鳍片以外,散热器是否能够更好的散热还有一个重要因素就是风扇。显卡散热器风扇的转速越高散热能力越强,但是这样做的代价就是噪音过大,10cm超大、超薄、低转速风扇则是在静音和风量上兼顾的产品。
但是超薄风扇使用不正确的话,往往就会造成散热鳍片吹不透,更加影响显卡散热器的散热能力。所以超薄风扇搭配超薄结构的散热器鳍片是不错的选择。
对于使用超薄风扇来说,静音是其重要目的。而因为显卡散热器超薄,所以不需要更大风量的风扇,把鳍片整个吹透,所以风扇不需要很大的风压就能够对散热器进行散热。另外在散热风扇的设计上,风扇叶也做了优化。可以使整个散热器系统在保持高效散热的同时,还能够兼顾静音的效果。
结论:同样风量大尺寸慢转速的风扇比小尺寸高转速的风扇噪音更低,风扇和散热器也要“门当户对”,厚薄适宜。
●好用才是王道:除尘和耐久一个都不能少
事实上如果不是极限超频,显卡正常工作中,即使很次的原装散热器的效率都能满足核心散热需求,只有一种情况例外——散热器坏了!这可不是开玩笑,因为只要电脑开启,风扇就要一刻不停的运转……。哦错了,也有的显卡不是这样,比如微星gtx970 gaming。
微星的刀锋系列风扇已经进化到第三代, zerofrozr technology (零噪空间)技术的采用让微星gtx970在低负载时风扇停转,实现了真正的零噪音,其实除了玩3d游戏以外,上网看电影,甚至是玩轻量级的游戏gtx970显卡核心负载都不大,晚上睡觉挂机下载更是能绝对的显卡无噪音,这样做也能延长扇叶寿命,减少模块尘垢。
结论:选择可以智能停转的散热器,不仅噪音低,而且寿命长。
●开机风扇全速逆转,我的显卡坏了吗?
开机的前30秒,风扇是反方向高速运转的,可以听到明显的风扇噪音。放心这不是显卡坏了,而是twinfrozr v散热器的独门秘籍——风遁 · 逆转除尘术!
灰尘的堆积对于散热器极为不利,散热效率降低以后热量散热不及时,智能温控程序会增加风扇转速,这样不仅会让噪音增大到难以忍受的地步,严重的时候还会让gpu核心超温,出现不应该的卡顿死机,除尘看似小功能,实际用途却比很多华而不实的功能要大的多。
结论:在网吧等多尘环境中高负载使用的电脑,反转除尘技能必不可少。
全文总结:其实对于一款显卡来说,性能参数固然重要,但是对于如何更加迎合用户,提供给用户更加舒适的使用体验,才是一款产品是否用心的根本。即使显卡性能再高,但是实际使用起来却因为一些小问题苦恼不已,这样的话就太得不偿失了。显卡散热器在用户体验方面起着至关重要的作用,选一款散热器优秀的显卡,才能玩的舒心,用的长久。■<