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随着显卡发热越来越大，以往只有顶级显卡才采用的散热设计也渐渐普及到了中高端产品上。不过我们仍有大量的疑问：为什么Radeon HD 4850原厂版本的显卡散热设计那么“差”？为什么一些非公版显卡运行温度反而很低？怎样才能判断一款显卡散热设计的优劣呢？这些疑问都将在本文中为您解答。
公版显卡有多热？
Radeon HD 4850是一款非常受用户欢迎的产品。但它运行时温度极高，在待机2D状态下核心温度甚至高达65℃，全速运转时温度甚至维持在80℃左右。如此高的温度会不会给显卡的运行带来危险？
为了更加清楚地展示公版显卡的散热设计，我们请出另外一款“高温”显卡：Ra d e o n HD4870，并采用热成像技术分析其散热器设计中的一些问题。
从散热器设计来看， 公版Radeon HD 4870无论是用料还是设计思路都比较合理。从热成像图也可以看出，在中部左侧有一大块鲜明的红色高温部分。这部分就是显卡核心以及由热管导出热量的大量热量聚集处。不过散热图也说明一个问题，Radeon HD 4870的公版散热高温区离风扇较远，风扇吹出的强风到此处已经非常弱，空气对流效率不高。
实际上，整个公版Radeon HD 4800家族的显卡高热区都离风扇较远。其中Radeon HD4870显卡有热管，并且采用了大量散热鳍片，还可以比较好地平衡整个散热部分的温度。相比之下，Ra d e o n HD4850显卡更为严重，没有热管，仅依靠显卡自身散热器传递热量，并且鳍片数量较少，难以及时将热量导出，最终造成了显卡温度过高。
除了本身设计和用料上的问题外，根据AMD的官方说明，为了在静音和温度控制之间作出平衡，AMD人为限制了显卡BIOS中的风扇转速。在温度未到达70℃时，风扇转速还不到30%。显卡核心全速运转时，风扇转速会随着核心温度的上升而加快，并将显卡的温度范围控制在60～80℃左右。AMD认为Radeon HD 4800的核心温度耐受上限是110℃，普通运行60～80℃的温度是安全的，并且可以很好地保证显卡的静音。
故此，我们完全可以认为公版Radeon HD 4800系列显卡温度过高有两个原因：
1.公版显卡侧吹式结构(其中Radeon HD 4850显卡还存在散热器用料较差，难以满足热传导需要的问题)。
2.风扇转速为了保持静音被人为降低。在不更换显卡风扇的情况下，如果想加强散热降低温度，最简单的方法就是将风扇转速提高，不过由此而来的噪音问题也比较明显，令人难以取舍。
其实，AMD的类似做法并非第一次。在它发布Radeon HD 3850显卡时，也有一些玩家诟病公版Radeon HD 3850运行时极高的温度。与之类似的还有NVIDIA的GeForce 8800GT公版显卡，薄薄的单槽散热器难以很好地控制显卡的温度，因此在最先出厂的一批产品中甚至出现了温度过高导致花屏的问题。一些用户认为是显卡自身发热太大，因而难以控制温度。但发热量并不和温度直接相关，如果我们有良好的散热设计就可以很好地控制显卡温度。
显卡散热设计的理论探讨
1.如果不使用任何散热设备，显卡的散热是可以自发进行的，但温度极高。
显卡运行产生热量，会造成核心和周围环境的温度不同，只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递现象发生。因此，根据热力学第二定律，即使不用任何散热设备，显卡芯片也可以自行散发热量（热辐射占了很大一部分）。根据目前的情况，RadeonHD 4850的核心在自行散热的情况下温度可瞬间飙升至200℃以上。因此，我们必须使用一些办法，帮助热量更为快速地散除。
2.如果在显卡核心上紧贴一个体积较大的铝（铜）块，形成有效的热传导，可帮助核心降温。
铝（铜）块的热传递能力明显比空气强。因此，在铝（铜）块紧贴显卡核心后，两者紧密接触，由温差发生热传导，能在一定程度上降低核心温度。
散热器的底部直接和显卡核心接触，散发的热量最先传导至此处。如果底部材料极薄，那么散热器底部的温度就会由于吸收了大量热量而迅速上升，即使散热器的热传递能力较强，这种瞬间的高温现象还是可能给显卡芯片带来损害。而较厚的底部由于金属的“储热”作用，所以储热能力较强。在显卡瞬间热量上升时，不会由于吸收了大量热量而造成温度的急剧上升，其温度上升会变得比较缓和，有利于及时将热量排出。
3.增大散热面积也是降温的有效方式。
当热容量比较大的金属块贴在显卡上后，核心温度虽明显降低，但依旧不能保证显卡核心温度在安全范围之内。为了加快热传导的速度，需要尽快把热量传导出去，这时就需要很大的散热面积。褶皱永远是提升单位体积物体表面积的最好办法。我们在实际的显卡散热器中可以看到大量的“沟槽”或者鳍片的采用，它们都是为了增大或变相增大有效散热面积。鳍片越薄、越密集（当然要保证有一定的散热空间）、甚至鳍片表面上还有一些凹槽和凸起、或者散热器的“沟槽”越多，散热的效果就越明显。
4.加强对流，让空气“动起来”。
如果没有强制的空气流动，那么散热器周围的空气在受热后，只能缓慢传递热量。这种散热速度依旧较慢。因此，大量的显卡散热器都设计了风扇。风扇的作用是加强对流，形成风道，让热量有规律、有效的散除。
常见显卡的风道有以下几种：
●侧吹式
显卡尾部冷空气由风扇吸入并侧吹至显卡的核心，经过散热器的鳍片并吸收了大量热量后，再吹出至显卡尾部，并最终排出机箱之外。而如Radeon HD 4850等显卡，风道设计和上述显卡类似，但是尾部没有相应的出风口，热风还要在机箱内继续循环，因此散热效果略输一筹。
●直吹式
这是最常见的一种散热方式，风扇垂直于显卡芯片吹风，并经过散热片将热量带走，最终的热风也“四散奔逃”。在开放式环境中，这种散热方式是最为有效的。
●其它方式
除了侧吹式和直吹式外，还有一些显卡散热器将风扇布置在显卡的顶部，依靠从上向下的强大气流来加强散热。这种散热方法和侧吹式相比并没有太多不同，不过对机箱本身的风道和散热有较高要求，一些散热设计大厂在这方面常常有自己设计的独到之处。
5.热管的出现
热管这个伟大的发明改变了显卡散热设计的诸多问题，并给显卡散热带来了新思路。
按较精确的定义，热管应称作“封闭两相传热系统”。1963年美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的G.M.Grover发明了热管。热管的导热能力极为强悍，它可以迅速的将热源处的热量传导至热源外。热管应用在显卡上，除了传到热量外，还可以平衡散热器各部分的温度，加强散热效率。 在内部结构方面，热管由管壳、吸液芯和段改组成。热管是中空的，内部抽为负压状态，并充入沸点滴、易挥发的液体。在热管的管壁上设计了吸液芯，一般由多孔毛细材料构成。整个热管形成了封闭的循环系统。
当热管一端受热时，内部物质蒸发形成蒸汽，蒸汽流向另一端，然后释放热量重新结合成为液体并顺着毛细管依靠毛细作用力返回受热端（也叫蒸发端）。这种循环的速度非常快，可以保证热量快速地、源源不断地传递到另一端。一般说来，散热器上的温度总是不均匀的。热管就可以将散热器底部的热量，在保证正常热传导的情况下直接传递至散热器中央甚至表面处，使得整个散热器的温度均匀，在对流空气的作用下加大散热效率。
在显卡散热器没有使用热管之前，散热器只有向更大、更重的方向发展。热管的出现有效减缓了这种势头，让散热器在轻量化和小体积的基础上也能达到比较高的散热效能。可以这样认为，热管是加强显卡散热器散热效率最有效的方法之一，其对显卡散热作用帮助之大可见一斑。
有关显卡散热器设计的其它问题
除了以上的几点外，显卡散热器还有以下几个需要注意的方面：
1.究竟谁才是最佳散热的材料
热传导系数是金属材料的一个恒定数值，不会因为环境或者温度的改变而改变。如果热传导系数越大，那么在相同条件下这种金属传递热量的本领就越强。
在金属中，银、铝、铜的热传导系数表现最出色。但是银极为昂贵，因此不太会出现在民用级别的散热器上。铝和铜就成为散热器的首选材料。相比之下，铜的热传导系数为390-402W/（m
公版显卡有多热？
Radeon HD 4850是一款非常受用户欢迎的产品。但它运行时温度极高，在待机2D状态下核心温度甚至高达65℃，全速运转时温度甚至维持在80℃左右。如此高的温度会不会给显卡的运行带来危险？
为了更加清楚地展示公版显卡的散热设计，我们请出另外一款“高温”显卡：Ra d e o n HD4870，并采用热成像技术分析其散热器设计中的一些问题。
从散热器设计来看， 公版Radeon HD 4870无论是用料还是设计思路都比较合理。从热成像图也可以看出，在中部左侧有一大块鲜明的红色高温部分。这部分就是显卡核心以及由热管导出热量的大量热量聚集处。不过散热图也说明一个问题，Radeon HD 4870的公版散热高温区离风扇较远，风扇吹出的强风到此处已经非常弱，空气对流效率不高。
实际上，整个公版Radeon HD 4800家族的显卡高热区都离风扇较远。其中Radeon HD4870显卡有热管，并且采用了大量散热鳍片，还可以比较好地平衡整个散热部分的温度。相比之下，Ra d e o n HD4850显卡更为严重，没有热管，仅依靠显卡自身散热器传递热量，并且鳍片数量较少，难以及时将热量导出，最终造成了显卡温度过高。
除了本身设计和用料上的问题外，根据AMD的官方说明，为了在静音和温度控制之间作出平衡，AMD人为限制了显卡BIOS中的风扇转速。在温度未到达70℃时，风扇转速还不到30%。显卡核心全速运转时，风扇转速会随着核心温度的上升而加快，并将显卡的温度范围控制在60～80℃左右。AMD认为Radeon HD 4800的核心温度耐受上限是110℃，普通运行60～80℃的温度是安全的，并且可以很好地保证显卡的静音。
故此，我们完全可以认为公版Radeon HD 4800系列显卡温度过高有两个原因：
1.公版显卡侧吹式结构(其中Radeon HD 4850显卡还存在散热器用料较差，难以满足热传导需要的问题)。
2.风扇转速为了保持静音被人为降低。在不更换显卡风扇的情况下，如果想加强散热降低温度，最简单的方法就是将风扇转速提高，不过由此而来的噪音问题也比较明显，令人难以取舍。
其实，AMD的类似做法并非第一次。在它发布Radeon HD 3850显卡时，也有一些玩家诟病公版Radeon HD 3850运行时极高的温度。与之类似的还有NVIDIA的GeForce 8800GT公版显卡，薄薄的单槽散热器难以很好地控制显卡的温度，因此在最先出厂的一批产品中甚至出现了温度过高导致花屏的问题。一些用户认为是显卡自身发热太大，因而难以控制温度。但发热量并不和温度直接相关，如果我们有良好的散热设计就可以很好地控制显卡温度。
显卡散热设计的理论探讨
1.如果不使用任何散热设备，显卡的散热是可以自发进行的，但温度极高。
显卡运行产生热量，会造成核心和周围环境的温度不同，只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差，就会有热传递现象发生。因此，根据热力学第二定律，即使不用任何散热设备，显卡芯片也可以自行散发热量（热辐射占了很大一部分）。根据目前的情况，RadeonHD 4850的核心在自行散热的情况下温度可瞬间飙升至200℃以上。因此，我们必须使用一些办法，帮助热量更为快速地散除。
2.如果在显卡核心上紧贴一个体积较大的铝（铜）块，形成有效的热传导，可帮助核心降温。
铝（铜）块的热传递能力明显比空气强。因此，在铝（铜）块紧贴显卡核心后，两者紧密接触，由温差发生热传导，能在一定程度上降低核心温度。
散热器的底部直接和显卡核心接触，散发的热量最先传导至此处。如果底部材料极薄，那么散热器底部的温度就会由于吸收了大量热量而迅速上升，即使散热器的热传递能力较强，这种瞬间的高温现象还是可能给显卡芯片带来损害。而较厚的底部由于金属的“储热”作用，所以储热能力较强。在显卡瞬间热量上升时，不会由于吸收了大量热量而造成温度的急剧上升，其温度上升会变得比较缓和，有利于及时将热量排出。
3.增大散热面积也是降温的有效方式。
当热容量比较大的金属块贴在显卡上后，核心温度虽明显降低，但依旧不能保证显卡核心温度在安全范围之内。为了加快热传导的速度，需要尽快把热量传导出去，这时就需要很大的散热面积。褶皱永远是提升单位体积物体表面积的最好办法。我们在实际的显卡散热器中可以看到大量的“沟槽”或者鳍片的采用，它们都是为了增大或变相增大有效散热面积。鳍片越薄、越密集（当然要保证有一定的散热空间）、甚至鳍片表面上还有一些凹槽和凸起、或者散热器的“沟槽”越多，散热的效果就越明显。
4.加强对流，让空气“动起来”。
如果没有强制的空气流动，那么散热器周围的空气在受热后，只能缓慢传递热量。这种散热速度依旧较慢。因此，大量的显卡散热器都设计了风扇。风扇的作用是加强对流，形成风道，让热量有规律、有效的散除。
常见显卡的风道有以下几种：
●侧吹式
显卡尾部冷空气由风扇吸入并侧吹至显卡的核心，经过散热器的鳍片并吸收了大量热量后，再吹出至显卡尾部，并最终排出机箱之外。而如Radeon HD 4850等显卡，风道设计和上述显卡类似，但是尾部没有相应的出风口，热风还要在机箱内继续循环，因此散热效果略输一筹。
●直吹式
这是最常见的一种散热方式，风扇垂直于显卡芯片吹风，并经过散热片将热量带走，最终的热风也“四散奔逃”。在开放式环境中，这种散热方式是最为有效的。
●其它方式
除了侧吹式和直吹式外，还有一些显卡散热器将风扇布置在显卡的顶部，依靠从上向下的强大气流来加强散热。这种散热方法和侧吹式相比并没有太多不同，不过对机箱本身的风道和散热有较高要求，一些散热设计大厂在这方面常常有自己设计的独到之处。
5.热管的出现
热管这个伟大的发明改变了显卡散热设计的诸多问题，并给显卡散热带来了新思路。
按较精确的定义，热管应称作“封闭两相传热系统”。1963年美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的G.M.Grover发明了热管。热管的导热能力极为强悍，它可以迅速的将热源处的热量传导至热源外。热管应用在显卡上，除了传到热量外，还可以平衡散热器各部分的温度，加强散热效率。 在内部结构方面，热管由管壳、吸液芯和段改组成。热管是中空的，内部抽为负压状态，并充入沸点滴、易挥发的液体。在热管的管壁上设计了吸液芯，一般由多孔毛细材料构成。整个热管形成了封闭的循环系统。
当热管一端受热时，内部物质蒸发形成蒸汽，蒸汽流向另一端，然后释放热量重新结合成为液体并顺着毛细管依靠毛细作用力返回受热端（也叫蒸发端）。这种循环的速度非常快，可以保证热量快速地、源源不断地传递到另一端。一般说来，散热器上的温度总是不均匀的。热管就可以将散热器底部的热量，在保证正常热传导的情况下直接传递至散热器中央甚至表面处，使得整个散热器的温度均匀，在对流空气的作用下加大散热效率。
在显卡散热器没有使用热管之前，散热器只有向更大、更重的方向发展。热管的出现有效减缓了这种势头，让散热器在轻量化和小体积的基础上也能达到比较高的散热效能。可以这样认为，热管是加强显卡散热器散热效率最有效的方法之一，其对显卡散热作用帮助之大可见一斑。
有关显卡散热器设计的其它问题
除了以上的几点外，显卡散热器还有以下几个需要注意的方面：
1.究竟谁才是最佳散热的材料
热传导系数是金属材料的一个恒定数值，不会因为环境或者温度的改变而改变。如果热传导系数越大，那么在相同条件下这种金属传递热量的本领就越强。
在金属中，银、铝、铜的热传导系数表现最出色。但是银极为昂贵，因此不太会出现在民用级别的散热器上。铝和铜就成为散热器的首选材料。相比之下，铜的热传导系数为390-402W/（m