57b823d51e170838a85edac7d825f03c 在 NVIDIA 推出 GM204 後,各家協力廠商也紛紛推出了自製產品,其中不乏有公板 PCB 搭配自製散熱器,或者是全自製產品。其中目前最受爭議的莫過於 EVGA 所推出ACX 2.0,遭網友們質疑熱導管並未全數接觸顯示核心、散熱鰭片的缺陷,是否真如網路所言這麼不堪?編輯解析給你看。

ACX 2.0 與之前哪裡不一樣?

在解析之前,先來談 ACX 2.0 所代表的含意,或許讀者們會覺得風扇不就是扇葉搭配馬達組成,還能改什麼?不過認真說起來,扇葉一直是廠商在最佳化解熱力的一項重要指標。除了增加葉片數量外,還可以看到不少廠商在扇葉表面進行刻痕以加強導流能力,較專精的讀者可能還發現扇葉的流體方向不同。

以我們常見的扇葉種類來看,可以分為軸流、離心還有斜流式,當然工業用途中還有很多變種產品。而扇葉的翼型又可分為前掠、後掠、輻射這 3 種類型,這 3 種在顯示卡上都有廠商採用,其中又以前掠最為常見。輻射翼型則是較容易從外觀中分辨出來,葉片大多較平滑無彎曲,由軸心向外延伸。而後掠翼型則是較少見,葉片彎曲的方向與前掠顛倒,這也是 ACX 2.0 改版的重點。

馬達設計的改變,這點在 ACX 2.0 也獲得改造,與上代產品的差異為改用三相馬達(感應電動機),相較於上代單相馬達獲得了更穩定的磁場,運轉時更加平滑。

▲圖為 ACX 1.0 版本風扇,為單相馬達設計(4 線圈),翼型為前掠式。

▲圖為 ACX 2.0 版本風扇,是三相馬達設計(6 線圈),翼型為後掠式。

ACX 2.0 散熱器解析

從前面所述可以發現改變的重點都在風扇而非散熱器,但爭議處是在散熱器的整體設計,真的如網路上所言整體是有重大缺陷嗎?編輯實際拆解完全解析這個散熱器給讀者們參考。

由於 GTX 970 SSC ACX 2.0 的散熱器是沿用之前 GTX 760 設計,所以解熱能力並不需要多加揣測,170W 的解熱能力套用在僅 145W 的 GTX 970 上面並無不妥。所以並非所謂的 COST DOWN,而是常見的多個型號採用的通用型設計解決方案,這點在任一廠商都會出現。

再來是 GTX 970 這個型號,只有 FTW 是採用較高階的解熱方案,其餘則是屬 HDT 熱管直觸的設計,所以我們可以看到散熱器與核心接觸面的熱導管,是直接裸露且切削過的設計。

▲HDT 熱管直觸的設計最大特色在裸露的熱導管。

不過問題就在這,由於採用 HDT 設計,勢必會因熱導管剛性不足而需要多道處理手段。這邊 EVGA 用的是鋁底強化方案,將熱導管嵌入剛性較高的鋁件中,藉由鋁件緩衝核心對熱導管的壓力,避免熱導管因此彎管與毀損。不過由於加了鋁件的寬度,熱導管在小核心上會因此無法全數接觸,導熱效率將會因此大打折扣。華碩之前也曾有這個缺點,故將熱導管管壁加厚以強化整體剛性,避免因剛性不足而需要嵌入鋁件的問題。

在熱導管與鋁質鰭片間的接合處,則是採用了穿 Fin 工藝,不過從圖中可以看到穿 Fin 的技術力並不高,接合處上方並非熱導管穿 Fin 後呈現的飽滿圓狀,而是經過擠壓後的變形。導熱效果如何呢?常理推斷下,一個圓弧與圓切面哪個的路徑較長即可略知一二,且熱導管擠壓後效果也會打折扣,故這個設計實質上並不佳。

鰭片與熱核心鋁件接合處則是採取嵌入式設計,並非將鰭片折 Fin 再進行焊接,不過可以看到嵌入深度並不深,實質效果可能並不如一般常見的折 Fin 處理方式。

▲左圖可以看到紅箭頭處為熱導管透過鋁件強化剛性的設計,右圖為穿 Fin 設計的接合技術。

▲紅箭頭處可以看到鋁件為凸型設計,另一箭頭處可看到鋁質鰭片嵌入鋁件的深度。

至於 VRM 區域是透過鋁質鰭片折 Fin 輔以散熱墊加強,這屬於常見的手法,一般而言有幾種方式可以針對 VRM 區域做解熱。除了本文中這種方式,還有直接加入鋁擠散熱片強化散熱,或者是壓鑄件(可為鋼、鋁材)做更深入的強化。當然壓鑄件開發成本高昂,除了需開模具之外,生產量也不如前述幾項高,只會用於高階產品上。

風扇框架的部份則是比較讓編輯所詬病,除了用於固定風扇的支撐臂過多之外,面積也較大嚴重阻礙風流動向,無法更有效的吹向鋁質鰭片做熱交換。其實這問題有 2 種解法,其一為將風扇固定在鋁質鰭片上,如此並不需要過多支撐點即可穩固風扇。其二則是使用金屬支撐臂,能夠得到更有利的強化,避免因風扇運轉的晃動磨損軸心造成不耐用問題。可以看到 EVGA 選擇較方便的一體設計,造成必須要這麼大面積的支撐臂才足以固定風扇本身,是造成此一缺點的根本原因。

▲左圖為透過折 Fin 幫助 MOSFET 散熱的設計,右圖為風扇支撐臂。

最後則是網路上熱烈議論的鋁製鰭片為什麼刻意切開,熱導管只到一半的問題,這個疑問其實只要拿出散熱器與 PCB 做對照就馬上可以發現問題點。從紅線的對應關係中就可以發現,PCIe 6pin 的位置剛好在切割處,為了避免干涉無疑是得將該區域淨空。

那麼將 PCIe 6pin 改移往他處會是否更好呢?答案並不然,可以看到 2 根熱導管勢必有其 1 會遭干涉,那放在這之間呢?效果可能較好,但得放棄該位置的鰭片扣 Fin,勢必造成鰭片間鬆動現象大增。兩者取其輕,選擇將原先就沒有接觸到核心的熱導管縮短,讓該位置淨空則是較好的作法。

當然讀者們可能會說其他家廠商沒有這樣強硬的作法,參考其他家產品可以發現,EVGA 的 PCB 是較短的設計,並沒有太多選擇空間,這樣一來問題也就只存在於觀感不佳,解熱能力並不會因為少了這段而大打折扣。

▲左圖為 PCB 與散熱器對照圖,紅線為同一水平,右圖為 PCIe 6pin。

▲PCB 末端還有一片鋁質金屬,不過並未有導熱墊片,所以實際用途並不大。

PCB 設計速覽

看完散熱器後,PCB 的部份並未有太多亮點,編輯就迅速帶過。GTX 970 SSC ACX 2.0 採用 4+2 相迴路設計,核心 4 相、記憶體 2 相,並未有太多新奇的設計。核心採用 ON-Semi NCP81174 PWM 控制器,搭配 1 上 2 下 MOSFET(上橋:4C10N、下橋:4C06N),記憶體部分則是 Richtek RT8809 控制器搭配 1 上 1 下配置(上橋 MDU1516、下橋 MDU1514)。

整體配置並未採用 Power Balancing,原因在之前編輯即已談過,自製卡採用耐電流更高的元件,將整體 Power Limit 上限提高以避免頻繁降頻問題。另外 PCB 大部分元件都位於左側,原因在這張 PCB 的原型參考對象本身就是短卡型的 GTX 760,只將記憶體迴路改置於右側。

▲PCB 右側並未有太多電子元件,主要都集中於左側。

▲左圖為核心 VRM,紅:PWM 控制晶片、黃:MOSFET Driver、綠:MOSFET。右圖為記憶體 VRM,綠:MOSFET。

▲左圖為 PCB 背面,紅:記憶體 PWM 控制晶片、黃:Ti INA3221 檢流晶片。右圖為雙 BIOS 指撥開關。

下一頁:性能實測

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