显卡OTES散热思路的未来

Cyberaegis

在本帖中，OTES是Outside Thermal Exhaust System的缩写，借用自升技GeForce 4 Ti4200 OTES这一来自“上古时期”的显卡型号。

但是，本帖会在一个稍有不同的意义上使用OTES这一术语。在本帖中，OTES并不局限于用来指代显卡散热器本身，也会被用来指代显卡散热器的工作思路，即将显卡产生的废热直接排出机箱外的机制。本帖将会表明，为何（1）针对半开放式散热器的倒置垂直安装构造、（2）纯开放式散热器的风扇反装选项，以及（3）纯开放式直角散热器在兼容相应思路的机箱中，会成为OTES散热思路具有吸引力的未来发展方向。

OTES的优点非常明显。该种散热思路不会在工作时导致除显卡以外的其他PC硬件（如CPU、内存、SSD）变得更热。OTES散热器在我们进入RTX 3000/RX 6000时代以前，曾一度是显卡散热器的默认选项，或者至少是默认选项之一。此后，半开放式散热器（如Nvidia FE显卡的散热器），或纯开放式散热器（比半开放式更热门）成为了显卡散热的新常态，并产生了导致其他PC硬件变得更热的副作用。

然而，开放式散热器的一个优点获得了更多的关注：开放式散热器依仗其庞大的体积和搭载大直径轴流风扇的便利，实现显卡本身的高散热性能/噪音比比其他散热器选项要容易得多。

相比之下，在面对TGP超过300W且处于高/满载工况的显卡时，常见的搭载离心风扇和封闭风道的2槽OTES散热器会产生对大多数家庭用户来说不可接受的噪音。

理论上说，封闭风道的OTES散热器可以通过扩大体积，并在厚度足够时用轴流风扇替换离心风扇来提升散热性能/噪音比。然而，即便是占用5.x槽的OTES，也可能只能搭载80mm直径的轴流风扇，因而在高TGP的应用场景中仍然需要用高转速来应对，并因此产生高噪音。

更糟糕的是，即便一个5.x槽、搭载轴流风扇的OTES散热器提供了与类似体积的开放式散热器相近的性能/噪音比，其封闭风道设计仍然意味着更少的通用部件和更高的模具成本，导致与其开放式竞品而言不受欢迎。

图片：迄今为止最厚（也是最大的之一）的OTES散热器：AMD W7900的3槽散热器（原始链接：https://images.anandtech.com/doci/18812/W7900-3qtr.jpg）



因此，隔绝显卡废热的方案可能在于改动显卡散热的整体思路，而非只改动散热器设计本身。

1. 显卡倒置垂直安装构造

许多机箱都已经搭载了显卡垂直安装位。当在传统的显卡垂直安装位安装搭载开放式散热器的显卡时，显卡废热会先被排放至机箱内部。

因此，当使用一款半开放式显卡散热器时，我们或许可以将传统的显卡垂直安装位倒置，即将PCI-E接口置于安装位的上部，使显卡背板面向机箱的侧板。如此一来，传统的显卡垂直安装构造就被转换成了整合半开放式散热器的OTES散热系统。

于是，在保持半开放式散热器的吹扇产生的废热直接排出机箱的同时，吸扇产生的废热也能通过机箱侧板的排风口/网面排出，而不再先流经机箱内部再被排出箱外。结果是，与使用传统显卡垂直安装位或传统显卡水平安装位的情境相比，显卡以外的其他硬件受显卡废热的影响大幅减少。

图片：为显卡倒置垂直安装提供有限支持的联立216。相比完整的显卡倒置垂直安装支持，主要还欠缺机箱侧板的通风构造（截自视频：https://www.bilibili.com/video/B ... f5f350e0f4abe983e0b；该视频的显卡倒置垂直安装受B站用户三鸟无工SanTori启发: https://www.bilibili.com/video/B ... f5f350e0f4abe983e0b）。



在使用显卡倒置垂直安装位的情境下，面向机箱侧板排风口/网面的机箱排风扇会对显卡散热器将废热排出机箱外产生帮助作用。就为该种OTES散热构造提供新鲜空气而言，机箱底部的进风扇会比机箱前面板的进风扇更有效。

显卡倒置垂直安装构造不仅能够缓解现行开放式FE散热器的废热内淤问题，它也能兼容泄露的4槽开放式FE散热器（可能被用于4090Ti/Titan ADA/高端的Blackwell SKU）。

图片：泄露的4槽4090Ti/Titan ADA散热器（原始链接：https://cdn.videocardz.com/1/202 ... 4090TI-COOLER-1.jpg；原始发布者：harukze5719/闲鱼）



2. 风扇反装

然而，倒置垂直安装构造并不适合得到大多数AIC/AIB青睐的纯开放式散热器，因为这些散热器的风扇产生的部分热流往往会受到显卡PCB的遮挡。

在这些场景中，打造OTES的方案在于反装纯开放式散热器的风扇。但是，这么做需要显卡散热器的风扇罩允许终端用户改变风扇朝向（如华硕x猫头鹰显卡的风扇罩），或需要可以单独购买且允许更换风扇朝向的风扇罩（如酷冷在CES 2024上展出的Project VGA cooler风扇罩或类似思路的第三方方案），或褪风扇罩MODs。同时，这么做也需要检查原始散热器的设计是否允许显存和供电的热量高效率地传导给散热器本体，以确保风扇换向不会导致显存和供电过热。

图片：酷冷Project VGA Cooler（原始链接：https://media.overclock3d.net/2024/01/IMG-20240110-WA0129.jpg）



在此基础上，反装开放式散热器的风扇对机箱构造也有要求。主板倒置的机箱，以及搭载了面向侧板通风口/网面的显卡传统垂直安装构造的机箱分别是两个可行选项。机箱厂商可以开发允许终端用户在显卡传统/倒置垂直安装之间选择的兼容结构。

图片：使用褪风扇罩MOD实现OTES的ASUS x Noctua 4080和Dan C4 SFX (截自视频：https://www.bilibili.com/video/B ... arch-card.all.click)



3. 直角显卡散热器

在不使用显卡垂直安装构造的情境中，可以通过使用直角散热器打造OTES。直角散热器通过弯折热管改变散热器鳍片阵列的角度，使鳍片阵列与机箱侧板的排风口/网面平行，进而使经过鳍片阵列的风流可以直接排出机箱外。

使用直角散热器会导致部分热管的冷凝端朝向地面，但当前的热管技术足够应对重力对热管工质冷凝产生的影响。

直角散热器与显卡垂直安装构造相比有一个显著优点：它虽然会限制PCI-E设备的高度，但不会像使用显卡垂直安装构造时那样导致大量PCI-E槽位不可用。

图片：历史上的直角显卡散热器：前台湾利民的Spitfire（原始链接：https://st.overclockers.ru/image ... ire_passive_big.jpg）



综上，在具备兼容条件的机箱中，（1）针对半开放式散热器的倒置垂直安装构造、（2）纯开放式散热器的风扇反装选项，以及（3）纯开放式直角散热器可以成为未来显卡OTES散热思路的三种选项。它们可以在散热性能/噪音比与纯开放式散热器相近的同时，保留传统OTES散热器的低热干涉特性。就延续OTES散热思路而言，这三种方案不仅具备实用性，而且比单纯改进传统封闭风道式OTES散热器更为高效。

永远的怀念：

升技GeForce 4 Ti4200 OTES，第一款自带OTES散热器的显卡 (原始链接： https://vccollection.ru/wp-conte ... tes-perspective.jpg)



Arctic Cooling VGA Silencer，第一款单独零售的OTES显卡散热器 (原始链接：https://vccollection.ru/wp-conte ... ire-perspective.jpg)

Cyberaegis

附通关秘籍：

垂直倒装：适用于半开放式散热器（如N卡30系开始的FE散热器），需要机箱的相应位置有排风构造；

风扇反装：适用于水平或垂直安装的纯开放式散热器，需要机箱的相应位置有排风构造；

直角散热器：适用于水平安装的显卡，需要机箱的相应位置有排风构造；

传统封闭风道式OTES散热器：适用于空间受限的应用场景，不需要机箱有背面以外的额外排风构造。

天雨雪

我的理想型是空气净化器，然后各类组件都做成被动散热不带风扇的。。。
一个大风扇，静音 大风量 还不用清灰！顺便摆在家里还能当空气净化器！

skywaymanz

我觉得可以像电源仓那样，用隔板独立出一个空间就行了，
可以用软性材质，不装也能保持现状

skywaymanz

天雨雪 发表于 2024-2-6 16:33
我的理想型是空气净化器，然后各类组件都做成被动散热不带风扇的。。。
一个大风扇，静音 大风量 还不用清 ...

放大版的MAC垃圾桶，这个想法真的不错

lmwa

噪音太大，难以接受……

zszszs0007

卧式机箱加工程卡就行了，多余的设计只是为了那可怜的diy

tonimao

说了这么多，这些设计都不如一体水冷卡风扇外吹方案。无论安装便利性还是散热效能。

建议柠檬

“OTES”主板

建议柠檬

不过还是是少不了这玩意儿

卖国嘉的975X

建议柠檬

还有TI4200 OTES的官方CP
IC7-MAX3

建议柠檬

至于什么FATAL1TY AN9-32X，AN8这种升技自己的，就不贴图了

U艇

我直接用耐高温胶带做了一个隔板，把显卡与其他硬件隔开了。显卡的进风和出风都独立

秦南瓜

除了槽位，还能增大直径

PolyMorph

噪音无解

shadoweyre

把gpu安装换个面，然后就pcie插槽下移，然后散热器就能和cpu散热器一样做塔式的了。6槽的用60风扇吹，8槽的用80风扇吹，前后各一个

netjunegg

pc主板的标准是不是该重新设计了? 风道不统一, 而且体积太大了

重新设计后体积能减小70%以上, 尺寸可以参考笔记本, 平面尺寸跟14寸笔记本差不多, 高度是笔记本的三到五倍, 这体积足够用了, 散热和扩展性应该能保证

非洲白人

主板：我死好了。。。

jxljk

基本就是农企的思路了 可是涡轮会和专业卡抢生意  不能出啊

zhao1999250

轴流风扇和离心风扇从某种角度主要区别是投影面积，往机箱外面吹的话，在pcie槽位上，离心风扇几乎是唯一选择，但是也可以把长度转化成高度，比如一体水显卡。。。转化成面积的方式换成更多更大面积的轴流风扇，获取更好的同噪音下风量比。而且散热片投影面积（不是表面积）也决定了风的孔径，显卡槽位上较长的空间使得一段空气被反复加热，接近出口的位置的空气基本都是热的，很难再对后端散热片散热，而一体水这种冷排或显卡上的鳍片路径较短，不存在空气被较长路径加热的问题

Cyberaegis

tonimao 发表于 2024-2-6 17:56
说了这么多，这些设计都不如一体水冷卡风扇外吹方案。无论安装便利性还是散热效能。 ...

一体水OTES和2楼的4种风冷OTES方案是两个维度的东西。

一体水OTES要求CPU和显卡有各自水路和冷排，并且其中一个冷排产生的废热不会影响到另一个冷排的工作。只要机箱支持两个冷排以相互之间没有热干涉的方式工作，就能组建一体水OTES。从这个角度说，组建一体水OTES在思路上要比一楼的三种风冷OTES方案简单。

但是如果要说安装便利性，一楼的三种风冷OTES方案同样非常简单。垂直倒装只需要机箱支持，根本不用改装显卡。风扇反装同样只要显卡散热器+机箱的硬件支持就行，反装风扇本身不是什么繁琐的工序。如果直角散热器需要用户自己手动更换，充其量也就是比原配水冷的显卡安装起来麻烦一些。至于传统的封闭风道式OTES散热器，就完全不用用户自己动手了。

至于性能，一楼的三种风冷OTES方案都能在妥善应对现在的出厂灰烬策略的同时，实现非常高的散热性能/噪音比，这就使得一体水在温度控制方面的进步更多是一种数字上的优越感。并且，真正和风冷拉开温度数字差距的一体水OTES方案需要安装比风冷OTES方案更多的风扇，特别是在确保正压的情况下，一体水OTES方案的风扇数量甚至可以达到风冷OTES方案的近2倍。这就让一体水OTES方案变得不那么吸引人。

Cyberaegis

建议柠檬 发表于 2024-2-6 18:19
还有TI4200 OTES的官方CP
IC7-MAX3

谢谢批量发图。

这些OTES主板充分说明了产品开发者是推动产品选择多元化最主要的动力来源。反观现在的业界生态，已经发展到了一个把多元化的努力下放到媒体甚至终端用户的局面。而后两者的产品/组合选择空间是开发者圈定的，因而不在适合推动多元化的位置，作用非常有限。

开发者一方面懈怠于推动产品选择的多元化，一方面可能还在抱怨市场萎缩。究竟是先有鸡还是先有蛋，这是一个留给开发者考虑的问题。

Cyberaegis

U艇 发表于 2024-2-6 18:27
我直接用耐高温胶带做了一个隔板，把显卡与其他硬件隔开了。显卡的进风和出风都独立

你的方案和4楼的方案都能起到降低热干涉的作用，我的方案是在你们的基础上让风扇的工作变得更有效率。

Cyberaegis

shadoweyre 发表于 2024-2-6 19:12
把gpu安装换个面，然后就pcie插槽下移，然后散热器就能和cpu散热器一样做塔式的了。6槽的用60风扇吹，8槽的 ...

如果主板/显卡布局能够做出修改，那确实会让散热规划变得容易。然而现实是主板/显卡布局的大规模修改很少发生。

1楼的三种方案为什么单独列出，是因为现在的显卡板卡开发者已经懒到了能不做出变化就不做出变化的地步。间歇发生的矿潮和过度概念营销已经让这些人习惯了随便糊弄一下出个产品就有足够多的人出高价买的日子。他们对于利润量和率的理解都是极其反常并且是反动的，是短时间内改不过来的。

为了适应这种极其怠惰的开发者，1楼的三种方案背后的逻辑都是最大限度地利用现有的素材，而不是引入全新创意。并且，三种方案都将需要做出的修改限定在机箱和散热器的局部设计，而不是修改成本更高的板卡，以最大限度地避重就轻、降低成本、提升对开发者而言的可接受度，进而争取到使思路转化为实际产品的可能。

而且说白了，即便这些人摆烂摆到底，终端用户起码有风扇反装这个现成选项。如果开发者群体真的烂透，大概也可以知道连这么简单的修改都懒得做的开发者是什么成分。

用户

tonimao 发表于 2024-2-6 17:56
说了这么多，这些设计都不如一体水冷卡风扇外吹方案。无论安装便利性还是散热效能。 ...

EVGA风水卡确实不错，解决了双卡乃至四卡的空间和散热效率的问题。

不过近两年我发现机架+pcie延长线的方案实际操作上有巨大优势。支持双电源，于是能带4张以上的显卡。不挑显卡。大空间开放散热，效率高好维护。而且机架本身就是几根棍，比机箱便宜，还省了机箱风扇的钱。缺点是看着丑了点，不好摆放，对主子和小祖宗不友好。

如果能把机架弄得更美观更安全，就很适合DIY了

huihuige

开放式无所畏惧~~

Cyberaegis

刚刚为1楼更新了素材。

1. 垂直倒装

联立216机箱为显卡倒置垂直安装提供了有限支持（这也不是唯一款为显卡倒置垂直安装提供有限支持的机箱）。相比完整的显卡倒置垂直安装支持，主要还欠缺机箱侧板的通风构造（参考视频：https://www.bilibili.com/video/B ... f5f350e0f4abe983e0b；该视频的显卡倒置垂直安装受B站用户三鸟无工SanTori启发: https://www.bilibili.com/video/B ... id_from=333.999.0.0）。不过，这已经离完整支持显卡倒置垂直安装非常接近了，可以感受一下这个OTES方案的便利程度。



实际上，垂直倒装方案还有两个便利点：
（1）它不需要调整PCI-E转接线的方向，只需要调整PCI-E转接线的长度。
（2）自带隐藏显卡16pin/8pin辅助电源线的属性。

2. 风扇反装

B站UP主阿肯老师通过褪风扇罩MOD实现过ASUS x Noctua RTX 4080 + Dan C4 SFX的OTES，也可以窥见这个方案在显卡和机箱支持的情况下是多么容易实现（参考视频：https://www.bilibili.com/video/B ... f5f350e0f4abe983e0b）。



总之，垂直倒装、风扇反装和直角散热器都是在不需要调整板卡元件布局的情况下实现高TGP显卡OTES的方案，它们都非常有利于控制成本。同时，这三种方案不但最大限度地保留了传统封闭风道式OTES散热器的低热干涉特性，也最大限度地保留了纯开放式散热器的高散热性能/噪音比。