Страница 7: Система охлаждения и тепловизор

Новые видеокарты выделяют до 350 Вт тепла, поэтому NVIDIA пришлось продумывать новую систему охлаждения. Сначала позвольте рассмотреть типичный корпус, где свежий воздух поступает спереди, а горячий выбрасывается сзади или сверху.

Видеокарта с кулером-турбиной хорошо вписывается в подобную концепцию, поскольку она получает воздух внутри корпуса, после чего почти полностью выбрасывает его через слотовую заглушку. Но при использовании обычных осевых вентиляторов все уже обстоит иначе. Большая часть горячего воздуха остается внутри корпуса, а крупная PCB с металлической задней пластиной практически блокирует вертикальный воздушный поток. В итоге воздух в той или иной степени скапливается внутри корпуса.

Для новых видеокарт NVIDIA выбрала концепцию охлаждения, слухи о которой ходили довольно давно. Задний вентилятор видеокарты продувает воздух сквозь ребра, выбрасывая его над видеокартой. Второй вентилятор проталкивает часть воздуха в направлении слотовой заглушки и выбрасывает его наружу.

Чтобы PCB не блокировала воздушный поток заднего вентилятора, ее пришлось сделать намного короче. В результате мы получаем укороченную PCB с треугольным вырезом. На иллюстрации показана PCB GeForce RTX 2080, можно видеть довольно много свободного пространства между чипами памяти и корпусировкой GPU, между GPU и слотовой заглушкой, справа от подсистемы питания.

Расположить VRM, чипы памяти и GPU близко друг к другу - непростая техническая задача, особенно с учетом охлаждения. NVIDIA даже пришлось перейти на более компактный 12-контактный разъем питания и уменьшенный NV-Link (здесь на GeForce RTX 3080 PCB он отсутствует).

Изменения системы охлаждения

Изменения системы охлаждения видеокарты повлияли на общую концепцию охлаждения корпуса. И здесь мы как раз хотели бы оценить последствия.

На диаграмме справа показан воздушный поток, проходящий сквозь корпус. Справа в корпус нагнетается свежий воздух. Видеокарта GeForce RTX 3080 Founders Edition продувает воздух с помощью двух осевых вентиляторов. Со стороны блока питания снизу тоже есть воздушный поток в направлении видеокарты.

Правый вентилятор GeForce RTX 3080 нагнетает холодный воздух снизу, который продувается через радиатор. Левый вентилятор проталкивает часть воздуха за пределы корпуса через радиатор и слотовую заглушку. Но часть воздуха выходит через торец видеокарты и остается в корпусе системы.

В нашем случае горячий воздух выше видеокарты продувается вентиляторами кулера Noctua NH-U12A в направлении задней стенки корпуса. И второй вентилятор корпуса, установленный сзади, выдувает горячий воздух наружу. Вопрос в том, как горячий воздух, скапливающийся над видеокартой, будет влиять на охлаждение процессора и памяти? Кулеру CPU придется продувать больше горячего воздуха.

Слева показано изображение тепловизора GeForce RTX 3080 Founders Edition с тепловым пакетом 320 Вт под полной нагрузкой. Как можно видеть, сильнее всего нагревается видеокарта по центру. Память тоже нагревается заметно, как и VRM. Справа показана видеокарта GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition. Задняя пластина видеокарты по центру нагревается так же сильно, что и у новой видеокарты. Так что, на первый взгляд, разницы по температурам нет.

Мы провели дальнейшие тесты, для которых выбрали следующую конфигурацию.

Видеокарты устанавливались в корпус по очереди. Вентиляторы корпуса работали сначала на 600 об/мин, потом на 1.300 об/мин.

Сравнение охлаждения
Температура 3080 @320 Вт 3080 @320 Вт3080 @260 Вт2080 @260 Вт2080 @260 Вт
Вентилятор корпуса 600 об/мин 1.300 об/мин600 об/мин600 об/мин1.300 об/мин
GPU 77 °C 76 °C74 °C84 °C83 °C
CPU 80 °C 73 °C75 °C77 °C70 °C
DIMM1 57,8 °C 53,0 °C56,3 °C55,5 °C49,3 °C
DIMM2 56,8 °C 52,3 °C55,0 °C54,3 °C48,5 °C
DIMM3 55,5 °C 51,8 °C53,8 °C53,5 °C48,0 °C
DIMM4 53,5 °C 50,3 °C51,8 °C51,8 °C46,0 °C

Что видно по приведенным измерениям? GeForce RTX 3080 с тепловым пакетом 320 Вт выделяет существенно больше тепла в корпус, чем GeForce RTX 2080 Ti с 260 Вт. В обоих случаях накопленное тепло остается в корпусе, его необходимо вывести наружу с помощью вентиляторов корпуса.

С видеокартой GeForce RTX 3080 процессор работает с температурой 80 °C под нагрузкой, в случае GeForce RTX 2080 Ti температура была 77 °C, ненамного холоднее. Подобная разница вполне может быть обусловлена отличием тепловых пакетов в 60 Вт. В случае GeForce RTX 3080 с выставленным Power Limit на 260 Вт мы получаем близкое значение температуры CPU 75 °C.

Сильнее влияет наилучшая вентиляция корпуса. Независимо от использования GeForce RTX 3080 на 320/260 Вт или GeForce RTX 2080 Ti на 260 Вт: если вентиляторы корпуса обеспечивают больший воздушный поток, то температура CPU снижается, а температура GPU от этого выигрывает слабо. Влияние лучшей вентиляции заметно и с видеокартой GeForce RTX 2080 Ti. Тепло следует как можно быстрее выводить из корпуса, сама по себе GeForce RTX 3080 мало влияет на увеличение температур CPU и памяти в нашем случае.

После 30 минут полной нагрузки мы вновь обратились к тепловизору, чтобы посмотреть самые горячие участки видеокарты. Как можно видеть, сильнее всего видеокарта нагревается между двумя вентиляторами. Температура составляет порядка 70 °C, то есть поверхность горячая. Если посмотреть снизу, то становится видна очень горячая базовая пластина, которая поглощает тепло от GPU, после чего передает его по тепловым трубкам на ребра радиатора. Здесь температура почти достигала 100 °C.

Процесс нагрева хорошо виден по съемке time lapse с восьмикратной скоростью.

Наконец, позвольте поговорить о 12-контактном переходнике, поскольку он добавляет сопротивление на контактах, поэтому нагревается. Если контакт плохой, то 270 Вт мощности, подаваемые по двум 8-контаткным штекерам, могут стать проблемой. Впрочем, мы не обнаружили температуры выше 35 °C.