台式机非专业独立显卡选购经验 篇三:显卡风冷散热

卖一手 14-12-19 关注

你是否在选显卡时面对看上去都差不多的双奶罩+热管散热器无从分辨、最后只好根据品牌+预算随便选一个?是否被厂家宣传的豪华散热种草?本篇“肉眼看(Ba)散热(Cao)”就是写给你的。本篇楼主改变方法,对比真实例子,为选购提供经验弹药。

显卡散热器的好坏直接影响显卡寿命长短、是否容易故障、运行噪音大小、机箱内整体温度等,很重要。而且显卡散热很容易用肉眼大致判断,尤其所有在售的显卡多多少少都能在网上找到几张图片,更别说给媒体送测的推广型号了,高清拆解图大把。

价值取向

选购意义

先看一张这段时间很多广告的某品牌GTX980的散热宣传图,提出一个问题

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根据厂商介绍,这个散热由3部分组成:最内均热板、其次6根热管、再次散热片(可更换水冷模块)、最外3风扇。用来对比的配角也是GTX980,5根热管和2风扇的普遍配置。先不说主角颜值如何,至少特肌肉。那么问题来了:不考虑价格的话,你对这样的散热如何评价?

不太明白名词也不要紧,接下来楼主会介绍主流显卡散热方案和判断要点,看完全文后再回到这张显卡。这个问题,相信你一定能有自己的判断。

先用几句简单的话介绍显卡哪里发热(哪些地方需要散热)

显卡需要散热器散热的地方主要是:GPU核心、显存、MOSFET。实际上并非所有显卡厂商都会给显存和MOSFET安装散热片,主要原因有二:发热密度不一样,耐热能力不一样

·关于发热密度,回想小时候的自然课实验:放大镜对着阳光,让焦点落在白纸上,一会儿白纸就黑了,再一会儿就燃了。GPU核心就是典型的高密度发热物体,几百平方毫米的核心表面下面堆积几十亿个晶体管,只靠风扇直吹核心的话,估计不到一分钟就冒烟了。所以即便是入门显卡,厂商也要安装散热片将热量迅速传导到更大的面积,再散热——如何高效的传热和散热是散热器设计(均热板、热管、铝挤、导流罩等等)试图解决的根本问题。

·关于耐热能力,展开讲就太理论了,而且要大量查阅资料,举一图流例子吧。通常MOSFET比较耐热(100°C以上),而显存比较不耐(100°C以下)。

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延伸阅读:下面红框的“worst-case process corner”。这是设计师参考的重要指标之一,直接影响成品率。有的朋友应该听过“电子迁移”的说法,大概是长期高温使用会导致芯片内部电子发生迁移,当量变积累到质变时,就发生故障——还没印象的话楼主说几个关键词:超频缩肛、芯片漏电增加、默频温度破百、用着用着显存花屏…… 长期高温使用导致电子元件逐渐坏掉的例子太多了,所以搞好散热是必须的

【经验1】说到这里,已经有一条评判散热设计是否合理的要点出来了:显存不耐高温,如果厂商给MOSFET加装了散热片,而显存颗粒却裸露,心里先打个问号。


很多显卡评测里都有红外测温枪成像图,可以方便玩家直接看到散热是否OK——这是一个重要信息,因为显卡拷机时散热器正在工作。如下图是华硕ROG POSEIDON GTX780背面的成像图。

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发现了什么?最高温88.8°C出现了区域2的显存背面PCB板上,区域2的显存和区域1的供电模块温度超过81.7°C,同为显存,区域3就凉快的多。综合显卡布局和热成像图,有以下推论:

1、呈一字型密集排列的MOSFET是重要的发热源,导致了靠近它的部分显存温度大增。

2、一般散热器都在显卡正面,背面容易积温,因此显卡装箱后,一定要设计好风道,适当照顾显卡背面(尤其是背面焊有显存的显卡)。

3、这张热成像图是风冷散热的结果,此显卡支持水冷,切换成水冷后温度表现理应好转。

【经验2】就算没有热成像数据,根据显卡布局也能大致判断工作时哪些地方会燥热(比如供电靠近I/O处自然烤I/O一侧的显存),然后看散热器设计是否照顾了这些地方。

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前面主要介绍了发热源,接下来把目光集中到散热器本身,介绍主要散热设计

散热器工作分两个步骤:导热和散热。对风冷散热器而言,导热主要是底座、热管、均热板、散热片的干活,散热主要是奶罩(风扇)的干活(散热片自身的热辐射忽略不计)。

从低端到高端介绍吧。

一、铝块/铜块和压固。(无需纠结铝块/铜块是挤制还是压铸工艺)

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上图罗列了几种常见的低端散热器。

·A和B是铝块散热器,区别在于设计的风道方向、形状和散热面积、风扇参数。A是公版GTX750TI散热器,B是影驰GTX750黑将的散热器

·C是Intel以前的CPU散热器,因为铜比铝导热效率高,因此把铝散热片设计为中空,塞一个铜柱进去,以快速导热。

·D是一个超老的设计,现在看来很坑爹,好在几乎绝迹了。它的亮点在于全铜,但是散热片并非一次成型,而是弯折后粘在底部。楼主曾经玩坏过一个这样的散热器,直接把铜片扯下来了,拉成一根长面条….. 需要注意的是:并非金灿灿的散热片就是纯铜,还可以是铝阳极化处理,可以通过官方资料判断,官方资料缺乏的话通过散热器重量判断(铝<铜)。

·E是10年前很流行的压固散热器,原理是把很多个形状一样的散热片中间大力挤压成一块儿,然后铣成平面,压在核心上。楼主印象中最早是韩国思民搞出来的,便宜高效,国内有几个散热厂商就是靠山寨压固设计起家的,后来还引发了和思民的专利官司…再后来,国内那几个就发展壮大了,发展过程中和其他一些对手**,主题仍然是抄袭。

【经验3】这类散热器通常设计给TDP<75W的显卡,即无需外接供电的显卡。选购这类显卡时要注意:

1、 散热片分叉设计(和导流罩)是否引导风吹过显存和供电模块

2、 风扇参数。普通消费者可以不管轴承类型、额定电压和电流,但最好看一下厂家标称转速和供电线。简单的讲:含油轴承(及改良的磁悬浮轴承、液压轴承等)噪音较低,但容易被灰尘和温度影响,容易积灰导致噪音增大,容易在冬天遭遇低温冻结润滑油、冷启动转不动。滚珠轴承寿命长,表现稳定,噪音相对高一些。显卡散热器供电线一般是4Pin、3Pin、2Pin三种。4pin定义分别是火线、零线、信号(测速)、PWM调速,这是很好的设计,玩家可以通过软件看到转速并设置智能转速策略。3Pin分别是火线、零线、测速。2Pin是低端卡常见的设计,红色火线,黑色零线,如果无法通过风扇电压电流估算转速,那么买来全速鼓风机就坑爹了。

*注:2Pin和3Pin理论可以通过调电压线性降速,很多主板3pin接口支持,显卡楼主不太清楚,请清楚的朋友讲一下。


二、热管

先纠正一个常见的错误认识:热管数量越多散热能力越强。热管的作用就是快速导热,本身几乎不具备散热能力,100条热管加一片散热器能散热吗?热管效能和类型、数量、直径相关。下图是一个思民的设计,本来是用来压制低端核心的,可由于样子比较唬人,而且国内也有厂商推出类似的设计,一些显卡品牌就用在中端核心上,于是杯具。

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杯具1:思民龙骨全铜散热片,某牌龙骨铝片散热,不考虑风扇因素,铜铝导热差异前面已经讲了。

杯具2:思民龙骨散热片和热管连接方式为焊接,某牌龙骨在应焊接的地方采用了穿FIN。

杯具3:小散热器强压中端核心。

看不懂杯具2不要紧,先简单看下热管的基本工作原理

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翻译过来就是:①从散热底座/GPU核心吸热,②导热介质在毛细作用下从内壁向冷端移动,带走热量,③热量交换给散热片和风扇,导热介质冷凝,④回流。4个阶段任何一个出了问题,这根热管的散热能力就几乎废掉。

杯具2里提到了焊接和穿FIN,这是目前散热片和热管连接的两种模式。简而言之,焊接是用金属(如锡)将热管和散热片接触面填满,导热效率高、而且有加固作用。穿FIN就是粗棒穿小洞(过盈穿插) ,靠力的作用增加导热效率。穿FIN的缺点是不牢固(快递一路就可能抖松),因此主流厂商都是在热管/散热片 90°角度时才穿FIN,同时通过折边工艺固定散热片间距,以低廉的成本强化结构。如何分辨焊接和穿FIN,见下图。

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【经验4】焊接从工艺上比穿FIN可靠,但合理穿FIN性能也不差(厂商要考虑效能、成本的平衡)。焊接水准主要看焊料是否饱满(要是在热管和散热片连接处看到空洞,散热器效能至少要打个问号)。穿FIN较难上网搜图片判断(个体差异、暴力快递影响很大),观察实物请目测散热片间距是否均匀,有条件用手拨一下看是否牢固,出现问题赶紧联系卖家退换。

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再回过头来看某牌龙骨的杯具2和3,揭晓答案:

·根据热管工作原理,热源太强大时足以烤干整个热管,此时热管失效,无法导热。龙骨是单热管,强压中端核心,一旦热管失效,后果不堪设想

·龙骨热管被弯折成弧形,而某牌龙骨在弧形表面玩穿FIN ,相比传统90°插入,导热性能大家自行脑补。接触不良会导热困难,加重热管负担。

·热管上放射状散热片看似壮观,其实散热面积小的可怜,对付发热量高的核心实在力不从心。

P.S. 当年喜欢用某牌龙骨的厂商一个是某驰,另一个是某通。

接下来是一个近期的现实案例,某牌迷你版GTX750TI(半高,双槽),厂家为这个满载70W的显卡设计了4热管散热器! 照例拿一个对照卡,仅仅采用普通铝挤散热片+风扇。

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没想到吧,4热管+纯铜底座输给了普通铝挤。对于这个现象,楼主的看法是:4热管多此一举,虽然热管之间和纯铜底座都是焊接,但整个散热器看上去效率一点都不高——这么低功耗一张卡,弄这么多噱头,各种材料凑在一起,反而不如一个“整体的”散热片。热管并未穿过散热片(这么点散热片也没法穿),仅仅是打扁了并肩排列(打扁热管会导致效能损失)。回想热管工作原理,再看这个散热器,请问热端在哪里,冷凝端在哪里?如果还是不太清楚,那么看看传统散热器怎么利用热管的吧

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【经验5】并非堆砌热管就是好散热,看到一款热管散热器的时候,请目测预估一下设计是否合理,免得多花钱买来一个“情怀”。

再看那个4热管排列的散热器底部,有的朋友应该已经想到更好的方案了,没错,均热板


三、均热板

楼主最早了解均热板,是通过蓝宝石的Vpour-X,其第一款产品是旗舰系列ATOMIC HD3870。均热板原理和热管一样,是“二维热管”,通常设计在散热器底座,与发热核心直接接触,因此这部分楼主把散热器底座一起介绍了吧。

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均热板是个很富有创意且高效的设计,和传统热管相比,由于两面都是平面,更容易和散热片结合,且结合面积大于几根热管(热管也不能无限堆积吧)。那么,怎么判断是均热板还是实底呢?首先,它有略大的厚度;其次,它有个“小尾巴”,就像热管末端一样;最后,一旦使用均热板,厂商一定会宣传。

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【经验6】均热板和热管原理一样,采用均热板设计的第三方散热器通常不会再配备很多热管,能有效减少散热器体积(或把热管占用的空间变为散热片增加散热面积)。受限于均热板的设计(空心),它抗压能力较弱,选购前要想好装箱后的方向,不要让均热板长期被散热片自重压变形。

下面是部分其他散热器底部设计:

1、均热板·改:不是说均热板不耐压吗?那我把均热板做到底部背面,再加散热片总行了吧?于是从内到外依次是 GPU-散热器铜底-焊接均热板-焊接散热片-风扇。这样的改良是极好的。

2、纯铜/铝底:最常用的设计,主流热管散热器的底部较厚以穿插热管,通常会采用焊接工艺,而且负责任的设计焊料饱满到溢出(因为散热片主体和底部全靠热管连接,这里要是导热不良,整个散热器就是垃圾)。

3、热管直触:大家第一时间就能想到华硕DC。将热管焊接在底部铜块上,然后铣薄直到热管表面成为散热底的表面。均热板的柔软脆弱问题它也有,而且热管直触很容易底面不够平整、热管和底座连接处缝隙大,而且在中高端卡里动辄并排4-6根热管DC,而核心表面只接触到中间的2根热管,边缘热管效能大打折扣——楼主只能认为华硕DC的设计属于热管利用率较低、但设计余量很大,所以性能党满意,外观党也满意。

4、热管直触·改:这是玩家自行MOD的产品,DIY一个极薄的铜片用导热硅脂连在GPU和DC之间(返璞归真的感觉),实测核心温度大降。

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*关于底面平整度1:①铣后的底座不太平整,肉眼可直接观察到细小的凹凸,这种以前低端散热器常见,现在越来越少了。②另一种是抛光,即表面光滑,能反射出模模糊糊的影子,目前主流散热器就是这种,非常OK。③第三种是进一步镜面处理,直接当镜子用,增加的是YY度,对效能加成很小——再镜面也得上导热硅脂不是?GPU盖子又不是镜面的对不?

*关于镀层:很多纯铜散热器会镀镍,有的只镀散热片,有的把热管也镀了,有的甚至连底座也镀了。镀层能很好的防止纯铜散热器氧化,以略微的效能代价换取长期的表现稳定,而且样子看上去高档很多,满足YY心理。楼主泼一杯冷水:即便镀镍,如果你用手指直接接触了镀层表面而未处理,过一个月后来看,擦不掉的指纹好明显,YY全无。

*关于底面平整度2:不管CPU还是GPU,某些芯片不是平的,要么略凹要么略凸(拿内存条对着光比划一下就知道),一些散热器底部也会微凸,如果你要更换第三方散热器,请务必注意这一点。

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【经验7】小小的底座藏在散热片下面容易被忽略、却是导热第一重要部分。希望通过楼主的介绍,大家在选购时能留意一下底座是怎样的设计,心里知道优点缺点后再选。

最后一个要点是风扇。说起风扇就太复杂了,楼主也是一知半解,就不讲了。建议:

【经验8】查找国内外网站的相关评测,直接跳到“噪音测试”部分,负责的评测会用软件设置转速策略,然后测试噪音和效能,有极高的参考价值。

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资料片:散热器,买效能还是情怀?

情怀是一个中性词,也是一种需求,媒体的显卡评测往往会极力渲染散热设计如何如何好,实际上走的就是情怀路线。效能党消费者需要擦亮眼睛,免得不小心被引导花钱买了情怀。让我们放飞心灵,指名道姓来几个情怀的例子吧!

1、影驰名人堂系列

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影驰HOF 750TI,不足100W的显卡,3风扇奶罩,情怀满满。然而和下位仁兄比只是小巫见大巫。

2、七彩虹iGAME 九段 GTX780 (Air-Kit空力散热套件)

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就是这个DIY的东东…

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涂抹导热硅脂…

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插入背板,拧紧螺丝… 等等,热管的连接好像是焊接和穿FIN而且是穿散热片而不是背板。这是什么路数?如果背板孔太小,如何手动过盈穿插而且涂好的导热硅脂不被刮出来遗留在外?如果背板孔太大,拧几个螺丝钉又怎么能均匀受力?螺丝钉的防滑措施在哪里呢?而且这个动作,真的不是在(huo)拔(sai)插(yun)销(dong)么…

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成品是下面这样的

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张牙舞爪的样子是不是很像加勒比海盗里的大卫·琼斯?

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还是善意推定Air-Kit有效吧,可是为什么要给背板散热?莫非背板是给显卡背部的元件散热的

台式机非专业独立显卡选购经验 篇三:显卡风冷散热

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看到了吧,这就是情怀!

全文完。

楼主希望务实的读者在选购显卡的时候,通过搜索网上图片或现场看实物,并根据文中总结的8条经验案例举一反三,快速判断散热器的类型、特征、可能的缺陷,再去看看关于温度和风扇噪音的评测数据,就不容易撞到地雷、也不容易被引导着花钱买情怀了。


回到文章开头的问题,你有自己的判断了吗?


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全部评论(144)
卖一手
2
2014-12-20
木槿逝年华 不明觉厉,但到底什么值得买…从头看到尾,还是不知道买哪个…[倒地][倒地] 1

前面几篇是针对DIYer的相关要点的梳理,0起步选手可等几天我写最后一篇:断舍离,实战和游戏特效设定。

雅阁九代半
1
2015-02-27

看完还是看不懂。。到时候哪个贵买哪个吧。。[哭泣][哭泣][哭泣]

fishdzy
1
2014-12-22

其实我想说,显卡散热最麻烦是显存和供电啊

流浪之锚
1
2014-12-21
ruer1141 好深奥 女孩子表示基本看不懂 大神可否推荐一款2000左右的显卡 1

愿意等到明年2月的话就是960吧

马鹿外人
1
2014-12-19
马鹿外人 另外,热管前段没有效能的部分也缩在了散热片内,应该也是有防止磕碰造成热管头端损伤的考量在内 1
卖一手 仔细看那个散热器的设计...伸出来也是缩在散热片和PCB中的...相比可能的磕碰(虽然从位置上不太可能),接触面积的减少付出的效能成本太多,我个人觉得是不是热管剪裁长度没设计好... 2

可能的磕碰...当年有人把U120E上面给裁平了你知道么...我总觉得厂商应该不会比用户虽然事实证明我有时候是错的

马鹿外人
1
2014-12-19

另外,热管前段没有效能的部分也缩在了散热片内,应该也是有防止磕碰造成热管头端损伤的考量在内

撒旦12345678
1
2014-12-19

风扇是DC直流供电,不应该写火线零线,说正负极更合适一点。

撒旦12345678
1
2014-12-19
巨无霸 热管的直径对散热影响大不大? 1

在不考虑不同显卡核心不同运行状态下发热量多少的时候仅从散热器方面看,都可能有比较大影响的有这么几个方面:热管直径,热管数量,底座接触方式,与散热片连接方式,散热片材质面积间距,风扇风量,散热器整体设计外排或开放式,机箱风道,还有热管弯折压扁和在机箱中的方向等等。如果其他条件都一样,只比较热管直径差异,那么8mm热管单位时间导热量比6mm热管多不少,但是涉及到散热器整体设计后,更粗的热管并不一定散热效果更好。

dunlop
1
2014-12-19
dunlop 公版越便宜越好,买了回来自己换散热,厂家配的都什么垃圾玩意啊 1
马鹿外人 不能这么讲。公版的全封闭+外排其实非常合理,只是涡扇效率太低噪音太大。如果有厂家想不开了愿意用一只斜45度安装的800—2500转左右的9cm大风压扇子替代涡扇……… 2
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马鹿外人 呵呵呵呵我准备电源换夜莺,机箱风扇再拆一个…您这再加的话,也不用在乎涡扇的动静了哦~ 4

多归多,转速可以调低点,不玩游戏时候还可以关掉几个风扇

Mark_441595694
1
2014-12-19

总结 越是复杂的越不靠谱,还是一体成型的散热器最经济实用