對于目前的顯卡降溫方法,我們驚訝于液氮降溫所帶來的超強性能,可是,望著那積滿雪花的炮筒和定時炸彈一樣的液氮存儲罐,我們知道,我們只能眼觀而不敢褻玩;我們沉醉于水冷系統的強力降溫和夜晚的超絢燈光,可是,看著那抽瘋似凌亂著的布局和比電腦還要復雜的組成部分,我們知道,我們只能繼續讓我們的愛機盡可能的裸奔,再裸奔;我們迷失在縈繞耳邊的只差說能在機箱內制造一個小南極的各種散熱器廣告語,可是,撫摸著那細膩肌膚的鐵塊和浮夸風似的風扇,再摸摸那比臉還干凈的口袋,我們知道,我們只能回去抱著顯卡痛哭而真誠祈禱死后不會被下火海報復。
眾所周知,芯片工作時產生的熱量源自電子遷移,頻率越高遷移速度越快性能越好,發熱量也越大。在頻率保持不變的情況下,降低發熱量的要素就在于提升制程,晶體管之間的空間更小,容納更復雜更多晶體管的同時還要降低內部電子顆粒碰撞的次數,降低能耗和熱量,這也是顯示芯片制程提升的時候,性能有所提升而且發熱量和功耗有所下降的重要手段。從這里,我們可以清晰的認識到:高燒,源自于日愈彪悍的性能,性能固我所欲也,清涼亦我所欲也,兩者不可兼得,舍清涼而取性能者也。
真空腔均熱板的外觀:
相對于液氮和水冷的極端而不可普及化,我們可以看到,顯卡廠商的研發方向更多的是集中在如何讓GPU產生的熱量更快、更高效的傳遞上面,在這樣的背景下,熱管技術得到了迅猛的發展,時至今日,從市場上可以看到,散熱器幾乎已經到了無熱管不歡的地步。然而,正如俗話所說:道高一尺,魔高一丈,被動防守的散熱方式遠遠跟不上GPU更高性能所帶來的更多熱量。顯卡的發熱量在穩步地上升,而降溫辦法也在不斷的改進,當熱管的散熱效果在大量的發熱量下已力不從心時,進化的熱管也就應時產生了,那就是——真空腔均熱板。
真空腔均熱板內部剖析:
上面簡單的一句話肯定無法解釋真空腔均熱板的歷史根源,筆者也只是想讓熱管和真空腔均熱板這兩個從名稱上來看毫無關聯的技術聯系起來。與熱導管技術相比,真空腔均熱板(Vapor Chamber)原理與理論架構是相同的,只是熱傳導的方式不同,熱管的熱傳導方式是一維的,是線的熱傳導方式,而真空腔均熱板的熱傳導方式是二維的,是面的熱傳導方式,讓我們從下面的示意圖來簡單說明一下真空腔均熱板的工作原理:
Vapor Chamber (真空腔均熱板)技術與熱管的原理與理論架構類似,都是利用真空/高壓/毛細作用傳導熱。均熱板是一個內壁具微結構的真空腔體,當熱由熱源傳導至蒸發區時,腔體里的冷卻液在低真空度的環境中受熱后開始產生冷卻液的氣化現象,此時吸收熱能并且體積迅速膨脹,氣相的冷卻介質迅速充滿整個腔體,當氣相工質接觸到一個比較冷的區域時便會產生凝結的現象,借由凝結的現象釋放出在蒸發時累積的熱,凝結后的冷卻液會借由微結構的毛細管道再回到蒸發熱源處,此運作將在腔體內周而復始進行。
眾所周知,熱能有個規律,它會往熱阻值低的地方傳遞,如果熱量無法通過散熱介質傳導出去,它就會傳遞到PCB上,長時間運行會導致PCB過熱變形、損壞。因此,滿載做功時單位面積內的巨大熱能是一個顯卡最難克服的散熱問題。一個50cm2, 6mm厚的真空均溫板Heat Flux熱傳密度可達115W/cm2,是銅熱管的10倍以上,Vapor Chamber真空腔均熱板比純銅基板具有更好的熱擴散性能。