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堪比水冷讯景HD6850真空腔均热板解析

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来源: 作者: 2019-03-03 18:36:18

对于目前的显卡降温方法,我们惊讶于液氮降温所带来的超强性能,可是,望着那积满雪花的炮筒和定时炸弹一样的液氮存储罐,我们知道,我们只能眼观而不敢亵玩;我们沉醉于水冷系统的强力降温和夜晚的超绚灯光,可是,看着那抽疯似凌乱着的布局和比电脑还要复杂的组成部分,我们知道,我们只能继续让我们的爱机尽可能的裸奔,再裸奔;我们迷失在萦绕耳边的只差说能在机箱内制造一个小南极的各种散热器广告语,可是,抚摸着那细腻肌肤的铁块和浮夸风似的风扇,再摸摸那比脸还干净的口袋,我们知道,我们只能回去抱着显卡痛哭而真诚祈祷死后不会被下火海报复。

▲真空腔均热板技术

众所周知,芯片工作时产生的热量源自电子迁移,频率越高迁移速度越快性能越好,发热量也越大。在频率保持不变的情况下,降低发热量的要素就在于提升制程,晶体管之间的空间更小,容纳更复杂更多晶体管的同时还要降低内部电子颗粒碰撞的次数,降低能耗和热量,这也是显示芯片制程提升的时候,性能有所提升而且发热量和功耗有所下降的重要手段。从这里,我们可以清晰的认识到:高烧,源自于日愈彪悍的性能,性能固我所欲也,清凉亦我所欲也,

堪比水冷讯景HD6850真空腔均热板解析

两者不可兼得,舍清凉而取性能者也。

真空腔均热板的外观:

▲真空腔均热板

相对于液氮和水冷的极端而不可普及化,我们可以看到,显卡厂商的研发方向更多的是集中在如何让GPU产生的热量更快、更高效的传递上面,在这样的背景下,热管技术得到了迅猛的发展,时至今日,从市场上可以看到,散热器几乎已经到了无热管不欢的地步。然而,正如俗话所说:道高一尺,魔高一丈,被动防守的散热方式远远跟不上GPU更高性能所带来的更多热量。显卡的发热量在稳步地上升,而降温办法也在不断的改进,当热管的散热效果在大量的发热量下已力不从心时,进化的热管也就应时产生了,那就是 真空腔均热板。

真空腔均热板内部剖析:

▲真空腔均热板内部

上面简单的一句话肯定无法解释真空腔均热板的历史根源,笔者也只是想让热管和真空腔均热板这两个从名称上来看毫无关联的技术联系起来。与热导管技术相比,真空腔均热板(Vapor Chamber)原理与理论架构是相同的,只是热传导的方式不同,热管的热传导方式是一维的,是线的热传导方式,而真空腔均热板的热传导方式是二维的,是面的热传导方式,让我们从下面的示意图来简单说明一下真空腔均热板的工作原理:

▲真空腔均热板原理

Vapor Chamber (真空腔均热板)技术与热管的原理与理论架构类似,都是利用真空/高压/毛细作用传导热。均热板是一个内壁具微结构的真空腔体,当热由热源传导至蒸发区时,腔体里的冷却液在低真空度的环境中受热后开始产生冷却液的气化现象,此时吸收热能并且体积迅速膨胀,气相的冷却介质迅速充满整个腔体,当气相工质接触到一个比较冷的区域时便会产生凝结的现象,借由凝结的现象释放出在蒸发时累积的热,凝结后的冷却液会借由微结构的毛细管道再回到蒸发热源处,此运作将在腔体内周而复始进行。

▲热传密度对比

众所周知,热能有个规律,它会往热阻值低的地方传递,如果热量无法通过散热介质传导出去,它就会传递到PCB上,长时间运行会导致PCB过热变形、损坏。因此,满载做功时单位面积内的巨大热能是一个显卡最难克服的散热问题。一个50cm2, 6mm厚的真空均温板Heat Flux热传密度可达115W/cm2,是铜热管的10倍以上,Vapor Chamber真空腔均热板比纯铜基板具有更好的热扩散性能。

总结起来,真空腔均热板优势有:

一.均热板的阻抗为业界中最低之一 ,将300W应用于25mmx25mm时的测量值为0.05C/W

二.尺寸外型非常灵活,均热板面积可达200 mm x 200 mm

三.克服了方向性限制,全面提升了电子组件/系统的效能

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