显卡预防中暑!主流散热器优缺点解析

作者:365手机版发布日期:2021-02-08 16:07

  泡泡网显卡频道7月18日随着天气的炎热,主机的散热问题也越来越受到人们的关注;主机中两个发热大户:一个为CPU,另一个为显卡。针对CPU的散热方案目前比较全面,种类也非常多。而针对显卡的散热方案,了解的人却知之甚少。一般就是厂商设计什么样,大家就用什么样的。(个别网友也会动手更换散热器)而显卡性能成倍地增长、高强度的应用需求、(大型3D游戏)再加上高温环境,都促使了显卡“高烧不退”局面的产生。(新工艺在温度控制方面比较占优势)那么如何解决硬件芯片发热问题,便成为众人都关注的话题。

  目前,显卡市场上,各种造型、样式的散热器种类繁多,那么不同的显卡散热器有着怎样的优缺点,他们的散热效果又如何呢?今天笔者就对这几种散热器做一个简单的分析,为近期购买显卡的朋友提供些参考。

  对于如何解决显卡散热问题,除了利用较好的散热材料外,还需要特别注意散热配件布局的设置,只有做好系统的最优散热配置,才能让你的显卡不再是高烧不退。

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  尽管显卡散热器(风冷)种类繁多,但它们不外乎由以下几个部分组成:散热片、风扇、热管。

  1、散热片:散热片是风冷散热器的必备组件。它的作用主要是储存热量和增大散热面积。散热片在发展过程中,逐渐形成成了普通的散热片和薄型鳍片两种。其中前者主要出现在中低端显卡上,而薄型鳍片往往会和热管搭配使用,多出现在中高端显卡上。

  2、热管:但是仅仅依靠散热片进行散热,还是不能够满足日益升温的显卡需求。首先散热片自身热传递速度非常慢,其次散热片与核心接触部分存在巨大温差,这样就势必会影响散热效果。而采用热管直接与显示芯片接触,(发热源)将核心热量迅速转移到鳍片上,要比单纯依靠散热片快十几倍。

  PS:热管一般为纯铜材质,内部为真空状态,热管壁为毛细结构(吸热以及挥发作用),热管的管径主要有8mm、6mm两种,一般来说管径越粗导热能力越强。

  3、风扇:风扇主要是依靠旋转让气流流动,从而带走散热片上的热量。风扇的内部结构(滚珠轴承、液压轴承、陶瓷轴承等)风量、转速、噪音值,都是影响显卡散热的重要指标。一般来说风扇的寿命:滚珠轴承陶瓷轴承液压轴承;风扇的尺寸越大,散热效能越高,噪音也就越低。另外,风扇的转速大小直接决定着风量以及噪音的大小。

  “风扇+散热片”结构历史非常长久,它从显卡诞生时就开始大规模使用,(一直沿用至今)除了体积和工艺的变化外,基本布局还是延续了“风扇+散热片”的造型。

  早期的“风扇+散热片”结构属于比较“规矩”的类型。比如一大块铸铝或者铜芯搭配铸铝的散热鳍片,形成圆形或者方形的外观,然后在中间圆形凹槽中放置风扇。这种经典结构的最大优势在于能够很好地利用风流,风扇向四周吹出的风都可以带走散热片上的热量。

  但是随着显卡发热不断上升,单纯依靠“散热片+风扇”的散热方式,变得难以满足显卡散热需求。因此,一些厂商对散热片的结构做出了改进——常见的改进方式是,将散热片的底部贯穿铜管或者做成纯铜底座,然后再将铜管与散热鳞片通过回流焊的方式连接。这种设计结构使得热管将热量从核心导出,然后迅速的传导到散热鳞片上,再通过风扇旋转产生气流,将鳍片上的热量迅速带走。此种散热方式相比传统的散热片加风扇的方式散热效果更为出色。

  上面从散热器构成的角度作的简短分析,下面让我们以散热器排除热量的方式进行下划分——显卡散热器以热量排出方式来划分,可以分为外排散热方案和内排散热方案。

  其实我们可以将“内排、外排”简单的理解为:显卡散热器排出的热量存在于机箱中,需要机箱风扇吹到机箱外的称为内排;显卡散热器排出的热量直接排放的机箱外,不需要额外的机箱风扇(向外吹)称为外排。

  外排式散热方案相对较少,比较常见的是公版显卡的侧吹式散热结构(涡轮风扇+导流罩+散热片)。侧吹散热器利用涡轮风扇旋转产生的侧向风流,从机箱内部吸风,然后经过导风槽和鳍片、热管等,将热量通过显卡尾部的出风口排出至机箱外部。虽然,外排式散热器可以将显卡的热量直接排到机箱外,让热量尽可能少地在机箱内部驻留。(看似是最合适的散热方案)但限于技术水平的原因,外排散热方案的噪音和温度的控制水平还不够理想,并且外排式散热器的结构和形式都比较单一。

  内排式散热方案就相对多得多了,这也是目前大部分显卡采用的散热方法。内排散热在机箱内进行空气交换,利用机箱风道将热量排出。其优点是设计比较宽松,基本上不存在风道限制;缺点是会将绝大部分热量留在机箱内部,从而影响到其它硬件的散热。虽然这种方式在理论上算不上足够完美,但内排散热方案的自由度,是外排散热方案难以比拟的。由于开放式设计具有更多样的搭配方式,在散热器材料和风扇种类的选用上也有着较大的灵活性,各厂家可以根据芯片的温度和PCB类型选用合适的散热器。

  谈完了散热器的结构之后,笔者为大家谈谈散热风扇的安装位置——散热器风扇根据安装位置的不同,分为嵌入式风扇和悬挂式风扇两种。嵌入式风扇通常被安置在显散热器鳞片凹槽内部。而悬挂式风扇则被安置在显卡散热器的顶部(或底部),风扇以悬挂的模式放置在散热器上(或者下面)。

  嵌入式风扇的好处是,风扇处于散热器的内部(离显卡核心近),能够迅速产生气流,从而直接作用于显示核心;但是此种散热结构也存在着缺点,由于风扇安置的位置距离散热鳞片的末端较远,从而造成散热鳞片末端的热量淤积,致使散热能力大打折扣。另外嵌入式风扇也容易产生灰尘。

  悬挂式风扇分为两种,一种为风扇悬挂在散热器的顶部(例如双敏的HD7750显卡),一种为散热器悬挂在散热器的底部(例如耕昇的GTX560TI关羽版);悬挂式风扇的数量一般为两到三枚,能够很好的照顾到整个散热片,同时时悬挂式风扇还可以有效的减少灰尘的介入,是众多的显卡散热器厂商使用的方案。

  但是,悬挂式风扇也存在着致命的缺点——由于悬挂式风扇大多采用和显卡固定支架一体化设计,这样的设计的弊端就是更换显卡风扇的时候需要连同散热器支架一起更换。

  国内知名显卡厂商双敏,就将旗下的显卡散热器全部升级为逆流悬挂式结构,并且在显卡散热器的外形的上进行创新(跑车造型),将艺术以技术完美的结合。另外双敏集团还承诺,当显卡风扇出现故障的时候,为用户免费更换散热器。

  除了公版的涡轮散热和大众化的开放式散热器外,针对一些低端型号显卡,厂家也会采用放射状太阳花散热鳍片,这也是目前低端显卡上较常见的一种散热方式,通过与GPU的接触面,将底部GPU热量散发至散热鳍片,然后再通过散热风扇将热量带走。

  该类型散热器具有成本较低,外形小巧等特点,由于采用开放式设计,没有面盖遮挡,所以在除尘清理方面也比较方便。该类型又分为比较简单的纯铝散热鳍散热器和热管配合铝鳍散热的散热器两种。由于具有较好的通透性,这种开放式的散热系统在CPU散热器上使用比较流行;但是此种散热器也存在着较大的缺点,由于显卡风扇位于鳞片凹陷处,这样使得显卡的鳞片的面积减少,从而会直接的减少散热片面积。

  全静音散热系统也就是我们常说的被动散热系统,该系统一部分应用在低功耗低发热的显卡上,一部分应用在针对特殊消费群体需要的全静音显卡上。该散热系统具有绝对静音的特点,特别适合喜欢静音的玩家使用,在使用环境中,该散热系统产品不会发出任何噪音,能给用户带来极为完美的静音体验。譬如,针对市面上发热量比较低的HD6450和GT610显卡,大部分厂商都会采用全静音散热片的散热模式。

  而针对一些发热较大的中高端显卡,如果要打造全静音系统,那就必须采用多热管和大面积散热鳍结合的散热模式来为显卡进行散热。当热量通过底座及热管导热至鳍片各处,再通过鳍片的发散性放热来降低显卡温度。但是被动式显卡散热器的效能相比主动散热系统还是存在一定的差距,因为被动式显卡散热器对机箱风道的依赖性非常强。

  无论是对于普通DIY玩家还是骨灰级用户来说,水冷散热方案都具有极大的吸引力,水冷散热系统不仅可以完全解决CPU和显卡等硬件的发热问题,还能带来低噪音的运行环境。而且目前市面上很多水冷方案都加入了炫彩LED灯效果,所以水冷方案带来的不仅是性能的提升,更是能够带来全新高品质DIY的体验。

  水冷散热方案的散热相比风冷散热更加高效,水冷系统包括有水冷头、软管、动力泵和水冷液等配件,通过水泵强制水冷管中液体的流动来进行热量发散。

  水冷散热系统在打造静音和绚丽色彩效果方面具有独到之处,不过由于目前水冷配件价格还是相当昂贵,所以在水冷系统的运用上并没有大面积普及,往往仅在一部分骨灰级玩家中小范围流行,不过也有部分真正的DIY高手亲自动手打造水冷配件,这样的经典案例也在不断上演。

  另外水冷散热设备,对水冷泵的要求比较高,好的水冷泵是热循环的关键,同时也决定着散热器噪音的大小。另外水冷设备一旦漏液,会对主机内的硬件造成破坏。

  小结:以上就是笔者对显卡散热器的解析,希望能够给各位玩家带来一定的参考。用户在选择显卡散热器时,可以根据自己的自身需求合理选择,以便达到自己最理想的散热效果。■


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