DirectCU熱管直觸！華碩顯卡散熱解析
泡泡網(wǎng)顯卡頻道11月14日 顯卡中最花樣翻新的部分就莫過于顯卡的散熱器了，尤其是在當前GPU發(fā)熱量大大高于CPU的年代，各個廠商為了提升散熱效果以及進一步吸引大眾的眼球，幾乎都搭配了極其炫目而又非常巨大的的散熱器，多熱管大風扇似乎已經(jīng)成了高端顯卡的標配。
縱觀顯卡散熱器的發(fā)展史，和顯卡的發(fā)展如出一轍，顯卡從只能進行簡單的黑白字符輸出到今天逼真的3D圖像，經(jīng)歷了質(zhì)的跨越，而散熱器也從簡單的金屬貼片到現(xiàn)在復雜的結(jié)構(gòu)，每一步都是根據(jù)顯卡的發(fā)展而發(fā)展。那么究竟選用什么樣的散熱器，才能令顯卡達到最穩(wěn)定狀態(tài)呢？下面小編就為大家做一簡要分析。
為了達到更好的散熱目的，目前大部分主流級以上顯卡均采用了多熱管設計，因此我們就先從熱管的歷史開始講起。熱管1964年發(fā)明于美國洛斯阿洛莫斯國家實驗室并在上世紀60年代末達到理論研究高峰于70年代開始在工業(yè)領域大量應用。當時的熱管受到制作工藝和成本上的限制，沒有廣泛應用在工業(yè)領域以外，直到計算機高速發(fā)展，散熱問題受到關注而且熱管的價格也很低廉，人們才開始使用這一技術。
熱管工作原理
熱管又稱“熱超導體”看上去很復雜，其實工作原理很簡單，銅制的真空管里面加入適量的氣體或液體，內(nèi)壁采用毛細多孔結(jié)構(gòu)，這樣常態(tài)下填充物沉積在熱管底部，真空環(huán)境下受熱很容易揮發(fā)向上，含有熱量的填充物冷凝后回流形成導熱循環(huán)。
現(xiàn)在的熱管一般內(nèi)部都以少量純水填充，內(nèi)壁的結(jié)構(gòu)也多種多樣，后面會給大家簡單介紹。
熱管運用在散熱器上
熱管運用在散熱器上主要的作用就是導熱，一般散熱器都采用“儲熱模塊+導熱模塊+散熱模塊”的設計結(jié)構(gòu)，熱量經(jīng)由底座吸收，通過熱管傳統(tǒng)給上方的鰭片，最終發(fā)散到空氣中去。
在平時我們在挑選顯卡散熱器時，大多數(shù)先看的部位就是散熱器底座，底座的材料不僅多種多樣，技術也有不同，市售主流可以分為兩個大類，第一種就是單一式接觸。另一種是混合式接觸。
● 單一接觸：
單一接觸就是指只用某種金屬與CPU接觸散熱，雖然很多散熱器都是采用這種方式，但是細節(jié)略有不同。一般CPU和底座之間都涂有一層薄薄的硅脂來增加導熱，拉絲或磨砂除了的底座可以增加與硅脂的接觸面積。而經(jīng)過拋光處理的底座可以與CPU更緊密的接合，一般情況下拋光過的底座散熱效果要略好與上面一種，不過相應的會增加成本，所以不是所有底座都經(jīng)過拋光。
● 混合接觸：
采用混合接觸技術的散熱器——華碩Direct CU
混合接觸技術是將打磨過的熱管直接鑲嵌到底座上，讓熱管與CPU直連，從而增加熱管的利用率。兩種技術只是在加工工藝和外形上有細微的差別。
這種混合式相比之前的連接方式，最大的作用就是增加了熱管的利用率，而且相比之下節(jié)約了成本，但是并不是說散熱效果就好，導熱效果還要看散熱器整體的設計。
在散熱器的研發(fā)設計方面，華碩一直做得很優(yōu)秀，從黑騎士散熱到F1 Formula散熱器再到CuCore銅芯散熱器，無論是造型的設計上，還是在提升散熱效能上都做得很出色，而其最新獨家設計的Direct CU采用了怎樣的設計？實際運行中又會有什么效果？下面我們一一進行解析。
傳統(tǒng)熱導模式
以往的散熱器并不是熱管直觸GPU核心，而是通過一個銅質(zhì)底座與GPU接觸，銅雖然具備不錯的導熱性能，但同時也會儲熱，大量的熱量堆積在銅底座上，再通過焊接在銅底座的熱導管時并不是100%的熱量都會被傳遞，雖然采用了銅作為散熱導熱介質(zhì)，但是效果大打折扣。
Direct CU熱導模式
Direct CU散熱器最大的亮點就是純銅熱管直接與GPU接觸進行導熱，這與傳統(tǒng)的散熱設計有很大的區(qū)別。采用了Direct CU設計，熱管直接與GPU接觸，減少了以上的幾個步驟，核心熱量直接傳遞到熱導管上，再由熱導管傳遞到鰭片上，充分將核心熱量排出。
100%純銅散熱直接接觸GPU，散熱距離更小，散熱效果更好，這從熱傳導的基本公式Q=K×A×ΔT/ΔL不難看出。其中Q代表為熱量，也就是熱傳導所產(chǎn)生或傳導的熱量；K為材料的熱傳導系數(shù)，A代表傳熱的面積(或是兩物體的接觸面積)、ΔT代表兩端的溫度差；ΔL則是兩端的距離。因此，從公式我們就可以發(fā)現(xiàn)，熱傳遞系數(shù)越高、熱傳遞面積越大，傳輸?shù)木嚯x越短，那么熱傳導的能量就越高，也就越容易帶走熱量。而Direct CU散熱器的散熱鰭片的間距也設計的很緊密，這樣可以加快風通過的速度，迅速帶走鰭片上的熱量。
通過前面的講解可以看到雖然熱管的工作原理基本相同看上去也差不多，但是內(nèi)部構(gòu)成卻是多種多樣，在尋找最強最廉價的構(gòu)成時，科研人員經(jīng)過多種嘗試，從而出現(xiàn)多種形式的熱管。
溝槽式熱管
溝槽管是只熱管內(nèi)壁設計成溝槽狀，在現(xiàn)有熱管中這種是制作最簡單的，也是成本最低廉的，不過可塑性很差，垂直使用時還好，如果彎折效果會大打折扣。彎折90°時效果甚至會降低到原來導熱能力的50%一下，更別說U型設計了。
燒結(jié)式熱管
燒結(jié)管是現(xiàn)在比較常見的熱管之一，內(nèi)壁是大量燒結(jié)粉末，這種熱管吸附能力強，而且彎折后也能表現(xiàn)出較好的效果，相比溝槽管要好得多，不過制作成本相對要高一些，而且導熱填充的回流速度要慢一些。
結(jié)網(wǎng)式熱管
結(jié)網(wǎng)管在這幾種熱管中，毛細結(jié)構(gòu)最明顯，吸附效果優(yōu)秀，不過造價也高不少，它的滲透率很低不利于填充物回流，而且彎折效果不如燒結(jié)管，所以應用不是很多。
燒結(jié)管在現(xiàn)在散熱器中應用最多，但同樣是燒結(jié)管，質(zhì)量也不太一樣。從圖中可以看出上面的熱管管壁很薄，而且內(nèi)部粉末的燒結(jié)工藝也遠不如下面的，所以導熱效果也不盡相同。
廉價燒結(jié)管
優(yōu)質(zhì)燒結(jié)管
盡管兩款散熱器看上去設計差不多，但是由于熱管和金屬材料的用料不同也會表現(xiàn)出性能差異。不過這些內(nèi)在因素在購買的時候是無法觀察到的，這就是為什么玩家在購買散熱器的時候格外注重品牌和產(chǎn)品的口碑了。
右為華碩Direct CU散熱器熱管壁厚為0.4mm以上
前文所講到的華碩Direct CU散熱器熱管壁厚為0.4mm以上，而普通熱管熱管壁0.3mm，Direct CU熱管壁增厚30%以上，以保證熱管硬度不易變形，熱管內(nèi)徑?jīng)]有變化，也就是只加厚管壁，并沒有縮小熱管內(nèi)徑空間。特別是底座部分的熱管加厚后再壓平打磨，其硬度高不易變形。
另外華碩Direct CU散熱器的熱管還采用了無氧銅：無氧銅的純度、導熱系數(shù)都比普遍使用的韌煉銅高，并且韌度高不容易斷裂，在高溫下不易發(fā)生氫脆化，壽命長。
前面已經(jīng)講了那么多理論優(yōu)勢，但顯然如果沒有事實的依據(jù)也是空談，下面小編就用一款采用DirectCU散熱器的產(chǎn)品——華碩EAH6790 DC，為大家做一驗證。從外觀上來看華碩EAH6790 DC采用了時下頗具賣點的全黑色風格，其搭配了華碩自主研發(fā)的DirectCU散熱器。散熱器上方形狀特殊的導風罩，可以為顯卡整體提供更好的風道，令風扇所帶動的氣流充分照顧到顯存、供電等部位。另外為了防止PCB變形，在PCB背面還加入了金屬背板。
華碩EAH6790 DC核心采用Barts LE，800個流處理器、40個紋理單元，ROP光柵單元32個，顯存方面搭配256-bit位寬的1GB GDDR5。核心支持DirectX 11、Shader Model5.0、優(yōu)化細分曲面、形態(tài)抗鋸齒、改進的各向異性過濾與HD3D等3D游戲技術，支持DisplayPort 1.2a、HDMI1.4、寬域等顯示技術。
散熱器內(nèi)部采用了F.I.N穿釘技術，散熱器底座則采用了H.D.T工藝，熱管與GPU直接接觸，可以在保證散熱能力不受影響的前提下，進一步降低成本。
ASUS一向以高品質(zhì)“高價格聞名”。其產(chǎn)品附加設計，以及用料品質(zhì)也是很多網(wǎng)友喜愛的。這次HD6790這款產(chǎn)品依舊包含了華碩4U設計理念，包括其最新主打的超合金用料配置。HD6790供電部分的設計，相比HD6870有所加強，核心6相式設計，用料方面使用了華碩專有的合金電感。
在輸出方面與大多數(shù)公版產(chǎn)品沒有任何區(qū)別，同樣是雙Dual-Link DVI、DisplayPort和HDMI的設計，實現(xiàn)超大屏幕的環(huán)幕技術。另外顯卡還原生支持音頻輸出，可以實現(xiàn)次時代音軌源碼輸出。
華碩EAH6790 DC搭配的Direct CU散熱器采用了大尺寸風扇，并且使用了獨家的風塵設計，讓灰塵不會對風扇造成影響，延長使用壽命的同時還達到了非常理想的靜音效果。下面讓我們通過三張熱成像圖來看看Direct CU散熱器的實際散熱效果如何。
風扇正面
顯卡正面整體
背面斜上方45度 PCB板的背面
通過三張不同角度拍攝的熱成像圖來看，Direct CU散熱器能夠充分將熱量排出卡外，為顯卡提供穩(wěn)定運行的保障。
華碩EAH6790 DC搭配了華碩自主研發(fā)的DirectCU散熱器，其底部采用了兩根熱管與GPU直接接觸，理論上可以提高熱管的熱傳導效率。因為個人機箱風道與測試平臺有差異，所以測試成績僅供參考，根據(jù)我們依據(jù)儀器量測的數(shù)據(jù)分析，我們評定這款產(chǎn)品為3級。
主動式散熱無可避免會產(chǎn)生噪音，這是困擾風冷散熱的永恒桎梏。因為測試條件的限制，之前的測試我們只能用耳朵去主觀感受。因此也無法對噪音的數(shù)值做量化的分析。但隨著消費者對生活品質(zhì)的要求不斷提高，電腦噪音污染也是越來越被玩家重視，鑒于此我們對該顯卡的噪音進行了測試。
結(jié)合散熱和噪音來看華碩顯卡Direct CU銅管直觸散熱解決方案不僅僅在主體工藝上非?？季?，在散熱風扇的設計上更是體現(xiàn)了華碩的設計研發(fā)實力。它采用華碩獨家防塵風扇設計，2倍密封防止灰塵進入，可以理論上延長風扇使用壽命25%，同時配備大尺寸風扇有效散發(fā)熱量，降溫同時降噪，真正實現(xiàn)了冷又靜，再結(jié)合其原有的高品質(zhì)做工，理論上可以令產(chǎn)品達到更高的頻率?！?
關注我們
