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    从高端卡看散热 《显卡散热识别》速成班

      [  中关村在线 原创  ]   作者:  |  责编:赵剑楠
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      假如你买了一片显卡,回来之后才发现散热差怎么办?假如不通过专业温度测试,你如何能够判断显卡的大概散热能力呢?为什么玩家都有一种共识,顶级非公版显卡的散热一般都比公版显卡强呢?其实只要给出显卡风扇拆解图,懂行的人都能大概判断出孰优孰劣,这不是经验,而是一种学问,这门学问其实并不难!

    从高端卡看散热 《显卡散热识别》速成班

      常见的显卡散热无非三类:风冷、水冷、液氮。风冷是最为普遍的散热方式,主要靠风扇气流进行散热;而水冷则相对高端,散热效果也更好,不过成本也更高,而且组装困难,因此水冷还并未成为标配,但是在未来,水冷或许将代替风冷形成普及之势;液氮散热,那就离普通玩家太遥远了,液氮一般只存在部分专业的超频领域,用于挑战显卡极限频率,跟普通玩家也没多大关系了。风冷散热就是今天的主题。

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      要想学会分辨显卡散热设计优劣,做到以下三点就够了。一、了解显卡风冷散热的原理;二、了解散热器各部件的组成和功能;三、综合判断显卡风冷散热能力。做到这三点,给你一片显卡的风扇和拆解图,即使不用测试,你也能自行分辨其大概的散热能力。

      下面,就以索泰GTX1080-8GD5X PGF这款高规格堆料显卡为活教材,来一一认识风冷散热设计。

    首先要了解的是显卡风扇的散热原理

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      风冷散热主要针对的是显卡的核心GPU散热,辅以显存以及供电电路的元件散热,其主要的工作原理就是通过热管将GPU核心温度迅速的传到至显卡散热鳍片之上,再由大面积的散热鳍片均匀热量,然后通过显卡风扇的风流带走鳍片上的热量,反复循环,让显卡GPU达到快速散热的效果。其实水冷也差不多,只不过水冷导热是通过流过水冷头的水冷液,效果更好。

      总结起来也很简单,风冷散热的原理其实就是三个步奏:吸热——导热——散热。

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      当然在部分显卡之上还把风冷散热用在了其他的地方,比如索泰的独家散热技术3D-Storm立体散热引擎,就在显卡的背面供电电路和GPU核心PCB背面增加了两个小风扇,用直吹的方式辅助PCB进行散热,配合合金导热背板,有效降低PCB温度。

      熟悉原理之后,就开始对显卡基本散热部件展开了解。

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      组成显卡散热器的四大基本部件:风扇、热管、铜底、鳍片。每个显卡厂商的显卡散热器设计都不相同,外观不同、用料不同、风扇扇叶不同、铜管规格不同、散热器鳍片设计、焊接工艺等等都有不同,散热能力也不尽相同。表面上看,很难判断两款显卡散热能力。

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      其实不然,万事离不开一个殊途同归的道理。这就是认识部件的重要性,比如风扇是用来提供风流的,风扇直径一样的话,三个风扇一定会比一个风扇风量更大,热管是用来导热的,如果热管直径一样的话,5根热管导热一定比2根热管更快,鳍片是用来均热和散热的,鳍片表面积越大,那么与空气接触面就越大,自然散热效果就越好。其实仅凭眼睛和图片判断显卡散热能力,靠的就是这些。

    风扇是散热器中最主要的组成部分

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      目前常见的风扇大致分为两种,一种是公版显卡一直情有独钟的涡轮风扇,NVIDIA和AMD的公版显卡都喜欢用涡轮风扇,似乎已经成为了一种习惯或者可以说是信仰。另外一种就是非公版显卡最为普遍的轴流扇叶风扇。

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      涡轮风扇是离心式的工作原理,好处就是提供风流的同时保证出风口压力,穿透力更强,但是这种风扇必须要设计专门的导流外壳,让显卡散热器的内部形成一个类似的闭合风流回路,冷风从风扇口进,热风从显卡挡板出,不会造成严重积热情况,缺点是转速高风量大,噪音也非常明显,因此公版显卡风扇拉满往往都会听到烦人的噪声。

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      轴流风扇较为常见,也是应用最为普遍的风扇,这种风扇结构相对开放,不像涡轮风扇那样一端进风一端出风,风流比较紊乱,但是胜在直径大,噪音小,而且就是这样不稳定的风流可以更好的配合密集的鳍片进行全方面的散热。

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      风扇扇叶的不同,风扇噪音和风量也会不同,在这方面,各非公显卡厂商在自家非公版显卡风扇的设计上都不遗余力。这也是为什么不同品牌之间你很难看到一样的显卡风扇的原因,即使是同一个品牌中的不同系列显卡风扇也不一样,索泰的霹雳版显卡上用的是双刃刀锋扇叶,大小子母扇叶设计,可以降低噪音和粉尘附着。

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      而在索泰的高端的至尊系列显卡上,则是使用了其独家的全域干涉风扇组合,两种不同形状的风扇正反转搭配旋转,令风流无死角的吹透整个散热鳍片,避免热量聚积,GTX1080 PGF OC在超频测试中,风扇拉到100%转速,噪音也在可接受的范围,比公版涡轮的电吹风低几个数量级。这就是特殊处理的风扇的特点。各家都不一样。

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      随着NVIDIA Maxwell架构核心的诞生,显卡能耗比大幅提升,核心发热更小,为了兼顾噪音和显卡温度,NVIDIA在GTX900系列显卡之上还加入风扇低温启停技术,而这个技术也被部分厂商延续至了目前最新的GTX1000系列显卡之上,索泰的Freeze!风扇启停技术,在显卡低负载和低温情况下风扇完全停转,大大降低了显卡噪音。

    热管是显卡散热器的血管,起到吸热导热的作用

      如何把接触面积那么小的GPU发出的大量热量快速的吸收并导出是显卡散热设计的重要环节,而风冷散热器很多都是借用热管来完成这一项工作的。

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      常见的热管有烧结热管和沟槽式热管,烧结热管效率更高。封闭的热管内部有部分水,与高温GPU接触液体气化吸热,而气化的液体在热管内部流动渐渐放热冷凝,把温度传遍整条热管,从而达到吸热和导热的目的。因此热管的数量和直径直接决定了显卡导热效率。热管越多,直径越大导热效率就越高。

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      热管与GPU的接触方式同样重要,直接影响着导热效率,而比较常见的方式一般为两类,一类是热管直触,可直接与GPU接触,主要优点就是较低的成本。但是在热管数量多的时候,热管横截面积远远大于显卡的GPU核心面积时,热管直触的设计就有些不好用了。举个列子,5根热管跟GPU直触,但是GPU核心职能接触到其中三根,那么另外两根热管就相当于打酱油的,完全浪费,导热效率大打折扣。这个时候就会用到另外一种接触方式。

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      第二种接触方式就是铜底接触导热,比如索泰的1080 PGF OC显卡运用了8+6mm直径的5根热管来进行导热。5根热管的横截面积远远大于GPU的核心面积。因此,要保证5根热管都能发挥出同样的导热性能,借助一个纯铜散热铜底,热管紧密镶嵌与铜底之中,再由铜底全覆盖接触GPU,保证最佳的传热效果,尽管这种处理方式会有较高的成本。

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      热管的弯折程度也会影响导热效率,由于热管内部是由水汽流动进行导热的,因此,尽量避免热管弯折可以使热管导热效率发挥到最佳。虽然显卡散热器设计中,弯折是不可避免,但不可避免的情况下,尽可能减少热管弯折的幅度。像GTX1080 PGF OC这样的横向贯穿式热管设计,就是尽可能减少热管弯折而设计的,能快速的将GPU温度导出至鳍片之上。

      而部分显卡则是采用的纵向贯穿热管设计,而且裸露在空气中的部分严重影响了热管的导热效率。看似整齐的排列在一起的热管,实则导热效率并不出色。    

    鳍片是显卡散热器的经脉骨骼

      正是通过这些庞大的经脉和骨骼把热量传遍整个散热器,并由风扇风流导出显卡之外。

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      决定鳍片导热和散热效率的就是鳍片的空气接触面积、与热管的接触面积、热管与鳍片的焊接工艺三个重要的因素。鳍片空气接触面积越大,导热散热效能越高,简单来说就是鳍片的高度和密集程度;而与热管的接触面积越大,导热效率也会月高,前面提到的横排热管和纵排热管的方式就明显可以看出,横向排列的热管与鳍片的接触更充分。

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      热管与鳍片的焊接也很重要,因为热管和鳍片是无法一体成型生产的,因此在接触时难免会产生空隙影响导热效率,所以很多显卡都做了热管鳍片焊接处理,目的就是通过焊接工艺把鳍片和热管更紧密的结合在一起,增强导热效率,在索泰PGF这样的高端显卡上都可以看到这一技术。当然也有部分显卡为了节省成本和缩短生产工序而忽略这一步的。 

      如果能看到这里,那么恭喜你,你基本已经能够仅凭图片和散热器参数来判断一款显卡的基本散热能力了。不信?你可以随便找两片卡试试!

    vga.zol.com.cn true http://vga.zol.com.cn/590/5905827.html report 6357   假如你买了一片显卡,回来之后才发现散热差怎么办?假如不通过专业温度测试,你如何能够判断显卡的大概散热能力呢?为什么玩家都有一种共识,顶级非公版显卡的散热一般都比公版显卡强呢?其实只要给出显卡风扇拆解图,懂行的人都能大概判断出孰优孰劣,这不是经验,...
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