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驾驭空气的狂鲨 七彩虹iGame560Ti详评

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【4月7日太平洋电脑网广西站】气,乃万物之本,天地之灵,力量之源,谁能驾驭空气,谁就掐住了宇宙的心脏——于是,金庸说,张无忌的真气是很无敌的;孙悟空说,自己的“龟派气功”是很变态的;天朝的贷款利率说,今天你气死了没?七彩虹说,气不死,倒是我们的iGame560Ti烈焰战神X5,把空气给绑架了,拿来调教。利用空气?很简单嘛!每块显卡的散热原理不都是这个么?热导管+冷空气=热交换+降温,很boring的等式呀!但,相信我,拿看不见、摸不着、千变万化的空气开刀,你需要:1、具备先进的仿生学原理的空力系统;2、在转速和噪音间取得完美平衡的风力系统;3、网友的智慧,人民的创意。

笔者认为,iGame560TI烈焰战神X-Air D5 1024M,是一条能够驾驭空气的狂鲨,它完美诠释了以上三点。尤其是第三点——网友的创意。iGame560Ti所具备的鲨鱼仿生散热系统,激发了我站众网友的设计灵感,纷纷上书,提出了一些极富创意的修改方案,笔者将在评测文章中,与诸位分享。

首先,我们来分析七彩虹采用的鲨鱼仿生学散热系统所具有的空气动力学意义

菲尔普斯穿上鲨鱼皮驾驭水流,iGame560Ti烈焰战神穿上鲨鱼皮驾驭气流——鲨鱼仿生学散热系统,是为了让显卡最大限度驾驭空气、降低噪音而开发的。这款散热器延续了仿生学的原理。仿生学是在上世纪中期出现的科学,它研究生物体的结构、功能和工作原理,并将这些原理转嫁到于工程技术之中。

鲨鱼仿生学在对空气动力有严格诉求的赛车上,最为常见。


多孔式散热风罩


散热板上的透气孔、透气筛

现在不少的显卡都采用近乎密封的散热外罩,热量无法迅速排出。iGame为显卡配备了众多“呼吸孔”,它不仅具有“会呼吸”的风罩,并且散热片的透气孔也是“繁星密布”。

除了透气孔,它还使用了具有鲨鱼皮鳞角设计的扇叶,阻止风扇在切割空气时产生噪音。

iGame560TI 烈焰战神X-Air D5 1024M采用双风扇设计,并且分工明确:大风扇主要用来帮助GPU散热,而小风扇则肩负MOS、电感、电容等显卡右端供电电路的散热。


仿生鲨鱼皮肤扇页风扇最高转速3000转 边上设置了呼吸灯


另外一个风扇转速最高可以达到4000转


两个风扇都采用4pin针脚,支持独立控速!

现在,我们从本质上解析鲨鱼仿生系统的精髓:驾驭空气,首先你需要解决空气流速的问题。我们来简单的了解“伯努利”效应。PS:这是理论基础,童鞋们不要开小差!

伯努利效应,通俗的讲,就是指某种流体(空气、水等介质),在经过物体上表面和下表面(例如机翼的上下面)时,因为速度不一致,而产生的上下压力差。流体的相对速度越快,对物体表面产生的压力就越小,相反,相对速度越慢,对物体表面产生的压力就越大,因此,就在上下表面产生了一个压力差。根据伯努利原理,机翼上部空气流速快,的压强小,下部则相反,因此,飞机被“压”了上去。

从iGameGTX560Ti烈焰战神侧面的筛纹式布局上,我们给出假想中的空气前进路线。首先,显卡下方的空气被内压式的风扇吸入显卡内部集成的庞大的散热鳍片矩阵,与铜管进行热交换后,被压出散热罩外,立即受到筛纹导热槽倾斜面的阻挠,被迫沿上向运动,最后被挤入PCB背部夹板与PCB背表面形成的狭小空间中,速度进一步提升。

那么,在这里,PCB背面以及侧面的空气流速相对较快,因此所受压力较小,那么其他方向的空气压力相对较大,这样就形成了压力差,压力方向如图所示。而这个压力差,将使:1、对显卡产生向上托举力,抵消庞大散热系统产生的部分下拉力,防止长期拉坠导致显卡PCB变形;2、增加机箱前面板风道的进气速度,让机箱内部的风道更为流畅,热交换效率更高。

驾驭空气,你还需要解决乱流问题。最有效的途径就是制造“剪切力”。子弹在高速运动中例如,在子弹做自传运动时,会带动弹体表面的空气一起旋转。想象一下,一把旋转的雨伞,能够弹开接触到伞面到雨滴,这层围绕在弹体表面旋转的“雨伞”,就是一层“保护膜”,把乱流都“转”开了。

显卡风扇在高速旋转时,带动气体高速运动,会在显卡边缘,特别是前部、后部形成乱流。而显卡前后部的“鲨鱼筛”式散热孔,不仅能让内部的空气迅速排出,和机箱前面板的空气作相对运动,增大热交换效率,更能形成旋转运动的“窜流”。窜流就像旋转的“空气伞”,形成的剪切力,把显卡周围的“乱流雨滴”全部弹开,或者驯服,形成有序的气流,让机箱内部的风道运行更为合理规律。

驾驭空气,你还需要解决空气与导热管的接触面积大小的问题。我们看看iGame热管的排列方式。它采用的是目前业界最为先进的横穿式热管,它比竖穿式的方案,热管与鳍片间的接触面积增加了34.2%。在国产品牌中,除iaGme以外,如果想采用这种布局,则需要购买瑞士著名散热商AC的产品。

更大的导热管/散热鳍片接触面积,意味着更高效的鳍片导热性,导致显卡顶部突出的铝鳍阵列,在显卡full-load时,非常烫手,而其它品牌的外围热导管,皆是“冰天雪地”,可见几无热量“光临”,散热效率比较低。

另外,热导管的导热、散热原理,是利用铜质空心密闭管所具有的复合高分子透气物特性,在空气流动时,留少量纯水在其中,当管的一端被加热,纯水立刻气化,沿着高分子管壁飞速移向温度较低的一端,当温度低于冷凝点时,水气又从分子结合物中凝出,回流向高温端。这种设计的优点就是可以快速的传导温度和散热,缺点是,当温度传导至液体无法冷凝的长度时,散热效果丧失。而横穿式的散热导管,采用更长的散热设计,同时节省了20MM的空间,不仅解决了以上问题,更有利于气流流动。

其次,iGame560TI 烈焰战神X-Air D5 1024M显卡的散热鳍片数量和密度,都属业界第一。更多的散热鳍片意味着更好的气流导流性和散热性能,以及更多的空气接触面积。

通过一根热管,插入显卡散热片间的孔道之后,就可以将显卡内部的热量直接带往机箱外部。

这是整个散热鳍片的创新制高点——空力套件。空力套件是根据定制显卡的概念,将散热片“延长”至显卡体外,提供更大的空气接触面积。早在iGame460 烈焰战神X上,就已经存在了在输出接口旁的空力套件孔位,而iGame560TI 烈焰战神X-Air D5 1024M显卡是首款搭载它的产品。

很可惜,因为属于早期的原型产品,七彩虹的Air-Kit空力套件,没有考虑机箱后金属挡板的空间限制,导致笔者使用整机评测时,未能安全插入,希望厂商今后能做出改进。

除了驾驭空气,你还需要解决PCB的散热问题。PCB的热稳定性和电气纯度,直接决定了显卡超频时的稳定性。而iGame定制显卡的最大特色,就是采用七彩虹独家的“SPT超量镀银”技术。这个技术的引入增加了PCB电气性,同时降低了电磁干扰,还耐高温、抗氧化,四点开花。

SPT是英文Silver-plating Technology的简称,中文名为PCB超量镀银技术。 在每一个元件与PCB电路层接触的过程中,我们采用了镀银处理,保持每个接触点要工作上百万次的持久快速反映,加强玩家在超频过程中的稳定性与改善。而普通显卡产品,更多采用的是抗氧化板(OSP板)和喷锡板,与其相比,镀银PCB能带来以下三大改进。 经过多次测试验证,SPT超量镀银技术相较于目前业界显卡镀铜PCB、抗氧化板(OSP板)和喷锡板设计优势突出。在每一个元件与PCB电路层接触的过程中,如果采用镀银处理,可以保持每个接触点要工作上百万次的持久快速反映,可以加强玩家在超频过程中的稳定性与改善。

金、银、铜、铝的导热性排序为:银>铜>金>铝,考虑到成本,很多显卡都会使用铜制焊点。然而七彩虹工程师不惜血本,为增加焊点的散热效能和电气稳定效能,使用了成本更高的银材质!

是骡子是马,拉出来溜溜!把iGame560Ti烈焰战神的散热写得出神入化,实战成绩如何呢?笔者采用游戏界著名的“显卡烤肉机”——crysis2以及对比不同品牌间超频前后温度的高低,作为对其散热效能的参考。

孤岛危机2目前还未放出DX11补丁,因此,与其说是GPU杀手,更不如说是显卡烤肉机——普通的GTX460 1G,轻松破90不是什么难事儿。

众网友一片悲怆的呼声...温度那个烧啊,比硬件烧友的温度还烧!

Normal模式下,七彩虹iGame560Ti烈焰战神/某品牌GTX560Ti 游戏1小时温度对比


两者超频至1GHz后,游戏一小时温度对比

从温度表现上,我们看到,七彩虹iGame560Ti在满载/超频时的温控效果很理想,然而待机温度却不尽如人意。这是为什么呢?OK,我们前面提到,鲨鱼散热系统本身具有很多“会呼吸”的透气孔,能够增大热量的排出速度。然而,也意味着“风压”的损失。提起“风压”,就不得不联想到笔记本那惊人的气流利用效率。

于是,有网友从笔记本身上获得了灵感。笔记本的GPU热导管长度远没有台式机长,并且还要和CPU、内存等“共穿”一个裤裆。

虽然笔记本的热管很短,散热面积非常有限,其散热效果却非常的好,你把手放在笔记本的散热孔处,能感到比台式机更强的热气流。


风压是风场的灵魂

But,Why?首先,我们来了解什么是“风压”。风压是风场的灵魂。当风以一定的速度向前运动遇到阻塞时,将对阻塞物产生压力,即风压。风压使风速变的更快,同时会给受到风压影响的物体带来非常强劲的散热效果。风速、风阻的大小又决定了风压的大小。

风压的标准公式为:wp=0.5·r·v2/g,在标准状态下(气压为1013 hPa, 温度为15°C), 空气重度 r=0.01225 [kN/m3]。纬度为45°处的重力加速度g=9.8[m/s2], 我们得到:

wp=v2/1600,其中v为风速.......[1]

风速与风阻的关系式为:R=(λ/d){(υ^2γ)/2g},代入[1]式,我们得到:

WP=Rdg/3200λγ,其中d为当量大小,可简单理解为风扇直径,g为重力加速度大小,λ、γ为当地常数,也就是说风压与风阻成正比。

从笔记本的散热系统结构上,我们看到,当外部空气接触到散热风扇时,立即被“赶入”到上下直径很小的“竖井式”密闭风道中,产生的风阻,远比因为具有多处透气式散热孔而导致空间开放的台式机散热器要大。这样,笔记本的冷空气吸入率、空气流速、风压,远比台式显卡的散热系统强很多!

于是,网友根据这一特点,设计了以下两种方案:

在噪音和风压大小间取得平衡的设计方案——可升降式风扇。该设计得最大特点在于,玩家可手动调整风扇和散热片之间的高度,风扇距芯片越远,越能增加对流空间,从而带来更佳的风流,并且减缓风扇转速,达到低噪音、高效能的双重效果,但同时又降低了风压,风速和散热效果会受到影响。

当调近GPU时,风压增大,散热效果变强,这时候,具有透气散热孔的鲨鱼外罩,就能很好的解决对流空间不足的问题。并且具有锯齿纹设计的风扇也能解决随之而来的噪音问题。

第二种方案是为了缩短机箱外部空气到散热鳍片的时间——将一根塑料套件或软管套件,接在采用全封闭式的散热外罩的显卡风扇上,另一端与机箱底部的风扇口对接。如果是双风扇设计的散热系统,另一根软管/塑料管可以连接机箱侧面板的透气孔或者前面板的换气孔。

肆虐的,不仅是显卡上的那条狂鲨,还有网友的创意。OK,领略完网友们的智慧,接下来一起领略烈焰战神的设计鬼斧!

显卡GPU的核心代号为GF114-400-A1,由台积电(TSMC)40nm工艺制造,集成19.5亿晶体管构成,拥有全规格384个CUDA单元、32个光栅单元和64个纹理单元。值得一提的是,GeForce GTX 560 Ti支持最新的CUDA 2.1。

iGame560TI 烈焰战神X-Air D5 1024M显卡是Fermi架构的进化产物,它与上代的GTX460是同门师兄,晶体管数量都是19.5亿,然而前者打开了GTX460屏蔽的一组SM,所以其着色器数量达到了384个,是GF114构架的完整版,性能上也会比GeForce GTX 460更为出色。

与公版一样,iGame560TI 烈焰战神X-Air D5 1024M显卡的供电模组统一设计在显卡PCB右侧,不过6+1相的设计尤为显眼,用料上屏蔽式电感、固态电容、8脚优质Mosfet应有尽有,同时为了满足显卡的稳定运行双6pin外接供电成为必须。


俗称“八爪鱼”的优质Mosfet电感,提升滤波效率

显卡GPU供电部分采用的钽电容,一共四颗,满足高频高压的电压稳定性。

值得一提的是,显卡的显存部分也采用了高品质钽电容,适应于其5000MHz的超高频率上限对供电提出的严苛要求。

iGame560TI 烈焰战神X-Air D5 1024M显卡背面采用了1颗NEC Proadlizer去耦电容,进行滤波控制,它有极高的蓄电量以及超高速的充放电效率,可大幅提升超频能力,保障稳定性,尤其在高频状态,它仍保有低杂讯。并且,其极低的ESR电阻值可使电源更纯净,提升显卡的超频稳定性。


非常人性化的设计:外接供电延长线

显卡接口采用电磁屏蔽罩包裹,保证视频信号的纯度,防止外部电磁干扰产生的信号衰减

显存方面,iGame560TI 烈焰战神X-Air D5 1024M采用了8颗32M*32bit的SAMSUNG K4G10325FE-HC04颗粒,构成256bit/1024MB的规格。这款颗粒的理论极限频率为5000MHz,根据SAMSUNG颗粒的特性,大幅超过极限频率并非难事。


一键1GHz开关


一键超频控制电路

这款iGame560TI 烈焰战神X-Air D5 1024M具备一键超频技术,显卡的低频状态为为公版的频率820/4000MHz,将按钮状设置为突起状态后,频率上升为1000/4300MHz,为目前市售GTX560TI之最。

显卡背面的IPU控制芯片。它可以实现一键加压超频、对6+1项供电的控制、双BIOS切换和灯光侦错(L.A.D)等功能,同时,IPU芯片还增加了三重保护功能,并且有效降低“趋肤效应”和“波纹噪音”。

显卡提供的电压侦测点,方便超频玩家精确测量电压,控制超频幅度

下面进入游戏性能评测,加入公版HD6950 2GB、某品牌GTX560Ti进行对比

测试平台

CPU:Intel Core i7 930 OC 4.2GHz

内存:威刚游戏玩家DDR3 2GB 1600 X37-8-7-21

主板:BIOSTAR T-Power X58

显卡:iGame560TI烈焰战神X-Air D5 1024M/公版HD6950 2GB/

物理卡:GTX460 1GB

电源:振华航空金蝶750W

机箱:酷冷至尊开拓者

显示器:长城W2331

操作系统:windows7 Ultimate 64bit

驱动:Nvidia 270.51 whql/催化剂11.3完整版

评测软件(使用Fraps作为帧数记录软件,自带Benchmark的游戏则关闭Fraps)


评测内容一览


Normal模式下的GPU-Z截图


Turbo模式下的GPU-Z截图


windows7系统评分


鲁大师显卡排名评分


显卡驱动设置面板

理论游戏性能测试


先跑一次Normal模式下的3DMark11 X模式


三卡对比


三卡对比


三卡对比


最新版的《天堂2》测试软件设置界面


三卡平均帧数对比


crysis2画质设定


crysis2 三卡游戏平均帧数对比


龙腾世纪2


三卡平均帧数对比


《极品飞车15》画质设置界面


三卡平均帧数对比


《无限试驾2》画质设定界面


三卡平均帧数对比


《子弹风暴》画质设定界面


三卡平均帧数对比


《战地:叛逆连队》画质设定界面


三卡平均帧数对比


《失落星球2》画质设定界面


三卡平均帧数对比


《F1 2010》画质设定界面


三卡平均帧数对比


《异性VS外星人》DX11画质调节界面


三卡平均帧数对比


《尘埃2》画质设定界面


三卡平均帧数对比


《crysis1》打上超高纹理补丁后的画面截图


三卡平均帧数对比


《死亡空间2》画质设定界面


三卡平均帧数对比


《地铁2033》画质设定界面


三卡平均帧数对比


《鹰击长空2》三卡平均帧数对比


《刺客信条:兄弟会》三卡平均帧数对比

功耗对比测试:

功耗与芯片工作时的发热量成非线性正比,因此,更低的发热量意味着更少的功耗值

超频测试:


显卡在Normal模式下的频率和电压调节范围


显卡在Turbo模式下的频率和电压调节范围

笔者利用英伟达的官方超频工具Nvidia inspector对显卡进行超频。因为工作在1000MHz时,默认电压已经达到1.125V,而GTX460的正常范围内的极限电压仅为1.087V,因此经过长时间调试,笔者以1.087V的电压,达成在温控、性能间取得理想平衡的950MHz,建议希望长期使用该卡的超频状态的朋友尝试这个电压和频率。


Normal模式的3DMark11 P模式跑分


950/4300频率下的3DMark11 P跑分

评测总结

1、散热效果:iGame560TI烈焰战神X-Air D5 1024M所具有的仿生学设计的鲨鱼散热系统,具有优秀的空气动力学特征,不仅能完美融入机身内部的风道系统,并且也在透气性、热交换效率、散热效率等方面取得新的突破。特别是空力套件Air-kit的正式引入,能够把显卡内部的热量,直接传送至机箱之外,是iGame的创新之一,这使iGame560Ti在大幅超频和满载时的温度,低于同类型的产品

然而“呼吸式”散热系统的美中不足,就是产生的“风压”不甚理想,导致显卡在待机过程中的控温效果有待提高。

2、超频性能:SPT超量镀银技术、6+1相供电、IPU控制芯片、一键1GHz等超频特色功能的引入,让这款显卡成为真正的“1GHz费米”。无论是超频稳定性、超频幅度和温度控制,都有很好的表现。

3、游戏性能:在多项游戏测试中,Turbo模式下的iGame560Ti领先默频版产品平均达20%,并且也以微弱优势击败HD6950。特别是在《Crysis2》等“The Way”游戏的测试中,HD6950芯有余而力不足。

最后,笔者认为,本次评测的最大意义,不在于我们介绍了一款怎样的产品,而是一种怎样的精神。当笔者看到延伸出卡外的Air-kit时,也看到了延伸出传统的DIY-kit;当笔者欣赏它的狂鲨造型时,也在欣赏着那条逡巡于玩家心中的狂鲨——也只有敢于突破、乐于创造的思维狂鲨,才能追赶出工程上的狂鲨,玩家定制的,不仅是一款显卡,更是一种信仰,比春哥还要爷们,它告诉这个世界:空气,能够如此驾驭;创造,可以如此飘逸;我是gamer,我自信。

今天的空气,你驾驭了吗?

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