热管这个名词对广大DIY来说也许已不再陌生,在其被广泛应用在如笔记本等对散热高要求的地方之后,其出色的性能也受到了众多的厂商的关注,国内显卡知名厂商七彩虹在第一时间推出了采用热管的显卡产品,他们推出的概念是显卡的“冷、静”,而事实真的如此美丽吗?为了说明这个
大唱反调 冰封骑士真“冷”酷?
热管原理
热管这个名词对广大DIY来说也许已不再陌生,在其被广泛应用在如笔记本等对散热高要求的地方之后,其出色的性能也受到了众多的厂商的关注,国内显卡知名厂商七彩虹在第一时间推出了采用热管的显卡产品,他们推出的概念是显卡的“冷、静”,而事实真的如此美丽吗?为了说明这个问题,我们从热管的原理先说起。
热管的原理:
首先我们先了解热管的原理。简单来说,热导管是由极高纯度的无氧铜管及铜网制成,内充填适量的纯水(或其它物质)当作工作流体。当受热端将工作流体蒸发成气相,气流经过中空管道到冷却端,冷却后将工作流体凝结成液相;冷凝液再藉由铜网的毛细组织吸回受热端,如此即完成一个吸/放热循环。藉由如此的相变化,可在很小的温差下传递大量热能。如果你还不十分清楚的话,那再来看看图解。
从上面的图中,我们可以看出热导管的性能还是很不错的,不过这只是其理想状态,但在实际应用中还会有许多因素会干扰其散热效果。第一,由于热管内部尺寸有限,两个方向的介质流动速度都有一个极限,导热介质的相变热容量又是定值。因此每根热管有一个最大导热功率。若超过这个功率,热管就无法正常工作甚至烧毁。也就是说,在进行热管散热器设计时,必须根据热源功率的大小选择合适的热管,否则有可能出现小马拉大车的情况。第二,热管的导热能力与热管的形状有一定关系。如果沿热管有很大的弯曲或折角,势必会影响介质的流动,降低导热能力。因此在设计热管散热器的时候,应当尽量避免热管弯曲。如果不可避免,应当使弯曲尽量缓和。
实际上大家看到这里应该明白,热管它仍然是一种被动散热的元件,它完全可以看作普通的导热金属,只是它的效率比较高,导热速度更快,但导热速度快不代表它就有散热能力,这和主动散热的设备还是有差别的,所谓主动式散热,我们常见的就是冰箱或者空调,他通过液体液化吸热,然后主动制冷,而热管只是通过汽液转换来带走热量,因此实际上它仍然存在热容较小的问题,也就是说它虽然带走热量的速度够快,但是它却不能自给消化掉这些热量,必须靠辅助的散热设备来消化热量,目前常用的方法也就是使用散热片和风扇,而且由于在不利的工作条件下的关系其实热管散热下风扇和散热片的需求比普通的散热片更甚,最好的例子便是AVC的一款龙骑士散热器,它的风扇转速超过5000RPM,而它正是一款热管散热器,当然也需你可以举出一些例子来反驳笔者,对似乎CoolerMaster的一款Hyper6的散热器,它采用了6热管设计,在没有风扇的状态仍然可以正常工作,但是大家有没有注意到他巨大的散热片呢?所以一句话:好马配好鞍,热管还需要周边的悉心呵护才可以发挥它的导热快的特点。
冰封的骑士?!
七彩虹:冰封的骑士?
国内的七彩虹很早就推出了“静音”概念的显卡,它的核心技术就是想利用热管技术,加快传到热的速度,下面我们就来全面解析它:
七彩虹推出的第一代热管显卡,首先应用在ATi9550核心上,9550是一个工艺非常先进的VPU,工作频率只有250MHz的低发热量产品。这样产品用一个普通散热片和一个小风扇就可以解决问题。七彩虹首先就将热管应用到了这款产品上,由于没有风扇静音确实做到了,这也成为了它的最大卖点。但他们忽视了几个重要的问题,正像笔者在前文所诉说的那样,热管本身并不具备散热能力,它只是一个非常好的导体,所以它的周边散热部件很重要。而这款显卡却并未充分注意到这个问题,它主要存在这么几个问题:首先热管数量不足,出于市场的考虑所以它只设置了一条热管,这样能带来的散热速度的提升是非常有限的;另外它背部冷凝端的散热片尺寸不够大,这样为它带走热量带来了很多困难,大家知道机箱内部的温度还是非常高的,在这样的条件下,通过辐射导热,显卡的散热片完全已经吸收了很多外界的热量,想通过自然条件下的辐射散热把热管带来的热量带走是不现实的;另外热管的特殊性其实它是不宜弯折这样会带来性能的下降,有报道说一个折弯可能最多带来37%的性能下降,这样数字意味着什么笔者不说大家都应该明白。因此这些弱点集中在一起带来的问题便是过热,即使在没有机箱的试验条件下显卡工作温度也有超过其他用风冷的显卡,可以说这款产品的实际效果并没有达到而仅仅是一个概念性的产品。另外大家应该注意到,其实七彩虹公司也注意到这个问题,于是它在显卡核心上采用了非常大的一个铝制散热器,以此缓解热量散发力度的不足,但毕竟这是杯水车薪。
冰封II——看上去更“美”
当然七彩虹也注意到了这个问题于是推出了它们的热管2代产品:
在意识到了第一代的问题后,七彩虹公司做出了相应的改进,首先我们来看看改进的地方:首先便是热管的数量,从一条增加到了2条,这样的确提高了散热速度,但是它的其他部分并没有多少改进仍然采用了相似的散热片设计。主要问题仍然集中热管的周边上,它的热管和散热器的结合不够紧密,主要还是散热片的工艺问题,于是七彩虹在热管和散热片之间使用了大量硅脂,但是大家知道硅脂实际上是热的不良导体,它的意义在于填平肉眼不可见的那些微小空隙,而不是用来填写0.5mm~1mm的大空隙的,在笔者拿到过的冰封骑士上分明地看到了明显的空隙,这样对于接触面积本来便不大的热管来说更是雪上加霜了。因此冰封骑士II只是在原有基础上变得更美丽的产品,它的效果上没有本质的提高。
而我们在七彩虹的冰封系列产品中也可以注意到一些细节,其实在冰封骑士产品中都是一些本身就都属于发热量较低的产品比如R9550 9600 5700LE,他们的工作频率都不算高热量不算大,实际上同类配置其他显卡使用风扇的产品其散热片也都比较简陋。而就是这样的产品下,冰封骑士外表温度仍然较高。
用自己的眼睛去看:
看到这里大家应该明白了,冰封骑士只是一双美丽的翅膀,热管的想法笔者从来不否认,它的高速传导热的性能是毋容置疑的,正因为如此所有的笔记本电脑上使用了热管,但那种应用和七彩虹的冰封骑士的应用方法完全不是一回事情,我们要时刻记住,热管只是导热用的,它不是压缩机里的冷凝管,它只是被动带动热量,如果没有好的散热设备辅助,热管一无是处,而冰封骑士在这方面却没有考虑太多,于是笔者看到的冰封骑士被包装成了一台不用电的“空调”显然这样的东西只能是一个美丽的传说,它在实际工作中PCB的发热量没有得到明显改善,虽然使用了比普通产品更大的散热片,散热片却是滚烫的效果较风冷没有实质的变化,虽然做到冷静但散热效果却原地踏步,这一切都说明了问题。
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