Kot vsi vemo, delovna temperatura elektronskih naprav neposredno določa njihovo življenjsko dobo in stabilnost, da se ohrani delovna temperatura komponent računalnika v razumnem območju, poleg tega pa se zagotovi, da je temperatura delovnega okolja računalnika znotraj razumnega razponu, je potrebno tudi odvajanje toplote. Z izboljšanjem računalniške moči osebnih računalnikov so težave s porabo energije in odvajanjem toplote vse bolj postale neizogibne težave.
Na splošno so največji viri toplote v osebnih računalnikih procesorji, matične plošče, grafične kartice in druge komponente, kot so trdi diski, in precejšen del energije, porabljene med njihovim delovanjem, se pretvori v toploto. Zlasti za trenutno vrhunsko grafično kartico lahko poraba energije zlahka doseže 200 W, proizvodnje toplote njenih notranjih komponent pa ni mogoče podcenjevati, zato je potrebno učinkovito odvajanje toplote, da se zagotovi njeno stabilno delovanje.
Prva generacija - obdobje, ko ni bilo koncepta odvajanja toplote
Novembra 1995 je rojstvo grafičnih kartic Voodoo prineslo našo vizijo v svet 3D in osebni računalniki imajo od takrat skoraj enako raven zmogljivosti 3D obdelave kot arkadni stroji, kar je ustvarilo pravo dobo tehnologije 3D obdelave. Od takrat je razvoj grafičnih čipov ušel izpod nadzora, saj se je jedrna delovna frekvenca povečala s 100 MHz na trenutnih 900 MHz, hitrost polnjenja teksture pa je narasla s 100 milijonov na sekundo na današnjih 42 milijard na sekundo (GTX480). Glede na tako velike spremembe v zmogljivosti je mogoče zamisliti ustvarjanje toplote, oprema za odvajanje toplote, kot so zračno hlajenje, toplotne cevi in polprevodniške hladilne plošče, pa se uporablja tudi v grafični kartici. Danes vam bom predstavil razvoj in trend glavne opreme za hlajenje grafičnih kartic.
Ko je bila grafična kartica Voodoo prvič predstavljena, ni bilo naprav za odvajanje toplote in osnovni parametri so bili goli pred nami. V primerjavi s trenutnimi mainstream grafičnimi karticami takrat ni bilo govora o grafičnih procesorjih. Procesorska moč glavnega jedrnega čipa na grafični kartici je celo šibkejša od trenutne omrežne kartice, zato je proizvodnja toplote skoraj nič in skoraj ni potrebe po dodatni opremi za odvajanje toplote.
Druga generacija - uporaba toplotnih odvodov
Avgusta 1997 je NVIDIA ponovno vstopila na trg 3D grafičnih čipov in izdala NV3, to je grafični čip Riva 128, Riva 128 je 128-bitno 2D, 3D pospešeno grafično jedro, frekvenca jedra je 60MHz, segrevanje jedra je postopoma postalo problem in uporaba hladilnega telesa je uradno vstopila na področje grafičnih kartic.
Tretja generacija - prihod dobe hlajenja zraka in odvajanja toplote
Izid TNT2 je bil kot bomba v srce 3dfx. Jedrna frekvenca je 150MHz, podpira skoraj vse funkcije pospeševanja 3D v tistem času, vključno z 32-bitnim upodabljanjem, 24-bitnim Z-bufferingom, anizotropnim filtriranjem, panoramskim izravnavanjem, strojno konveksno in konkavno preslikavo itd., izboljšanje zmogljivosti pomeni, da se segrevanje jedra poveča, vendar v procesu ni velikega napredka, še vedno se uporablja 0,25 mikrona, tako da pasivni način hladilnega telesa ne more več zadostiti trenutnim potrebam in metoda aktivnega odvajanja toplote je uradno stopila v fazo grafične kartice.
Z uporabo Leadtekovega patentiranega hladilnega sistema TwinTurbo-II (druga generacija dvojnih turbo hladilnih ventilatorjev s polno pokritostjo) hladilnik v celoti pokriva celotno kartico, zrak pa med zagonom vstopa in izstopa skozi oba ventilatorja v eni smeri, kar lahko učinkovito hitro odstranite toploto čipa in video pomnilnika. Poleg tega lahko dva ventilatorja s krogličnimi ležaji učinkovito zmanjšata hrup, kovinsko hladilno telo pa zagotavlja daljšo življenjsko dobo.
Čeprav je visokohitrostni ventilator najboljša rešitev za problem odvajanja toplote, nekateri prijatelji ne morejo prenesti hrupa "kuhinjske nape", medtem ko uživajo v neskončni zabavi 3D iger. Na srečo ta problem rešuje uporaba tehnologije toplotnih cevi, ki je na splošno sestavljena iz jedrnega bloka absorberja toplote, zadnjega bloka absorberja toplote, dveh toplotnih odvodov velike površine in toplotne cevi. Kot naprava za pasivno toplotno prevodnost se toplotna cev hitro prenese iz odseka za absorpcijo toplote v odsek za odvajanje toplote s fazno spremembo notranje delovne tekočine, nato pa se zanaša na notranjo kapilarno strukturo, da teče nazaj v toplotno absorpcijski del, ki je izmenično gibljiv, ne porablja električne energije in ne proizvaja hrupa ter ima močno sposobnost toplotne prevodnosti, kar je učinkovito sredstvo za realizacijo hitrega prenosa toplote v omejenem prostoru, s čimer se poveča območje odvajanja toplote in močno izboljša učinek pasivnega odvajanja toplote. Vendar pa ima ta način odvajanja toplote še vedno slabosti, ker zmogljivost odvajanja toplote ni dovolj močna, uporablja se lahko samo na karticah srednjega razreda, in če želite uporabiti to tehnologijo, morate dodati ventilator pri višjem razredu. .