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華碩 DC II,融合 Cooltech

Cooltech設計是華碩在2013年中,對自家散熱器所做的最大的改變。以往我們對於散熱器上的風扇刻板印象為,2顆風扇完全一模一樣,頂多大小不一,而華碩帶給我們的則是全新的Cooltech風扇,融合離心扇與軸流扇做複合式解熱。

HDT 散熱設計

散熱器與核心直觸的部分採用5根熱導管,由左到右依序為6、8、8、10、6mm,採用HDT技術,擁有比以往銅底包夾熱導管進行焊接,有更好的熱傳遞能力,但在這裡編輯發現個問題,熱導管直觸在核心面積夠大時,這項技術能夠發揮作用,這是肯定的,但在繪圖核心較小的基礎下,熱導管發生無法直接接觸熱源的狀況下,那麼結果會是如何呢?這部分將在最後結果上見真章。

很難超?GPU時脈超不上去的關鍵瓶頸,3大空冷與水冷散熱同台測試

華碩採雙風扇設計,其中Cooltech靠近於I/O部,主因為這個地方才可藉由離心扇將熱空氣排出。

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底部為HDT技術,但可以看到左右兩根熱導管皆無法與核心直接觸碰。

風扇部分2顆分別採用常見的軸流扇與Cooltech風扇,型號皆是為Everflow的T129215SU 0.5A,軸流扇搭載11片扇葉,在原廠規格中可提供最高3500轉、風量58.23CFM,噪音則是可達38dB,而Cooltech則是沒有在文件中顯示,但所採用的核心元件仍然相同,僅只在扇葉上做形變,大致上是增加了離心扇的排風功能,可以提供顯示卡尾端的出風效率,扇葉也從11片縮減至9片,同文件中的9扇葉款則是提供最高3500轉、風量39.62CFM,噪音則是35dB。

轉速低導致溫度偏高

在實際測試中,能看到BIOS中分別有安靜模式與效能模式2組設定值,透過switcher進行切換。第一階段中的0xAA、不解開功耗限制下,華碩2組模式皆是無法穩定的維持時脈在官方標示的1050MHz,僅能在900MHz左右跳動,另外可以看到溫度上,其中一組溫度在溫度穩定不再上升後,已經高達93度,與官方強制降頻的95度相去不遠,轉速上2組設定分別為1800、1200轉,但這並不是R9 290X真實的溫度與狀態,一切還在官方限制內。

第二階段中的0xAA、限制完全解開的狀況,已經可以很明顯看到在安靜模式下的設定中,連續好幾次核心時脈完全被迫降低至300MHz,溫度與電流也瞬間的降低,不過可以看到風扇轉速分別為2000、2200轉,差別並沒有先前的模式大,但溫度很明顯的壓不住核心的發熱量,甚至觸發官方強制降頻的條件。

第三階段的8xAA,在這邊2組設定上面的分歧點就非常的明顯,安靜模式下的風扇轉速僅有1000轉左右,溫度上也相差了將近20度左右,但可以看到在時脈上,兩者都可以在1050MHz下面全速運作,僅有小部分時間有略微跳動,但不影響整體表現。

第四階段的Lost Planet 2遊戲測試,可以看到溫度上兩者差距一樣是10至20度左右,時脈上,安靜模式下的穩定度稍差,偶有小掉頻的現象,不過大致上還是能夠維持在高時脈運作上。

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第一階段,0xAA、不解開功耗限制,時脈一直在900MHz上下跳動,這時已經受到原廠功耗限制的干預。

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第四階段,Lost Planet 2、不解開功耗限制,此時時脈大致上可以維持在最高頻率,但溫度上在安靜模式下的表現並不佳。

技嘉 WindForce,改版再強化

技嘉的WindForce也推出了好幾代產品,最新版本是WindForce 3X 450W。從這幾代的改進來說,上一代WindForce的推出,造成使用者不小的安裝困擾,其原因追根究柢就在於佔用了雙槽以上的空間,雖不到三槽,但著實帶給多卡環境的使用者不小的困擾,在這一代新產品上,技嘉強調在雙槽的空間內,一樣可以達到450W的解熱能力。

可達 450W 解熱能力

採用6根熱導管,其中2根屬於8mm規格,採用回流焊工藝處理焊在2組散熱鰭片上,熱導管在核心接觸部分,一樣是採用HDT直觸設計,但技嘉在核心與熱導管之間,焊接銅質導熱片做為核心與熱導管的傳遞介質,而非直接貼近核心散熱。

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技嘉採三風扇設計,尺寸則是80mm,三個風扇為同一水平排列方式。

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底部採HDT技術,加上銅片強化,藉這種方式讓核心透過銅片傳遞至所有熱導管上,彌補核心面積過小無法直觸熱導管的缺陷。

風扇與華碩採用同品牌但不同型號,型號是Everflow製T128010SU 0.35A,搭載11片扇葉,原廠規格中顯示最高轉速4200轉,風量35.89CFM,噪音則是36.5 dB。技嘉同樣有2顆BIOS可供消費者選擇安靜或效能模式,編輯部同樣會測試2種模式在各項目中的表現做比對。

安靜模式可再強化

第一階段中的0xAA、不解開功耗限制下,2組BIOS安靜模式的時脈大致上都在900MHz以下,效能則是在這之上,可以很明顯的看到溫度上受到風扇轉速500轉的差距影響大概在7度上下,但在VRM部分的溫度表現上已經不盡理想,都是長時間維持在90度甚至105度。

第二階段中的0xAA、限制完全解開的狀況,這個項目下,效能模式維持在75度左右,風扇轉速已經達到3200轉左右,這時的噪音已經非常的大聲且明顯,但安靜模式下的表現比起華碩更加的慘澹,被強制降速的時脈次數遠超過華碩,顯然在散熱器與BIOS間的連動功力還有待加強,VRM部分則是已經超過100度甚至120度以上。

第三階段的8xAA,這個模式下的表現2個模式都有不錯的成績,在安靜模式下維持在1500轉左右,效能模式則是多出1000轉左右,在2500轉上下,兩者溫度表現上,大致上比華碩雙風扇還要低上5度。

第四階段的Lost Planet 2遊戲測試,實際遊戲表現上,2個模式下溫度差距大致維持在20度左右,轉速則是相差近1倍,大致維持在1000轉左右的差異,最高在2400轉左右,長時間來看,整體表現會較類似於Furmark 8xAA,在功耗上,整體消耗程度略低於華碩20W左右,主因可以粗估為溫度上造成的影響與核心差距。

在這邊也可以看到前面所提到的華碩在熱導管上無法直接接觸核心,技嘉透過了銅片焊接的方式彌補核心太小的缺陷,不過可以看到反而需要更高的風扇轉速才得以降溫,這一點不外乎受到兩個因素所影響,風扇尺寸上華碩稍大一點,可以在低轉速下提供相同的風量,第二則是技嘉在焊接上的處理太差,造成更大的熱阻。

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第二階段,0xAA、解開功耗限制,這階段下的安靜模式已經無法壓制住核心的發熱量,可以看到時脈降頻至300MHz的時間非常頻繁。

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第三階段,Furmark 8xAA、不解開功耗限制,大致可維持在高時脈,偶有降頻現象,安靜與效能模式的風扇轉速大致上相差約為1000轉。

藍寶 Tri-X,三風扇強效壓制

藍寶這款三風扇的產品,嚴格來說是全新的設計,之前的Radeon HD 7990雖然也有推出過三風扇設計,但該卡為AMD公板卡,實質意義上並非藍寶完全自行設計的產品。做為首款藍寶自行設計的三風扇顯卡,市面上有許多相關成供與失敗的可供參考與借鏡,諸如散熱器卡件問題、PCB受重狀況,都應該在設計中提出解決方案與計畫。

包夾式散熱設計

熱導管部分採用5根熱導管做為基礎,組成方式由中至外分別為10、8、8、6、6mm,與核心接觸面採用傳統散熱器常見的包夾式處理。這種方式唯一的好處是,不會因核心面積太小而無法讓熱導管傳遞廢熱,在整塊銅質金屬下,能夠讓熱源穩定地傳導至每根熱導管上。其中5根熱導管皆為回流焊工藝處理。

散熱鰭片的部分則是分為2個部分,在核心上方的部分規模較大,5根熱導管皆貫穿其中,8mm與10mm的部分則是延伸至另一小規模的散熱片,進行更多熱交換處理。被動元件則是全部通過整片金屬板,並傳導熱量至鋁製鰭片上。這塊金屬板除了替被動元件散熱外,身兼強化PCB的作用,另外也將整個金屬板延伸至PCI擋板上做支撐的受力點。很多廠商在較大較重的顯示卡上僅只是做了金屬板,但卻沒有將之延伸至可支撐的受力點上,設計不算到位。若用比較白話的方式來敘述,就像木板上黏在牆角之間,底下若是沒有任何支撐點,那塊木板的承載力自然要打折扣。

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藍寶採用三風扇設計,採同一水平排列方式。

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底部採用較舊的包夾式設計,這種方式理論上在同一工藝水平下傳導能力略低於HDT技術。

轉速低,表現亮眼

風扇部分則是採用FirstDo FDC10H12S9-C 0.35A,搭載9片扇葉,但可惜官方資料有限,無法取得相關規格數據。在第一階段的0xAA,藍寶一樣是沒辦法逃過功耗限制這個問題,整體平均在960MHz上下跳動,溫度上則是表現亮眼,平均在72度,最高僅72度,同時風扇轉速也僅在1500至1900轉左右,比起使用雙風扇的華碩,雖然高出100轉,但同時時脈上也高出了60MHz左右,能夠在各個狀況下擁有更高效能。

第二階段中的0xAA、限制完全解開的狀況,維持在75度左右的溫度,但可以看到核心時脈則是仍然有小幅波動,大致上還是維持在1040MHz上,但可以看到2個BIOS在設定上其實沒什麼差別,曲線大致都重疊在一起。

第三階段的8xAA,溫度表現皆在67度上下,但核心時脈的跳動次數偏高,轉速控制上則是沒有太大程度上的差別,這時候的VRM溫度表現是所有空冷之中最好的一款,最高溫度在75度上下,但比起技嘉,更有效控制在長時間的使風扇運轉在更低的轉速,維持低噪音。

第四階段的Lost Planet 2遊戲測試,溫度在40至62度左右,同時1500轉的低轉速讓藍寶在所有空冷中脫穎而出,在VRM的溫度表現上兩個模式都在65度左右,技嘉雖然在效能模式達到60度低溫,但轉速已經提昇至2400轉,整體表現上並不如藍寶以大面積的金屬板做解熱來的優異,技嘉的6根熱導管的傳導能力沒有藍寶5根來的優異,這部分並不看數量判優劣,還是以內容物質量決定。

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第二階段,0xAA、解開功耗限制,空冷中表現最亮眼的產品,即使在發熱量提升的狀況下,仍然可以維持在2100轉,與75度的低溫。

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第四階段,Lost Planet 2、不解開功耗限制,遊戲下則是維持在穩定的62度左右。

空冷不夠力,換裝水冷再戰

在看完各家空冷散熱器之後,相信大家都有一定的底了,編輯部這邊當然不能夠滿足於風冷散熱器,當然水冷在台灣市場或者一般消費者之間不是那麼的常見,不過既然R9 290X這麼熱情,而且又會限制效能表現,那麼換上水冷會不會比較好?我們測完你就知道。

撼訊 LCS,水冷完全制霸

撼訊LCS幾乎在每款AMD頂級型號中,皆有水冷版本的顯示卡。近年以來的Radeon HD 6970、Radeon HD 7970、Radeon R9 290X都有,皆是其與德國EK Water Blocks(EKWB)合作推出的產品,以全覆蓋式的全銅底水冷頭為整張顯示卡上所有的發熱元件進行解熱。

當然,水冷相對於空冷擁有一定程度的優勢,但最大的缺點就在於雖然水冷頭比散熱器還要薄上許多,在顯示卡的部分僅只用佔用1個插槽的厚度,比起目前的空冷還擁有更小的佔用體積,不過水冷不僅僅只是純銅的金屬塊透過CNC(Computerized Numerical Control)而成,它還需要最基本的水路、冷排與泵進行熱循環,嚴格說起來,水冷對於機殼的相容性非常小。

水冷分為非常多種,其中有僅針對核心部分的通用型水冷頭、與Zalman曾經推出過的分離式水冷頭,將核心與供電元件分別CNC處理再藉由水管連結,而最出色的水冷方案則是屬於這種全覆式冷頭,完全的針對單一產品進行製作,這種方式不僅可以提供大面積的純銅底進行導熱,更加長水流經過的距離,讓水在內部可以藉由水道帶走更多的熱量。

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水道內部核心處採用0.6mm微水道做熱交換的中心。

水冷可完全發揮效能

這一次測試採用最簡單且能完全呈現水冷在解熱能力的水路安裝方式,僅擁有一個240mm水冷排、泵與圓柱水箱與水冷頭形成一個迴路,這種作法不受到其他電腦元件影響,環境單純,但在機殼內部,這種作法因其他零組件為另一迴路,需要的空間較大,較不適合在僅有一側空間可安裝水冷排的機殼上安裝。

數據其實就無需多言了,可以看到除了在第一項的0xAA,不解開功耗限制下會因功耗問題而造成時脈無法達到1060MHz之外,但也維持在955至970MHz之間。溫度表現上面則是最大51度,遠遠低於空冷24度以上,相對於空冷上,R9 290X最佳的散熱載體無疑是使用水冷能夠完全發揮該有的效能。

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第二階段,0xAA、解開功耗限制,即使面對高發熱量,水冷一樣是輕鬆壓制溫度在51度,表現完勝空冷。

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第四階段,Lost Planet 2、不解開功耗限制,遊戲中更是維持在41度低溫,同時VRM的溫度也低至50度左右,卡的性能完全不受限制。

看完這麼多顯示卡跟所屬的散熱器後,不管是在各自的熱導管技術上所做的選擇,亦或是整個支撐強化處理上,廠商不免地替自家產品冠上華麗的行銷術語,雖說不至於數據造假,但部分廠商標準與環境上的不透明性與缺乏比較性,的確容易讓消費者混淆。

以往官方核心規格等於最終時脈的前提下,只要軟體負載夠高,核心時脈一定能夠跑至標示的規格,但在AMD將規則更改後,規格變得不再是絕對值,一切都建立在有條件的前提之下。

空冷表現皆不差,但難越高牆

其實各家在風冷處理下差異不大,但仔細注意前幾頁的數據,可以看到都有一面隱形的牆擋在前方,並不只是溫度95度這道顯而易見的門檻而已,還有AMD在功耗上設定的限制,遠比溫度還要更難掌握。若以降頻為觸發條件的優先順序來看,功耗排在溫度之前,在溫度未達限制前,因過高的功耗同樣也會被強制降頻,這也是為什麼有時候明明覺得溫度沒有很高,但時脈卻沒辦法穩定在高頻上的主因。

這個問題在於程式對於繪圖核心的負載量,以及使用率將會影響整個核心的功耗。以遊戲來說,複雜度越高的遊戲,對於核心的使用量越高,同時的功耗也會相對提高,但在超過核心所能處理的運算量後,將會出現功耗下降的情況。從Furmark也可以看到在1440 x 900的解析度下,分別測試0xAA、解開限制與否,與8xAA、不解開限制,這幾個模式下面可以看到0xAA遠比8xAA還要更嚴苛且產生更高的功耗,進而造成整個時脈無法維持在穩定的時脈上,同時連最基本的標稱時脈都達不到。

在8xAA下,各家其實都有辦法維持在高時脈上穩定運作,但可以看到整個核心功耗是已經被強制鎖定在100%以下的狀況,這也顯示了下個問題,各個軟體所佔用與能夠讓核心產生的功耗不盡相同,更甭論Furmark是款在測試期間內會穩定使GPU在滿載的狀況的軟體,若是套用至變因更多的一般軟體或者遊戲上,在核心時脈上的變數將會更多。

貿然解鎖,恐會損壞

在官方所提供的2組BIOS切換機制下,我們也可以看到所謂的安靜、效能模式,充其量也僅只是針對風扇轉速做限制的功能而已,經由圖表中我們可以看到不管在效能模式,抑或是安靜模式。在Furmark 0xAA這種超高功耗的運算處理之下,都會發生因功耗問題而造成的核心時脈降頻,安靜模式下原廠對顯示卡做任何限制這都沒問題,但在效能模式下,僅只是提昇風扇轉速,但未將功耗提高至更高的限值,這部分就得需要更精確的BIOS調校功力。

這也顯現很重要的問題,在空冷的條件下,各家在溫度控制上並沒有更多餘的空間讓消費者擁有更大功耗,畢竟在圖表中可以看到我們自行把所有限制都提昇至最高後,華碩核心溫度已經到達90度左右,而技嘉雖然在75度,但風扇轉速已經是是非常驚人的3000轉以上,且VRM溫度則是已經在100度,藍寶則是雖然風扇轉速在2100轉左右,但VRM溫度也一樣是突破100度以上的高溫,這僅僅只是在裸測環境下所測得的溫度,若是一般正常使用下的裝機環境,溫度只會更高且造成更多顯示卡的傷害,這也是原廠不將限制解開的最主要原因。

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