在热浪中寻找绿洲--从散热问题看显卡
硬派学堂
比比的朋友有一块FX5700 Ultra显卡，优秀的做工和强大的性能让他爱不释手，将核心频率一直超频在500MHz使用也没有问题。但不久之前却出现了开机花屏现象，将核心降频使用也不能避免，观察显卡元件也并无问题，最后注意到散热器上，由于环境因素，显卡的散热器上已经覆盖了一层厚厚的灰尘，并且散热风扇也由于长期缺油而导致转速变慢和噪音增大，在更换散热器后也无法解决花屏现象。经过检测确定是由于散热器故障导致显卡核心长期工作在高温环境下使得核心电路损坏，最后只能更换显卡。
显卡和CPU一样也需要散热，在TNT 2显卡之前，由于当时的显卡核心频率较低（多为100MHz左右），加之显卡所配备的显存也仅为频率较低的普通SDRAM显存，所以发热量也并不算高，往往只需要一块普通的散热片即可满足要求。即使发热量增加，稍微增大散热片面积也能解决问题。自从NVIDIA的GeForce 2系列显卡问世以来，显卡厂商逐渐开始在显卡核心中加装辅助散热的散热风扇来解决日益严重的发热问题，为什么显卡的发热量会如此直线上升呢？我们就得从显卡的核心说起……
显卡核心：
工艺在进步，功耗在增高
按照常理来说，使用更先进的制造工艺能够让核心的功耗降低，但同时集成晶体管也越多，所以虽然制造工艺提高了，并不一定代表功耗会降低。同样，显卡所搭配的显存由于频率也越来越高，以往不被人所看重的显存散热问题也逐渐突出，高频率的显存能给显卡带来更好的性能，同时更高的发热量也会大大增加显卡的整体温度。
我们以采用0.15微米工艺制造的ATI Radeon 9800Pro显卡与采用0.13微米工艺制造的ATI Radeon X800Pro显卡来做一个对比测试，就可以看出，X800 Pro虽然采用了更先进的0.13微米制造工艺，但由于核心晶体管数量从Radeon 9800Pro的1.1亿个提升到1.6亿个，所以在全速运行的时候功耗反而更高。
供电电路：
发热的源泉
性能强大的显卡核心需要足够的电力供应才能满足其动力需求。正如上文所说，越来越高的工作频率和越来越多的渲染管线会消耗大量的电能，单凭AGP接口与PCI-E接口所提供的电力已经远远不能满足它了，增加外接供电才是唯一出路。在市面上的中高端显卡中（特别是AGP显卡）已经集成了外接取电端口（即电源大4PIN端口或者小6PIN供电端口），供电电路都有一个最高承受的电流值，超过这个标准就容易造成电路损坏，严重的更会伤及其他部件，所以现在多采用多项供电的方法来解决这个问题（注：我们可以打个简单的比喻，一条可以同时通行两辆车的道路，如果同时通行十汽车就会造成拥堵，但把十辆车分开放置在五条相同的道路上就能使之畅通无阻，这就是多项供电电路的原理所在，它能高于单项电路所能承受的电流，又能解决由于电流过高所造成的电容爆浆等问题）。耗电量的增加直接导致显卡发热量的极速提升。
风扇散热：
凸显噪音问题
采用了更高的制造工艺后，显卡核心的频率也能随着制造工艺的提高而提高，由于受到显卡PCB板大小的限制（注：显卡核心频率越高，需要的电量就越大，供电电路就越复杂，在线路上的电能损耗也越大，所需要占用PCB板的空间就越大，高频率的核心必然需要更大更重的散热装置。但显卡是插在主板上的，散热装置太重就不能保证显卡PCB板不会变形，因为这个限制，显卡频率就不会被厂家做得太高），显卡核心的频率并不能和CPU的主频相提并论，所以增加更多的渲染管线就成为了有效提升其性能的重要手段，渲染管线的增加必定会在同一芯片中集成更多的晶体管，同一时间所处理的数据量也会更多，显卡对于供电的要求也越来越高，多条流水线的显卡核心与高频显存的组合对显卡来说就会造成一个后果--显卡发热量的不断增加，相应的散热器也越来越巨大而夸张。
此时，显卡核心的发热已经不是普通的散热片+风扇组合能够解决的问题了，为了增强散热器的散热性能，加快风扇转速是一个非常不错的方法，但其弊端也立马显现出来，那就是噪音。当前顶级显卡风扇所带来的噪音已经完全能与机箱内的CPU风扇噪音相提并论了。
你知道吗：风扇由于长期高速运转会导致轴承内润滑油逐渐减少，而噪音也就逐步增大，所以风扇的工艺也在逐步改进，例如使用摩擦系数更低、寿命更长的滚珠风扇、纳米陶瓷风扇和磁悬浮风扇等等。不管是什么风扇，在高转速的情况下所产生的噪音都是不可小视的，散热片与风扇的搭配方式逐步成为各显卡厂商研究的重点甚至是整块显卡的卖点。
多种散热方式并存
传统的散热方式无非是散热片与风扇的组合，其散热性能已经发挥到极限，必须开发新的技术才能解决更加严重的显卡发热危机。
传统散热片+风扇的改进
就目前而言，显卡核心所拥有的晶体管数量已经和CPU不相上下，甚至有所超越，但受到诸多限制导致其有效的散热空间无法和CPU相比，所以采用大面积重量轻的散热装置就成为了首选。宽大的散热片能够吸收更多的热量，更多的散热鳍片能够带来更大的散热空间，同时配合适当的风扇，能够起到更好的散热效果，但现在众多显卡的发热量已经不是光靠大面积的散热片就能解决问题，散热片的材质也成为了厂商关注的目标，正因如此发展出了众多造型怪异的散热器。
你知道吗：铜的吸热速度比铝更快，但散热速度却比铝低，如果在散热器与显卡核心接触部位采用铜来吸热，外面包覆铝制散热片进行散热，加上更多的散热片与空气接触，再搭配合适的风扇辅助散热，效果会更好。
导热管技术的引入
导热管技术是1963年由美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为"导热管"的传热元件，它充分利用了热导原理与制冷介质的快速热传递性质，通过导热管将发热物体的热量迅速传递到热源外。
大家都知道，在高海拔地区（例如西藏），水的沸点只有86℃，那是因为高海拔地区气压低的缘故，导热管就是利用这个原理。从上图可以看到，在一根封闭的铜管内，没有空气只有少许的传导液，这样传导液就处于真空状态。此时传导液的沸点只有20℃，遇到高于这个沸点温度的时候它就会蒸发汽化，将热量传导给温度较低的地方，然后又转换成液态，不停反复运作，其导热能力远远高于金属的导热能力，所以导热管技术已经成为一种新兴的散热方式逐渐进入市场。随着市场竞争的日益激烈，导热管散热器已经从曾经的高端逐步降到普通用户能够接受的价格水平，导热管散热器特别适合对显卡温度比较在意且对噪音要求比较苛刻的用户。
总结：
不管散热方式如何改变，最终目的都是为了解决功耗带来的散热问题，所以现在的散热器也是多种多样，最常见的就是增加散热片面积，而降低风扇体积和转速。但并不是散热片越大越好，中高端显卡里选择一款拥有吸热散热比较优秀，风扇噪音低但风量比较大的散热器的显卡才是解决显卡高烧问题的关键所在。