“逆重力”热管•浅谈散热领域的文字游戏

2023-02-08 17:38:45 59点赞 49收藏 102评论

在浏览散热器的宣传页面时,我们常常能看到一些玄乎其玄的名称与概念。例如,所谓“S-FDB轴承”,还有“逆重力”等内容。

在这些晦涩难懂的名称之间,有多少是厂商的文字游戏?令人晕头转向的概念之内,又有几分不是刻意营造的噱头呢?本期文章就将聚焦于散热领域的文字游戏,浅谈厂商那春秋笔法背后的技术真相。


“逆重力热管”

2020年,利民在散热器上“首发”了AGHP“逆重力热管”。一时间,舆论哗然。

“逆重力”热管•浅谈散热领域的文字游戏

“逆重力”一词听上去高端而又玄乎其玄。它和普通的热管有什么不同呢?是因为普通热管无法逆重力工作,而AGHP使用了“黑科技”吗?“逆重力”热管•浅谈散热领域的文字游戏要理清这点,我们需要从热管的原理说起。

“逆重力”的本质

电脑散热器所使用的,一般是毛细热管。

1963年,航天器的散热需求与日俱增,传统材料导热能力此时已不能满足需求。而当时的“热管”是借助重力工作的,在太空中无能为力。

为解决航天器在微重力环境下的散热问题,NASA同LosAlamos实验室联合研发了能在微重力环境下工作的导热材料——毛细作用热管。

热管诞生地—— LosAlamos国家实验室热管诞生地—— LosAlamos国家实验室

毛细作用在生活中相当常见。将细吸管插入水中,我们将会看到吸管中的液面高于水面,这其中便发生了毛细作用:使管内液面逆于重力的力量正是毛细力。这正是热管内冷却液的回流原理。

浸润液体在细管里升高、不浸润液体在细管里降低的现象,便是毛细现象。浸润液体在细管里升高、不浸润液体在细管里降低的现象,便是毛细现象。

抽成负压的铜管中注有冷却液。当有温度差存在时,冷却液在靠近芯片的铜底一端受热蒸发,内部的气压带动它流到冷端。

冷端装有散热鳍片,因此温度较低。冷却液在此遇冷,凝结放热,从而将热量传导。

随后,冷却液通过毛细作用,沿热管壁流回热端,这种循环是快速进行的,热量可以被源源不断地传导开来。


热管原理示意 图自网络热管原理示意 图自网络

可以看到,无论是生活中常见的毛细作用,还是散热器热管所使用的毛细回流原理,它们本就能够逆重力进行。事实上,在研发热管时,NASA的设计目的就是寻找太空失重环境下的导热材料!

将随处可见的毛细热管命名为“逆重力热管”,不可谓不滑稽。那么,所谓“逆重力热管”到底是做了什么改进,才让其工作效率有所提升呢?这就要介绍热管的种类了。

热管的种类


从左到右依次为:烧结、沟槽、丝网工艺热管从左到右依次为:烧结、沟槽、丝网工艺热管

毛细原理是热管工作的核心,各种工艺的目标便是将毛细力最大化。热管内部主要分为三种工艺结构,首先介绍的是使用最广、最为常见的粉末烧结热管。

烧结热管

粉末烧结热管剖面粉末烧结热管剖面

粉末烧结热管占据了近80%的行业份额。顾名思义,这种热管的毛细结构是在高温下烧结而成的。

一条好的烧结热管,每个部分的毛细结构渗透率应该尽量相同、烧结块分布均匀。烧结热管的质量,也将直接决定导热效果——而这,就是大陆利民(的热管供应商)大做文章的地方。

首先要明确的是,由于烧结热管的技术含量较高,大部分散热器制造厂并不具备生产热管的能力。它们往往仅对热管进行弯折、焊接,以构筑散热器的主体。因此,AGHP“逆重力热管”其实是制造业的“供应商升级”。


“逆重力”热管•浅谈散热领域的文字游戏

热管供应商通过改变烧结工艺与技术、优化铜粉的配比、调整烧结热管的微观结构,让烧结热管能产生更强大的毛细力量,因而可以更好地对抗重力。在某一次“供应商升级”后,加上宣传部门的努力,大陆利民的“逆重力热管”就这样诞生了

也正因对微观结构的极高要求,烧结热管的制造成本较高。因此,市场上还有一种成本低廉的替代方案——沟槽热管。

沟槽热管

沟槽热管由整体成型工艺制造,无需细密铜粉与烧结过程的它,成本仅为烧结热管的2/3,占据行业近20%的份额。

沟槽热管剖面沟槽热管剖面

沟槽热管的一大优点是热阻较小。由于没有铜粉填料的阻碍,沟槽热管的冷却液渗透率表现更好。热管长度越长,沟槽式设计的优势就越明显。在理想的直通条件下,沟槽热管优于粉末烧结热管

但是,沟槽热管有一个致命的缺点:易受重力影响。沟槽热管的方向性很强,依靠一条条预先规划好宽度与深度的沟槽,严格限制毛细力的方向。

但在实际使用中,热管往往需要经历90度、180度乃至回转的弯折,散热器本体也会存在倾斜的情况,这些都是对沟槽热管的致命打击。最恶劣的情况下,沟槽热管的效率甚至不足1/3。

弯折是对沟槽热管的致命打击弯折是对沟槽热管的致命打击

当然,烧结式热管的效率同样会受到弯折的影响。大量的弯折会破坏热管的毛细结构,使冷却液回流受阻。不恰当的弯折还会破坏热管壁的完整性,使冷却液挥发、热管失效。

因此,对于散热器而言,无论角度与次数,热管弯折应是越少越好。在选购散热器时,切忌抱有“多就是好,粗就是强”的想法。热管的弯折情况、直径、工艺等都是需要考虑的因素。

由于太空中少有重力干扰,沟槽式热管被广泛用于空间飞行器中。部分低端散热器也会使用这种热管。

沟槽热管被广泛应用在航天器中沟槽热管被广泛应用在航天器中

丝网热管

丝网热管靠紧贴管壁的多层丝网提供毛细力。这种工艺的冷却液回流阻力大、径向热阻大,且工艺重复性差、仍然不耐弯折。

在散热器领域,网芯工艺已被沟槽、粉末烧结所取代

“逆重力”热管•浅谈散热领域的文字游戏

沟槽热管的热阻小,而粉末烧结热管更耐弯折。有没有一种工艺,让我们能够“我全都要”?将沟槽工艺同粉末烧结相结合的复合热管应运而生。

复合热管


“逆重力”热管•浅谈散热领域的文字游戏

一些风冷厂商已经在尝试使用沟槽与粉末烧结相结合的复合热管,这种热管兼具两家之长。在九州风神首发阿萨辛III时,就曾宣称使用七条复合工艺热管。

九州风神 阿萨辛III九州风神 阿萨辛III


然而,在数个月后,GamersNexus拆解了阿萨辛III散热器的热管。通过显微镜观察,他得出了一个令人惊讶的结论:阿萨辛3并非使用了宣传中的复合热管,而是普通的烧结热管

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一时间,九州风神被推上了舆论的风口浪尖。原来,这项复合技术有待成熟,热管的性能较不稳定。在实验性应用了一段时间后,九州风神不动声色地在后续批次的Assassin III上撤回了这项技术,转而使用改进的烧结工艺,却没有对宣传词汇进行修改,从而导致了极为广泛的误解。复合热管的应用失败,不得不说是一大遗憾。

希望在不远的将来,更多厂商能够加入到这种先进热管的探索中来。与“逆重力”所营造的噱头不同,唯有实际技术层面的改进,方可为散热器的发展添砖加瓦

总结

在散热领域竞争逐渐激烈的当下,利民能将烧结技术引入低端领域,客观来说是有利于消费者的。

但是,抛开“逆重力热管”的噱头不谈,低端烧结热管的可靠性如何,还有待观察。结合大陆利民频频爆出的热管品控问题——以至于“逆重力热管”在3年里更新了三代——我不得不对此持保留态度。

不管怎么说,散热市场还有很长的路要走,希望玩家们能认清宣传噱头背后的原理,不盲目喝彩,能冷静分析让市场中少一些“逆重力热管”之营销噱头,多一分实打实的性能与品质——如此,方为我们所追求、真正有利于消费者的健康市场,不是吗?

这篇文章到这里就结束了。如果对本文内容与风扇选购有疑惑,随时欢迎与我交流!“逆重力”热管•浅谈散热领域的文字游戏

如果你希望了解更多散热方面的内容,可以看看这些文章:​​​​​

希望这些文章能帮到你!“逆重力”热管•浅谈散热领域的文字游戏


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102评论

  • 精彩
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  • 牛,打破消费陷阱

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    这样的陷阱还有很多,我在之后的文章里也会分析更多类似的“文字游戏”。感谢支持! [赞一个]

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  • 事实就是利民采用逆重力热管的散热器,实测热管朝向对散热效能几乎不影响,而早期的热管散热器热管尖端是不能朝下的,当年用ft02搭ac三奶的人都知道。你怎么解释?还是噱头吗?

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    在竖向状态下,AC三奶的所有热管都垂直于重力方向,冷却液完全无法正常循环。这能与CPU塔式散热器仅有某一部分垂直于重力的情况相提并论吗?
    时至今日,对于使用此类结构的所有显卡而言,竖直安装都是对散热的重大打击。
    超能网曾基于同样竖向安装的RV02机箱进行了测试,结论是侧向U型热管的布局对安装方式不敏感,而“热管垂直于挡板”的布局受影响极大。

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    是啊,但是基于逆重力热管的axp90系列,热管完全可以全部垂直安装,效能并不受到影响,这说明利民的逆重力热管是有东西的,并不是噱头

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  • 专业

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    感谢支持! [傻笑] 其实热管原理算是散热的基础内容。不过由于其内部构造不透明、消费者对原理知之甚少,才给了利民、九州风神这些厂商以可乘之机。

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    感谢支持! [傻笑] 我还会更新这方面的文章的

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  • 学习了

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  • 果然“卷王”卷到最后都是缩水+变相涨价 [阴暗] ,文字游戏倒是玩得6

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    哪有那么多“卷王”,只是缩水到消费者看不见的地方罢了 [邪恶]

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    大佬,最近入手了三把9S,请问0.19A的是2200转的版本嘛?特地让卖家改的系统风扇的三针插头可以直接插主板四针插座吧,还有就是9S除了机箱后出风位用在显卡下方位置也可以吧?

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  • emmm,我记得利民貌似是台企吧,不是内地的企业。而且虽然说宣传是一方面,但是利民的风冷是真的好用,尤其是100-200价位的产品。

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    曾经的“利民”品牌是台企,工厂和核心人员也在台湾,且相对固定——这就是“台湾利民”。
    如今的“利民”品牌来自台湾授权,工厂与核心人员在内地,且更换频繁——这就是“大陆利民”。除了品牌还在台湾外,其余已毫无关系。
    大陆利民是台湾利民大陆代理商德瑞斯。其在获得大陆区域的品牌授权后,以“利民”名义创立的全新厂商。

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    除了拥有“利民”的名号,并仿照推出了部分产品外,“大陆利民”与“台湾利民”间几乎没有技术上的传承。你可以将它视作“散热新势力”。
    而“台湾利民”,创始人已经离开多年,原工厂在2018年后就不再产出新品。如今是名存实亡的状态。

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  • 问一下是不是台湾利民的产品比大陆利民要好啊,以及有没有什么方便靠谱的台湾利民的购买渠道啊

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    台湾利民已在2018年后名存实亡。工厂在2018年前就已经售出,创始人已经离开,如今也已几乎不再推出新品。

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    台湾利民的产品,各大平台只剩下TY-141SV、IB-E/银箭T8等少数还留有库存。似乎TY-141SV也已经在几天前售罄了。

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  • 卧式机箱:你们看看我啊

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    卧式机箱的选择比较少,而且多是MATX规格甚至更小的啊 [大囧] ATX的都很少见,更不谈E-ATX了。
    不过,EATX的卧式机箱也几乎没位置安装了。如今的设备尺寸越来越大,卧式机箱的空间实在有限 [喜极而泣]

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    而且尺寸大一些的卧式机箱,价格也和尺寸一样水涨船高 [哭泣] 动辄500元以上的价格,对于普通消费者而言有些曲高和寡。

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  • 其实不考虑成本和重量的话,多根热管不弯折直接插在铜底效果会最好吧?

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    这样的话铜底和热管间的接触面太小,传热效果也不一定好。

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    底部全插满 [高兴]

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  • 感觉大神下一步应该就是有限元仿真分析散热器和风扇了,期待 [欢呼] [欢呼] [欢呼]

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    感谢支持! [赞一个] 要是上有限元分析,就脱离了“浅谈”范畴了,哈哈 [傻笑]

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  • 感谢楼主分享。。

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  • 确实是供应链产品更新,例如笔记本圈子大吹特吹的3D MESH热管啥啥的,什么自研几点零散热模组之类的。不过三维纤维结构加粉末烧结这个新工艺确实对散热有提升,毕竟以前那些恰饭媒体测散热几乎都是平放主板的。而且均热板加新热管解决了显卡吊装的难题。 [皱眉] 不过利民虽然也吹牛皮,但人家够卷,几十元的散热也用这热管。

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    重点是批判借着文字营销溢价的产品

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    从某种意义上说,大陆利民确实颠覆了超低价位产品的格局。在没有品控的领域,的确是强者为王,哪怕在抽奖。

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  • 利民散热不好吗?

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    品控不敢恭维,营销成分过多。
    大陆利民的名字来自于老牌台湾散热厂商,这家公司以性能闻名。但如果你怀着对其质量与性能的期待而来,大陆利民往往会令你失望而归。虽然有着相同的名字,但大陆利民实在名不副实。
    但如果你预算实在有限乃至捉襟见肘,在极低价位下它是值的选择。只要你不因营销而对它有不切实际的期待,它也不是完全不可取。

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    这篇文章不讨论大陆利民的散热本身如何,主要分析营销词汇背后的技术原理。大陆利民炒作的营销概念实在太多,且往往有夸大的嫌疑,本质上多是偷换概念或供应商升级。不像台湾利民,大陆利民没有核心技术,却冠着“卷王”的头衔。盛名之下,其实难副。
    消费者赞美利民的“内卷”,殊不知这是以牺牲品控、“借鉴”其他产品才换来的。而大陆利民的大行其道,也让市场上一些重视品控与技术的品牌遭到冷落甚至“嘲笑”。市场愈发有劣币驱逐良币的倾向。因此,我认为有必要写一些分析其文字游戏的文章。

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  • 干货!点赞

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  • 超频三EX4000就是真正的复合式热管,拆结过,真的不错
    支持一下硬核博主

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  • 那哪些型号是做得比较好的呢

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    高端产品里,猫头鹰的品控最稳定。
    中端产品里,采融、台湾利民部分型号的品控也比如今的雅浚、大陆利民强得多。
    低端产品上,大家都很一般。如果矮子里拔高个,其实我个人认为九州风神相对更稳定一些——但仅限低端 [观察] 如果对品控有要求,还是建议选择稍贵一些的产品,或高端产品的二手塔体。

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    我通常会倾向于单独购买猫头鹰U12A、U14S的塔体,价格在200元左右,再自行搭配风扇。
    除了表面镀镍容易氧化以外,猫头鹰的做工比大陆利民更加稳定。

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  • 作者牛,请教一下,现在的散热器是不是对立式机不友好,会差多少,我见很多测评美名其曰开放平台,实际就是卧式,有恰饭的感觉

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    这个我最近也在测试。
    初步测试表明,卧式和垂直风道机箱确实对单塔CPU散热器友好。但对显卡一类的硬件,则需要分类讨论。

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    期待测试文章

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  • 也说说雅浚吧,前几天入手的雅浚ea3水冷居然打不过原来一直用的利民as120,真不知道是为什么

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    240水冷打不过四热管单塔? [装大款] 这也太夸张了

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    雅浚是前采融设计师的品牌,有一定设计水准,但是低端产品的做工非常不敢恭维。我此前曾经发过笔记吐槽这一点 [装大款] 但这么夸张的性能表现,怀疑是遇上品控问题了——建议售后。

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