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真的管用吗?仔细看板卡上的热管设计

2009-12-27I love 7《微型计算机》2009年12月上

烧结、沟槽还是丝网—热管工艺大探秘

从表面上来看,热管的外观并没有什么特色,但不同类型的热管在实际工作时的过程却千差万别。上文我们提到热管在工作过程中的一个重要环节是“冷凝液随着毛细孔回流至热端”。它要求热管内壁有足够均匀和稳定的毛细结构以发挥毛细效应——但究竟怎样的毛细结构符合要求?在制造工艺和成本上又有何区别呢?


烧结式热管是目前应用多的产品,它的性能表现也是令人满意的

在不同的制造工艺和成本制约下,热管在发展过程中出现了沟槽式和烧结式两种不同的形态。所谓烧结式,是指在热管制造过程中,用铜粉烧结并固定在热管内壁上,成为天然的均匀毛细结构。目前应用中有80%的热管采用烧结式结构。烧结式热管优点很突出:导热效率高,对方向性不敏感,热管弯折损失较小等。但烧结式热管对制造工艺要求也高,一般需要70~150微米、纯度在99.5%以上的铜粉。在制造烧结式热管的过程中,需要超声波清洗铜管,并且内外壁都需要非常光滑。且烧结过程控制要求较高,对温度和时间的控制都比较严格。为了进一步加强热管的导热效能,一些高档产品采用的热管内部还布置了铜丝和铜网,这些构件与内部毛细孔共同形成了导流构造,进一步加强了热管的热传导效率。

除了烧结式外,沟槽式也是比较常见的热管类型,约有20%的热管采用沟槽式构造。这种热管制造简单,成本较低,可以采用整体成型工艺制造,不需要复杂的烧结过程。因此一般只需要同规格的烧结式热管2/3的价格就可以生产出沟槽式热管。但沟槽式热管的方向性比较强,弯折后导热效率会有明显降低。目前这种热管占据约20%的市场份额,由于价格低廉,常常出现在很多中低端板卡上。沟槽式热管和烧结式热管比较难以分辨。一种比较“土”的分辨方法是看热管弯折处是否出现褶皱丰富的类似“橘皮组织”的折痕,有,则很大程度上可以判定热管为烧结式产品。

另外,还有一种比较少见的丝网类型的热管。这种设计方式是在热管内壁布置几层细密的铜网,利用多层网之间的毛细孔来导流液体。一般网层数有1~4层,实际使用中配置了不同粗细孔径的丝网来同时满足液体回流和气体扩散的需求。不过丝网类型的热管热阻相比沟槽式和烧结式都要大,工艺重复性也较差,对弯曲更为敏感,因此应用稀少,逐渐被前两者热管所替代,目前很难在实际产品中看到。

热管在主板上使用的意义有多大?

热管的作用在于传导热量,避免热量堆积。比如在显卡核心瞬间高热等状态下,热管散热器的作用就开始凸显。在这些苛刻条件下使用热管是理所当然的。但目前主板散热并没有到这样严苛的地步,一些主流芯片组比如英特尔 P43/P55、AMD 770X等产品,本身北桥工艺都比较先进,发热量控制也很出色。特别是P55、AMD 770X等这些取消了内存控制器或PCI-E控制器的北桥芯片,结构更简单、发热量相对更低。因此这类产品使用较好的散热片设计方案或者普通热管散热器足矣。当然,诸如X58等本身功耗较高,又专为超频玩家设计的主板,使用热管是有必要的。但绝大部分主板单纯为了好看或增加卖点而设计热管,毫无疑问是华而不实的产品。

除此之外,主板上另一个重要发热点就是CPU供电部分,而MOSFET又是这个部分的发热大户,这也是豪华热管喜欢光顾的地方。我们可以简单对比一下显卡和主板上的散热配置。以高端显卡GeForce GTX 275+为例,它的发热量和供电需求都不低,但大部分产品的MOSFET上也只贴着简单的散热片即可稳定工作。同时,该卡的核心供电设计也一般采用四相、六相等常见方案,与普通主板设计基本相当。也就是说,高热量的GPU仅使用简单散热片就能满足MOSFET散热需求,那承载同等甚至更低功耗的主板MOSFET为什么要使用热管、密集鳍片等豪华装备呢?当然,有些用户需要超频使用,适当增加MOSFET是正确的。这样看来,虽然主板上的热管设计很豪华,但实际意义却不像那华丽的外表一样出色,况且后买单的还是消费者自己。因此笔者认为普通用户并没有必要花大价钱购买搭配豪华热管的主板。

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用户评论

共有评论(1)

  • 2010.01.03 22:28
    1楼

    所有高端显卡有热管就好了,不用换风扇

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