拆成零件看，越看越清楚——显卡怎么散热（上）

拆成零件看，越看越清楚——显卡怎么散热（上） 拆成零件看，越看越清楚——显卡怎么散热 (上) L. 拆成零件看,越看越清楚 显卡怎么散热( 文/图热管 如今天气热,机箱里面更热.作为机箱内两大火炉” 之一的显卡(另一个是CPU).如何为其散热让不少新手绞 尽脑汁.本期我们将为大家介绍各种降温利器.有了它们. 相信你的显卡会安然渡过三伏天. 别看显卡的核心不大,却拥有惊人的发热量.比如 GeForceGTS250使用的G92芯片,实际面积仅为330平 方毫米(比大拇指的指甲盖略大),满载工作功耗却高达 135W左右.由于面积太小,导致热量不容易散发,于是温 度常常迅速上升至100摄氏度以上,这足以烧坏显卡甚至 造成火灾了.为了让显卡工作在安全的温度范围内,厂家 往往要为其配备散热器,以保证热量能及时散发. 散热器有很多种,都是由哪些部分组成的呢?实际上, 尽管市售显卡散热器种类繁多,但细细分析起来,它们不外 乎由以下几个部分组成:散热片,风扇,热管,导风罩(或者 外壳),固定螺丝或者固定支架.除此之外,部分显卡用的 水冷散热器还配备了水冷头,导管,水冷马达等部件,但这 并非本文关注的重点.下面,我们就来一窥常见的风冷显卡 散热器内部的秘密吧1 1最重要的组成部分——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,逐渐分成 f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. 普通散热片的结构比较简单,通常分为底座和散热鳍 I片两个部分常见的底座部分由整块铝或铜构成,作用是储 J能吸热.较厚的底座除了能储存更多热量外,还能缓冲显卡 i核心瞬间增大的热量带来的短暂高温.散热片部分自然是 {增大散热面积,让冷风能从足够大的面流过,带走更多的 热量.打个比方来说,如果我们把散热器比作水坝的话,那 1么底座部分就是水坝的库容,能存储水量,缓冲洪峰,而散 热片就是泄洪道,能及时放掉多余的水,保证系统安全. I除了散热片外,薄型鳍片也是常见的散热器组成部 J胁j154 分.薄型鳍片相比 常见的散热片,表 面积更大,更薄. 特别是在搭配热 管使用后,无论是 导热还是散热效 果都非常出色. 一 般薄型鳍片会 以焊接,”穿Fin”?最常见的太阳花式散热器拥有颇多的散热片,风扇 f编者注:即热管内嵌在散热器中央,这种结构也被效率颇高 穿插在鳍片之间,鳍片包裹热管)等方式固定在热管上.不 过也有一些散热器的鳍片直接使用插齿等方法和底座紧 密联系在一起,效果也很不错. 最快速的导热组件——热管 热管作为散热器中特别重要的部分,之前本刊已经介 绍了很多次,这次我们换个角度来看待热管. 我们把热量想象成水流.当天旱无雨,农田干涸的时 候,需要去河流取水灌溉.于是人们在河边建立了抽水站 片和核心部分存在(D热管已经成为中高档显卡散热器的核.甚至 比较高的温差——案釜莩蓉轰霉嚣蓠 这就好比河流有设计和极为优秀的工艺. 水,农田干涸.此时,人们就需要建立一个”热量快速通 道”,将核心部分的热量迅速转移到鳍片上.这就是热管 的作用,热管可以迅速把核心散发出的热量,通过热管这 个”热量快速通道”,迅速的转移到鳍片上去.热管是热量 传递最迅速的组件,使用热管导热,比单纯依靠金属导热 至少要快十几倍. 继续刚才的例子,水能从河道提灌到农田了,但是比 较远的农田怎么办?人们又想出了:修一个渠道专门 给远处的农田灌溉,让每块农田都有水.在显卡上,发热 点往往只有GPU一个,那么大面积的散热片,热量是不均 匀的,散热片上各个地方都存在温差,这就相当于有些 农田有水,有些农田没水.此时使用热管(相当于灌溉渠 道),将核心的热量引到大面积散热片的各个地方,即传导 了热量,又及时降低了核温度. 我们总结了热管两个特别重要的作用:一是及时传递 热量;二是将热量均匀分布在散热片各处.其中前一个功 能可认为是热管的本身属性,后一个功能是热管的形状带 来的空间属性.那么热管为什么有这么奇特的功能呢? 小知识:热管的内部结构 如果把热管剖开来看,它的主要材质是铜.热管外面是 光滑的,内部则极为不平,遍布JJx:~L.热管内部是真空充斥 着特殊液体.这种液体在热管的冷端会迅速凝结成为液态 然后顺着毛细孔到热端.吸热后带走大量热量.又在冷端凝 结成液体.释放热量.这种循环过程让热管拥有远远超出任 何金属的导热能力. 目前市场上常见的热管有烧结式和沟槽式后者加工简 单,成本低,但效果远不如前者好.前者加工复杂但成本较 高.不过沟槽式热管现在应用较少大部分显卡都会使用烧 结式产品 旋转就能加速散热_风扇 风扇是风冷散热器上很重要的组成部分.当然,目前 有些显卡不用风扇,利用本身极大的散热面积以及机箱良 好风道,也可以做到无风痢散热.不过从市场上的产品来 看,有风扇的散热器占了大部分a 风扇依靠旋转让气流流动,流动的气流又能加速带走 散热片上的热量.因此风扇的风量,转速,还有噪音就成 为很多玩家关注的问题.我们先来看风量.风量是在单位 时间内空气的流通量.简而言之,风扇在固定的时间比如1 分钟内,能够从A处转移多少空气到B处,就是风量.对散 热器来说,风量越大,证明带走热量的风就越”多”,热量 被带走的速度就越决.足够的风量能让显卡工作在安全温 度范围以内不会过热. 那么风量和什么有关呢?我们从两方面看:固定尺寸 的风扇,转速越快,风量越大;固定转速风扇,风扇尺寸越 大,风量也越大.一般说来,显卡最常使用的风扇尺寸在 6cm-12cm之间.在实际生产中,—旦决定了风扇尺寸’能 够自由调整的只有转速了,因此实际上显卡一般通过调整 风扇转速来调整风量. 利用转速调整风量也有限制.这就要提到噪音了.谁 也不愿以自己的电脑成为巨大的”噪音发生器”.而显卡风 扇在旋转时扇叶切割空气,自身运行的摩擦声以及震动 等,都会带来噪音——噪音的大小和转速是紧密相关的, 转速越高噪音越大.因此这就成为一个两难问题:既要设 置足够高的风扇转速,保证风量和散热;又为了控制噪音, 要让显卡风扇转速尽可能降低.这充分考验了厂商设计产 品和调控散热的能力 我们看到市面上有,些噪音颇高的显卡.除了核心 发热量特别巨大的产品外(比如GeForceGTX480, RadeonHD4890等),一些发热量并不高的显卡散热器 噪音也很大.这些显卡噪音大的根本是散热片散热面积不 足.显卡散热器的成本除_『,模具,风扇,很大一部分都在 散热片本身(铝,铜等材料的成本),为了节约成本会让散 热面积不足,最后需要更大的风量才能满足散热需求,所 以带来了高转速和高噪音问题. 美丽的外壳 除了散热片,风 扇,热管三大部分 外,很多显卡现在特 别设计了一个罩,美 其名日”导风罩”或 “防尘罩”.实际上, 真正的导风罩往往 应用在侧吹式散热 导风罩(防尘罩) 器上,侧吹式散热器GeForceGTX48o显卡的散热器设计上, 需要导风罩将风侧向辅助的热辐射体’散除热量. 导出,保证风流不会在吹拂到一半就改变方向四散逃逸.除 了侧吹式散热器外,大部分开放式散热器使用导风罩的意 义更多在于防尘和美观.实际使用中导风罩带来的改变风 向,加强风流流动的效果并没有传说中那样夸张.四 1.显卡散热器通常由以下n个部分组成:散热片,风赢,热管.导风罩(或者外壳),固定螺丝或者固定支架. 2.散热器较厚的底座除了能很好地储存热量外.还能缓;中显卡核心热量的突然增加带来短暂高温. 3.热管的两个特别重要的作用:一是及时传递热量:二是将热量均匀分布在散热片各处. 4.固定尺寸的风扇.转速越快.风量越大:固定转速风扇.风扇尺寸越大.风量也越大.