顯卡預防中暑!主流散熱器優(yōu)缺點解析
泡泡網(wǎng)顯卡頻道7月18日 隨著天氣的炎熱,主機的散熱問題也越來越受到人們的關注;主機中兩個發(fā)熱大戶:一個為CPU,另一個為顯卡。針對CPU的散熱方案目前比較全面,種類也非常多。而針對顯卡的散熱方案,了解的人卻知之甚少。一般就是廠商設計什么樣,大家就用什么樣的。(個別網(wǎng)友也會動手更換散熱器)而顯卡性能成倍地增長、高強度的應用需求、(大型3D游戲)再加上高溫環(huán)境,都促使了顯卡“高燒不退”局面的產(chǎn)生。(新工藝在溫度控制方面比較占優(yōu)勢)那么如何解決硬件芯片發(fā)熱問題,便成為眾人都關注的話題。
目前,顯卡市場上,各種造型、樣式的散熱器種類繁多,那么不同的顯卡散熱器有著怎樣的優(yōu)缺點,他們的散熱效果又如何呢?今天筆者就對這幾種散熱器做一個簡單的分析,為近期購買顯卡的朋友提供些參考。
對于如何解決顯卡散熱問題,除了利用較好的散熱材料外,還需要特別注意散熱配件布局的設置,只有做好系統(tǒng)的最優(yōu)散熱配置,才能讓你的顯卡不再是高燒不退。
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盡管顯卡散熱器(風冷)種類繁多,但它們不外乎由以下幾個部分組成:散熱片、風扇、熱管。
1、散熱片:散熱片是風冷散熱器的必備組件。它的作用主要是儲存熱量和增大散熱面積。散熱片在發(fā)展過程中,逐漸形成成了普通的散熱片和薄型鰭片兩種。其中前者主要出現(xiàn)在中低端顯卡上,而薄型鰭片往往會和熱管搭配使用,多出現(xiàn)在中高端顯卡上。
2、熱管:但是僅僅依靠散熱片進行散熱,還是不能夠滿足日益升溫的顯卡需求。首先散熱片自身熱傳遞速度非常慢,其次散熱片與核心接觸部分存在巨大溫差,這樣就勢必會影響散熱效果。而采用熱管直接與顯示芯片接觸,(發(fā)熱源)將核心熱量迅速轉移到鰭片上,要比單純依靠散熱片快十幾倍。
PS:熱管一般為純銅材質,內部為真空狀態(tài),熱管壁為毛細結構(吸熱以及揮發(fā)作用),熱管的管徑主要有8mm、6mm兩種,一般來說管徑越粗導熱能力越強。
3、風扇:風扇主要是依靠旋轉讓氣流流動,從而帶走散熱片上的熱量。風扇的內部結構(滾珠軸承、液壓軸承、陶瓷軸承等)風量、轉速、噪音值,都是影響顯卡散熱的重要指標。一般來說風扇的壽命:滾珠軸承>陶瓷軸承>液壓軸承;風扇的尺寸越大,散熱效能越高,噪音也就越低。另外,風扇的轉速大小直接決定著風量以及噪音的大小。
“風扇+散熱片”結構歷史非常長久,它從顯卡誕生時就開始大規(guī)模使用,(一直沿用至今)除了體積和工藝的變化外,基本布局還是延續(xù)了“風扇+散熱片”的造型。
早期的“風扇+散熱片”結構屬于比較“規(guī)矩”的類型。比如一大塊鑄鋁或者銅芯搭配鑄鋁的散熱鰭片,形成圓形或者方形的外觀,然后在中間圓形凹槽中放置風扇。這種經(jīng)典結構的最大優(yōu)勢在于能夠很好地利用風流,風扇向四周吹出的風都可以帶走散熱片上的熱量。
但是隨著顯卡發(fā)熱不斷上升,單純依靠“散熱片+風扇”的散熱方式,變得難以滿足顯卡散熱需求。因此,一些廠商對散熱片的結構做出了改進——常見的改進方式是,將散熱片的底部貫穿銅管或者做成純銅底座,然后再將銅管與散熱鱗片通過回流焊的方式連接。這種設計結構使得熱管將熱量從核心導出,然后迅速的傳導到散熱鱗片上,再通過風扇旋轉產(chǎn)生氣流,將鰭片上的熱量迅速帶走。此種散熱方式相比傳統(tǒng)的散熱片加風扇的方式散熱效果更為出色。
上面從散熱器構成的角度作的簡短分析,下面讓我們以散熱器排除熱量的方式進行下劃分——顯卡散熱器以熱量排出方式來劃分,可以分為外排散熱方案和內排散熱方案。
其實我們可以將“內排、外排”簡單的理解為:顯卡散熱器排出的熱量存在于機箱中,需要機箱風扇吹到機箱外的稱為內排;顯卡散熱器排出的熱量直接排放的機箱外,不需要額外的機箱風扇(向外吹)稱為外排。
外排式散熱器拆解
外排式散熱方案相對較少,比較常見的是公版顯卡的側吹式散熱結構(渦輪風扇+導流罩+散熱片)。側吹散熱器利用渦輪風扇旋轉產(chǎn)生的側向風流,從機箱內部吸風,然后經(jīng)過導風槽和鰭片、熱管等,將熱量通過顯卡尾部的出風口排出至機箱外部。雖然,外排式散熱器可以將顯卡的熱量直接排到機箱外,讓熱量盡可能少地在機箱內部駐留。(看似是最合適的散熱方案)但限于技術水平的原因,外排散熱方案的噪音和溫度的控制水平還不夠理想,并且外排式散熱器的結構和形式都比較單一。
內排式顯卡散熱器
內排式散熱方案就相對多得多了,這也是目前大部分顯卡采用的散熱方法。內排散熱在機箱內進行空氣交換,利用機箱風道將熱量排出。其優(yōu)點是設計比較寬松,基本上不存在風道限制;缺點是會將絕大部分熱量留在機箱內部,從而影響到其它硬件的散熱。雖然這種方式在理論上算不上足夠完美,但內排散熱方案的自由度,是外排散熱方案難以比擬的。由于開放式設計具有更多樣的搭配方式,在散熱器材料和風扇種類的選用上也有著較大的靈活性,各廠家可以根據(jù)芯片的溫度和PCB類型選用合適的散熱器。
談完了散熱器的結構之后,筆者為大家談談散熱風扇的安裝位置——散熱器風扇根據(jù)安裝位置的不同,分為嵌入式風扇和懸掛式風扇兩種。嵌入式風扇通常被安置在顯散熱器鱗片凹槽內部。而懸掛式風扇則被安置在顯卡散熱器的頂部(或底部),風扇以懸掛的模式放置在散熱器上(或者下面)。
嵌入式風扇的好處是,風扇處于散熱器的內部(離顯卡核心近),能夠迅速產(chǎn)生氣流,從而直接作用于顯示核心;但是此種散熱結構也存在著缺點,由于風扇安置的位置距離散熱鱗片的末端較遠,從而造成散熱鱗片末端的熱量淤積,致使散熱能力大打折扣。另外嵌入式風扇也容易產(chǎn)生灰塵。
風扇懸掛在散熱器底部
懸掛式風扇分為兩種,一種為風扇懸掛在散熱器的頂部(例如雙敏的HD7750顯卡),一種為散熱器懸掛在散熱器的底部(例如耕昇的GTX560TI關羽版);懸掛式風扇的數(shù)量一般為兩到三枚,能夠很好的照顧到整個散熱片,同時時懸掛式風扇還可以有效的減少灰塵的介入,是眾多的顯卡散熱器廠商使用的方案。
雙敏的懸掛散熱器
但是,懸掛式風扇也存在著致命的缺點——由于懸掛式風扇大多采用和顯卡固定支架一體化設計,這樣的設計的弊端就是更換顯卡風扇的時候需要連同散熱器支架一起更換。
國內知名顯卡廠商雙敏,就將旗下的顯卡散熱器全部升級為逆流懸掛式結構,并且在顯卡散熱器的外形的上進行創(chuàng)新(跑車造型),將藝術以技術完美的結合。另外雙敏集團還承諾,當顯卡風扇出現(xiàn)故障的時候,為用戶免費更換散熱器。
除了公版的渦輪散熱和大眾化的開放式散熱器外,針對一些低端型號顯卡,廠家也會采用放射狀太陽花散熱鰭片,這也是目前低端顯卡上較常見的一種散熱方式,通過與GPU的接觸面,將底部GPU熱量散發(fā)至散熱鰭片,然后再通過散熱風扇將熱量帶走。
太陽花散熱器結構
該類型散熱器具有成本較低,外形小巧等特點,由于采用開放式設計,沒有面蓋遮擋,所以在除塵清理方面也比較方便。該類型又分為比較簡單的純鋁散熱鰭散熱器和熱管配合鋁鰭散熱的散熱器兩種。由于具有較好的通透性,這種開放式的散熱系統(tǒng)在CPU散熱器上使用比較流行;但是此種散熱器也存在著較大的缺點,由于顯卡風扇位于鱗片凹陷處,這樣使得顯卡的鱗片的面積減少,從而會直接的減少散熱片面積。
被動式散熱器結構
全靜音散熱系統(tǒng)也就是我們常說的被動散熱系統(tǒng),該系統(tǒng)一部分應用在低功耗低發(fā)熱的顯卡上,一部分應用在針對特殊消費群體需要的全靜音顯卡上。該散熱系統(tǒng)具有絕對靜音的特點,特別適合喜歡靜音的玩家使用,在使用環(huán)境中,該散熱系統(tǒng)產(chǎn)品不會發(fā)出任何噪音,能給用戶帶來極為完美的靜音體驗。譬如,針對市面上發(fā)熱量比較低的HD6450和GT610顯卡,大部分廠商都會采用全靜音散熱片的散熱模式。
而針對一些發(fā)熱較大的中高端顯卡,如果要打造全靜音系統(tǒng),那就必須采用多熱管和大面積散熱鰭結合的散熱模式來為顯卡進行散熱。當熱量通過底座及熱管導熱至鰭片各處,再通過鰭片的發(fā)散性放熱來降低顯卡溫度。但是被動式顯卡散熱器的效能相比主動散熱系統(tǒng)還是存在一定的差距,因為被動式顯卡散熱器對機箱風道的依賴性非常強。
無論是對于普通DIY玩家還是骨灰級用戶來說,水冷散熱方案都具有極大的吸引力,水冷散熱系統(tǒng)不僅可以完全解決CPU和顯卡等硬件的發(fā)熱問題,還能帶來低噪音的運行環(huán)境。而且目前市面上很多水冷方案都加入了炫彩LED燈效果,所以水冷方案帶來的不僅是性能的提升,更是能夠帶來全新高品質DIY的體驗。
水冷散熱方案的散熱相比風冷散熱更加高效,水冷系統(tǒng)包括有水冷頭、軟管、動力泵和水冷液等配件,通過水泵強制水冷管中液體的流動來進行熱量發(fā)散。
水冷散熱系統(tǒng)在打造靜音和絢麗色彩效果方面具有獨到之處,不過由于目前水冷配件價格還是相當昂貴,所以在水冷系統(tǒng)的運用上并沒有大面積普及,往往僅在一部分骨灰級玩家中小范圍流行,不過也有部分真正的DIY高手親自動手打造水冷配件,這樣的經(jīng)典案例也在不斷上演。
另外水冷散熱設備,對水冷泵的要求比較高,好的水冷泵是熱循環(huán)的關鍵,同時也決定著散熱器噪音的大小。另外水冷設備一旦漏液,會對主機內的硬件造成破壞。
小結:以上就是筆者對顯卡散熱器的解析,希望能夠給各位玩家?guī)硪欢ǖ膮⒖肌S脩粼谶x擇顯卡散熱器時,可以根據(jù)自己的自身需求合理選擇,以便達到自己最理想的散熱效果。■<
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