2013年3月4日 星期一

主機板的散熱


(這是關於網路上,常常有人詢問關於主機板溫度的問題,而提出的個人看法。)

記得十多年前,都是抱著「用錢堆出來的東西一定好」的心態在購買主機板。現在回憶起來,在我手中掛掉的主機板確實不多,我不確定之前的想法是不是正確,但我現在不會再去購買貴森森的主機板了。現在,我只會依照我的需求去選擇最便宜的主機板。



主機板的設計和用料,都影響運作的穩定性與壽命,但是,消費者並無法得知驗證依據與驗證結果。在討論主機板的電子零件溫度前,必須要先知道電腦是如何驗證散熱問題?

以 ODM 的電腦而言,主機板的的驗證是搭配系統的整體散熱設計去進行測試,其中包括了散熱模組與風扇轉速控制曲線。測試項目包含,Idle,CPU 80% TDP,CPU 100% TDP,TDC,HDD,Memory,VGA,Chipset及其他一些等等。不僅要同時符合零件溫度要求,亦必須符合噪音的要求。因此,電腦系統散熱設計的三大主軸即為,散熱元件(模組與風扇),流道規劃(包括 Layout)與轉速控制。

以主機板部分而言,在溫度上最淒慘的通常是 CPU 的電源供應部份,其中又以 Thermal Design Current(TDC)最為嚴苛。接下來是 Memory 與 VGA 的電源。當然,這裡還牽涉到另一個問題:如何驗證相關的電子零件溫度?絕大部分的驗證,都是執行相關軟體做為測試條件。只有 CPU TDC 還必須加上額外的電子負載,所以 CPU 的 TDC 測試,是 CPU 電源相關最嚴苛的項目。而事實上,Memory 和 VGA 應該也會相當淒慘,只是他們僅執行軟體去驗證,如果也像 CPU 的 TDC 測試方式去外加電子負載的話,溫度結果也應該是精采可期。對主機板的熱流工程師而言,可以算是鬆了一口氣,但是以消費者而言,卻是個未知數。所以,主機板的三大雷區即為 CPU,Memory 與 VGA 的電源供應部分。

另一個問題則較有爭議,因為這牽涉到風扇轉速控制(Fan Curve Setting,FCS)的部份。以整機設計而言,由於是整機測試,所以並不會有爭議,但是單賣主機板的零售市場,可能就真要靠製造商良心,消費者的手氣與消費者的心臟了。

消費者從零售市場買到的主機板,FCS 也是經過設定好的。而 FCS 是主機板的溫度偵測器(包含 CPU)感應溫度後,對照 FCS,告訴風扇要轉多快。所以,現在好玩了。不論 Intel 或是 AMD 所附的 CPU Cooler,只要是使用者看不爽的,覺得不夠炫的,或是覺得吵的,都可能把它換掉,換成其他性能更棒(熱阻值較低)的散熱器。但是,一換之後,就表示 CPU 的溫度會變得較低,CPU 溫度變得較低對照 FCS 後,風扇轉速就會被拉低(噪音變好),風扇轉速拉低,就表示主機板上的局部流速也會跟著降低,流速跟著降低意味著主機板上的零件散熱性能變得較差。就是我常說的,死道友(板上其他零件)不死貧道(CPU)的散熱設計(實際上恰恰相反,CPU 因溫度死翹翹的機率最低。怕的是,溫度過熱不知道要保護的電子零件)。但,這是有爭議的,畢竟 FCS 是已經設定好的,但主機板到底是用哪顆散熱器或者說如何驗證主機板的溫度(包括系統),並不得而知,所以才會說,這是有爭議的地方。同樣的道理,現在許多主機板開放 FCS 供消費者設定使用,就當做測試消費者的心臟強度。不要忘了,除非換各方面表現更好的風扇(P-Q,噪音),否則噪音表現是拿溫度換來的。之前遇到過的一個真實案例:當時在驗證某片主機板時,只要上效能較佳的 CPU Cooler,CPU 的 VRD 溫度便會超過設計標準,一定要用那種看起來爛爛的 CPU Cooler,因為他的散熱本體夠爛,所以 CPU 風扇轉速可以拉得較高,對 VRD 的散熱較好。

同樣的,Memory 與 VGA 的電源模組,都是靠 CPU 或是系統風扇來冷卻,VGA 電源部分需注意插槽旁邊的電容溫度,而且無解,因為窩在卡下風吹不到,除非上低階卡。Memory 可能可以靠 CPU 或系統風扇來散熱,所以還有一絲絲機會。

當然,驗證歸驗證,實際使用歸實際使用,兩者當然不會相同,不論是所安裝的硬體或是所執行的軟體。因此,即使是相同的主機板,給不同的人去使用,下場也不一樣。並且,無論是 CPU,Memory 或是 VGA,消費者也未必會上到頂級配備,即使配配到攻頂,吃到 TDC 的機率也微乎其微。所以,這其中就產生了一些「操作空間」,至於製造商有沒有善用此操作空間,我就不知道了。

所以,綜合以上考量,再加上電子產品更新速度快,我寧可買符合需求,便宜,保固兩年(如果有)的主機板。剩下的就自憑手氣了....

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