关于GPU封装与散热方式的笔记

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GPU散热方式

被动散热

  • 1997年, NVIDIA Riva 128显卡

    • 性能较低, 发热较低, 自然散热

  • 1998年, NVIDIA Riva TNT显卡

    • 性能功耗提升, 铝制散热片, 纯被动散热
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    • 铝片工艺
      • 挤铝工艺: 一大片铝块高温挤压塑型
      • 铸造工艺
      • 铲齿工艺
      • 切削工艺

主动散热: 鳍片+风扇

  • 1999年, NVIDIA GeForce 256
    • 正式提出了GPU概念
    • 鳍片 + 4厘米风扇, 主动散热

主动散热: 热管+鳍片+风扇

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热管(HEAT PIPE)

构造

  • 中空的铜管
  • 内部填充相变冷却液
  • 管子内部是烧结壁, 便于液体蒸发, 到冷区冷凝通过毛细现象返回热区
  • 主流的热管规格是6mm 或 8mm
    • 热承载能力相差将近一倍
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热管数量

  • 通常越多越好, 但是有边际效应

鳍片

  • 热管与鳍片接触方式:
    • 方式1: 穿Fin工艺
      • 热管直接插入鳍片内
      • 但长时间使用, 由于鳍片与热管热胀冷缩程度不同导致中间有缝隙, 从而影响散热效果
      • 工艺简单, 成本较低, 良品率高
    • 方式2: 回流焊工艺
      • 直接用金属焊料把热管与鳍片焊接起来
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热管&GPU核心接触方案

  • 热管直触方案:
    • 问题1: 长时间热胀冷缩会导致空腔, 从而影响散热
    • 问题2: 热管壁打磨, 导致使用寿命变短
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  • 铜底方案:
    • 便于将热量均摊到各个热管上
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  • 均热板方案:
    • 板状的热管, 内部也是液体蒸发, 气体冷凝传递热量

风扇

下压式显卡

  • 工作方式
    • 风扇面吸风
    • 四周出风
  • 优点:
    • 安静
  • 缺点:
    • 依赖机箱通风
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涡轮式显卡

  • 缺点:
    • 转速偏高, 噪音偏大

水冷

  • 由于GPU通常都比CPU面积要大, 因此水冷对于GPU相比对于CPU来说, 提升效果更加明显.
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  • 英伟达显卡都自带了GPU Boost, 自动超频机制

    • 出厂1700MHz的显卡, 往往跑在接近2000MHz频率上
    • 功耗, 电压, 温度
    • 更好的散热, 能让GPU Boost维持得更加稳定
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