Så fungerar grafikkortskylare – MSI Twinfrozr VI

I veckans avsnitt hamnar MSI Twinfrozr VI på slaktbänken när Karl Emil Nikka förklarar hur dagens grafikkortskylare designas för att balansera prestanda och ljudnivå.

3. Kylflänsar och fläktar

En luftbaserad grafikkortskylare består i huvudsak av två komponenter – kylflänsar och fläktar.

Kylflänsar

Grafikprocessorn tar endast upp en ytterst liten del av själva grafikkortets yta. Värmen som grafikprocessorn alstrar behöver därför spridas ut med hjälp av kylflänsar. Ju större kylflänsar grafikkortet har, desto större yta bidrar till att avleda värme.

MSI Geforce GTX 1060 med demonterad kylare

Lägg märke till hur liten yta grafikprocessorn tar upp på grafikkortet.

Vid designen av kylflänsen måste tillverkaren gå en ständig balansgång och göra flera kompromisser. Den första berör storleken. Stora kylflänsar ger ökad materialkostnad och försämrad kompatibilitet med många datorlådor. Vikten ökar också i proportion med storleken, vilket innebär att alltför tunga grafikkort kan lossa och skada komponenter vid exempelvis transport av datorn.

Kostnad och tyngd är också något som grafikkortstillverkaren måste väga in när de väljer material. En aluminiumkylare är både billigare och lättare än en kopparkylare.

Aluminium väger enbart en tredjedel av ren koppar, men har i gengäld sämre värmeledningsförmåga. Aluminiumkylaren måste därför vara större än en kopparkylare eller kombineras med kraftfullare fläktar för att åstadkomma samma resultat.

Kraftfullare fläktar vill grafikkortstillverkaren helst undvika eftersom sådana låter mer. Grafikkortstillverkaren får därför göra en noggrann avvägning mellan storlek, materialval och antalet fläktar för att få fram den optimala kombinationen.

Idag kombineras kylflänsar vanligtvis med heatpipes. Det är vätskefyllda rör som är ännu bättre på att leda värme än rena metallrör. Heatpipens uppgift är att hjälpa leda ut värmen till alla delar av kylflänsen för att dra nytta av hela den tillgängliga ytan.

På undersidan av Twin Frozer VI-kylaren syns tydligt hur sex heatpipes leder värme från grafikprocessorns ovansida till olika delar av kylflänsen. MSI har passande nog plattat till heatpipsen för att öka kontaktytan.

För att verkligen minimera luften mellan grafikprocessorn och grafikkortskylaren har MSI även lagt ett tunt värmeledningsblock mellan de två komponenterna. Ett annat populärt konstruktionsalternativ är att använda ett metallblock och leda heatpipes genom det.

Demonterad Twin Frozr IV-kylare

Under värmeavledningsblocket syns de tillplattade heatpipsen.

Fläktar

Ju större fläkten är och ju snabbare den snurrar, desto bättre presterar den. Nackdelen med en snabbt roterande fläkt är att den låter mer. Den tidigare nämnda fördelen med öppna kylare är att grafikkortskylaren kan utrustas med flera fläktar som därmed kan snurra långsammare.

Vissa grafikkortskylare utrustas med två stora fläktar medan andra utrustas med tre lite mindre fläktar. Vilket som är "bäst" beror på hur resten av kylaren är uppbyggd.

Det finns många olika typer av fläktar. Fläktarna som sitter i chassit är inte av samma typ som sitter på grafikkortskylare och processorkylare. Huvuduppgiften för chassifläktar är att transportera mycket luft, medan huvuduppgiften för grafikkortskylarfläktar är att skapa ett högt statiskt lufttryck.

Många populära fläktmodeller förekommer därför i två olika versioner, där fläktbladen är optimerade för respektive ändamål.

Fläktblad på Twin Frozr VI

Fläktbladen på grafikkortskylare är optimerade för högt statiskt lufttryck.

På grund av fläktarnas olika funktion är det inte en god idé att ersätta grafikkortskylarens fläktar med fläktar som är anpassade för chassiventilation. Chassifläktarna kommer visserligen att transportera mycket luft, men den luften kommer snarare att gå runt än genom grafikkortskylaren.

När grafikkortstillverkaren väljer fläktar finns det många saker de måste fundera på. En ofta diskuterad fråga är huruvida det är bäst med kullagrade eller glidlagrade fläktar. Denna fråga är främst relevant ur hållbarhetssynpunkt, då kullagrade fläktar tenderar att hålla längre.

Ljudet som kullagrade respektive glidlagrade fläktar ger upphov till skiljer också, men det ljudet drunknar vanligtvis i bruset som luftförflyttningen orsakar.

Fläktbladens vridning, antal och avstånd spelar desto större roll för grafikkortskylarens ljudnivå och prestanda. Samma sak gäller mjukvaran som bestämmer fläktkurvan, det vill säga hur snabbt fläkten ska snurra vid olika förutsättningar.

Dessa parametrar är svåra att beskriva i en klassisk specifikationsjämförelsetabell, och jämförelse av grafikkortskylare måste därför göras utifrån helheten.

Sammanfattning

I videon beskrivs grafikkortskylare som ett mästerverk av kompromisser. Det beror på att alla komponenter i en grafikkortskylare samverkar med varandra. Det lönar sig därför inte att jämföra isolerade egenskaper från olika grafikkortskylare, utan grafikkortskylarnas prestanda och ljudnivå måste bedömas i sin helhet.

Öppna grafikkortskylare måste till och med bedömas utifrån vilken dator de sitter i, eftersom de i stor utsträckning påverkas av chassits luftflöde.

Se veckans videoavsnitt för mer information om luftbaserade grafikkortskylare. Passa också på att dela med dig av dina erfarenheter i forumet. Vi är nyfikna på hur du valde grafikkort och i vilken utsträckning du lät grafikkortskylaren påverka ditt val!