风冷散热方式

　　热的传递方式有三种:传导、对流和辐射。任何散热器也都会同时使用以上三种热传递方式，只是侧重有所不同。对于显卡散热器，依照从散热器带走热量的方式，可以将散热器分为主动散热和被动散热。前者常见的是风冷散热器，而后者常见的就是散热片。

　　风冷散热是目前显卡最常用的散热方式，其散热原理其实与CPU风冷散热方式一样就是使用风扇强迫性的吹走散热片热量，从而达到降低显示核心温度的目的。风冷散热器一般由散热片和风扇构成，这种散热方式的原理很简单:显示核心产生的热量通过热传导传递到散热片，风扇转动将绝大部分热量通过对流(强制对流和自然对流)的方式带走，只有极少部分的热量通过辐射方式直接散发。由于显示核心的面积不到2cm2，但功耗却达到几十W，如果不能及时将热量散发，将会导致严重的后果。散热片所要做的就是要将聚集在显示核心上的热量传导到更大面积的导热体上去，并通过巨大的散热面积与空气进行热交换。在这个过程中，散热片的底座与显示核心接触吸收热量，而鳍片则是热量传导的终点。所以，散热器的底座和鳍片是应该重视的两个部分。

　　首先是散热器底座在短时间内要尽可能多的吸收显示核心释放的热量，只有具备高导热系数的金属才能胜任。散热器材质是指散热器本体所使用的具体材料。对于金属材料而言，导热系数是一个重要的参数。导热系数反映了材料传热的特性，数值越高越好。通过这张表我们可以看到，银是最好的导热体，但若应用与目前的散热器领域成本太高，即使有此类散热产品，恐怕也是天价。而纯铜材料与纯度99.9%银导热率接近，但成本却相差较大，纯铝的导热率位居第三，价格却是纯铜的一半，这也是铜和铝材料在散热领域广泛应用的原因。

　　我们常常可以看到不少高档显卡散热器用铜作为材质。但铜的密度大，如果采用全铜散热片，散热器的质量会很大，而且成本也是一大问题，所以市场中的散热器主要还是采用铜铝接合的散热片。当然，两种金属的接合比较困难，一旦铜铝接合处的处理工艺出现问题，就容易功亏一篑，因为铜的导热系数虽然大，但比热容却比铝小，吸收的热量如果不能即时的传递出去，不仅不会起到散热的作用，相反会成为一个聚集热量的祸首。在实际设计和制造中，厂商尽可能降低表面热量，扬长避短，采用塞铜/嵌铜、回流焊接、插齿工艺等工艺来解决问题。

　　除了材质外，对风冷散热器的散热片的鳍片设计也是相当重要，毕竟显示核心的热量主要是通过传导方式，而散热叶片才是要加大散热面积的角色，散热面积加大，达到加速散热的效果。除此之外，叶片与散热片之间，有一体成型，也有焊接或黏接成型的，叶片的厚薄、形状、数量与散热面积及散热效能息息相关。原则上，叶片越多，面积越大，散热性能也越好。还有就是看热交换面积的大小，越大散热效果越好。不过热交换表面积并不代表着散热片的大小，如果散热片很大，但是鳍片总面积比较小的话，效果会大打折扣。散热片的热是由流动的冷空气带走，所以跟空气接触的面积越大，散热的速度就越快。

　　目前散热片多采用挤压技术、切割技术、折叶技术、锻造技术、压固技术。目前挤压工艺完善，制作出的散热器可以满足基本的散热需求。但是随着显示核心性能的不断提升，为了达到更好的散热效果，采用挤压工艺的散热器体积不断加大，给散热器的安装也造成了问题。并且这种工艺制作的散热片有效散热面积有限，要想达到更好的散热效果势必提高风扇的风量，提高风扇风量又会产生更大的噪音。

　　目前国内显卡散热器常用的风扇一共分两种:一种是轴流风扇(方型扇，圆型扇)，另一种是离心风扇(涡轮风扇)。轴流风扇使用最广泛，轴流风扇工作原理是利用风扇叶片的扬力使空气在轴向方向流动，其风扇叶片一般与电动机转轴直接相连，体积小，重量轻。离心扇也叫涡轮风扇，利用离心力，空气沿叶片的半径方向流动，可以得到很高的风压，可装置在通风阻抗大的场合发挥效果，在公版的GeForce 6800Ultra、GeForce 7900GTX、Radeon X1900XT等高端显卡中常见。一般情况下，扇叶的倾斜角度在35°最为合适，数量在6～8片。如果风扇的风压高,但扇叶的倾斜角度较小，那么风扇的排风量小但转速高，带走热量的速度快，比较适合全铝材质的散热鳍片。若扇叶倾斜角度较大，那么风扇的排风量大适合铜材质的散热鳍片。而铜铝接合的散热鳍片在搭配风扇时，取其中间值。

　　虽然目前风冷散热器制造技术已经达了纯熟的水准，散热效果也不错。不过，显卡发展至今也像CPU一样，不得不面对的散热问题。散热器的金属鳍片越做越大，风扇转速也大幅提升，高分贝的噪音也就随之而来了。所以低噪音的热管应用也延伸到了显卡散热领域。