这散热太醉了 华硕GTX970DC mini简测

華碩 DirectCU Mini 發展至今已達第 3 代產品，從最初的 GeForce GTX 670 直到目前的 GTX 970，解熱機制一直維持複合式架構。融合軸流、離心雙機構的特色，針對 Mini-ITX 機殼做出 170mm 完整相容特性，搭配 Maxwell 架構的低溫特色，將小鋼砲的效能再推升一級。

第 3 代架構持續提昇效能

發展至第 3 代，華碩對於 DirectCU Mini 這款產品，大方向均維持不變。除了軸流、離心雙機構解熱機制外，各代產品的 PCB 設計與用料，僅只有因應核心架構改變，做了小幅度的調整。具體而言，整體產品效能提昇，依靠的是核心內部線路精進，隨之而來的效能進展，除此之外並未有突破性的改變。不過隨著 Kepler、Maxwell 雙世代演進，溫度大幅降低的特色，倒是值得在新產品 GeForce GTX 970 DC Mini 上驗證。

▲DirectCU Mini 在最新一代產品，新加入金屬背板。

▲散熱器架構仍然是沿用一樣的解熱機制。

DC Mini 複合式解熱機制

DirectCU Mini 主要為華碩 DirectCU 熱導管直觸架構，旗下的其中一個變體分支，另外在第 2 代晚期產品上，搭配的風扇又分為 2 大類，主為 CoolTech風扇，副為正常軸流扇輻射翼產品。而 DC Mini 則是採用均溫板搭配 CoolTech 風扇設計，強調除了軸流扇的下吹式效果之外，還能夠發揮離心扇架構的引流功能，將廢熱直接排出機殼外部。

變體風扇產品 CoolTech

在風扇的外觀上做變體，這個作法在目前各家產品中，可說是非常普遍。除了常見的刻、凸痕設計之外，還有部分產品擁有活動翼，甚至是翼型的改變。不過將軸流、離心這 2 個大相逕庭的產品同時實現，則是較少看到。除了這 2 個架構根本就八竿子打不著之外，風流運動路徑更是完全不相同的方向，造成這個架構本身存在著一些問題。

▲CoolTech 風扇採用間隔的方式，擁有 2 種不同的扇葉。

大相逕庭的風道方向

在軸流扇的設計中，我們大多可以發現風的流動方向，只會隨著單一固定方向吹拂，角度與風扇本身呈現 90 度，常見的電風扇或者是任何軸流扇設計都是如此。而離心扇則是完全相反，流動方向為平行風扇本身，由軸心 360 度發散出去，必須要透過封閉式風道，才得以維持固定方向流動。

這 2 種風扇由於運動方向完全不一樣，加上離心扇需要封閉式風道的設計，將會造成軸流扇下吹後，無法將熱排出的問題。而華碩對此推出的折衷方案，針對離心扇部份取消絕大部分的封閉風道，僅維持核心至 I/O 端這段風道。風扇上下兩端的封閉式風道則是完全取消，留給軸流扇進行排出熱氣之用，雖然留有部分封閉式風道，不過由於產品精度與非全面封閉的問題，造成離心扇本身的效果並不彰。

▲左圖為拆掉風罩後的架構圖，右圖可以看到上下側皆沒有封閉。

▲左圖照片中可以看到 2 片凸起塑膠片，右圖凸起塑膠片即為風道導流功能，但並不嚴實。

沿用舊體且部分顆粒無導熱

由於第 3 代產品均沿用同一款散熱器，用在 GTX 670 與 GTX 760 上並沒有太大問題，不過到了 GTX 970 由於記憶體容量由 2GB 翻番至 4GB，顆粒數量由原先 4 顆變為 8 顆。也因此其中 4 顆並沒有辦法透過散熱器解熱，同時華碩也未針對這個問題做出解決方案，如加入較厚的導熱墊，或者是下重本重新開模生產新的壓鑄件，甚至是透過更複雜的 Clamshell mode，將顆粒移往 PCB 背面。

綜合以上種種因素，較簡單的作法為直接加入厚導熱墊，高成本的作法則是重新開模，而最後的 Clamshell mode 方式將顆粒移至背面，雖然當前並沒有合適的記憶體顆粒可以支援，不過卻是最佳的作法之一。而華碩選擇忽略這個問題，研判是因為記憶體本身發熱量較低，即便是沒有加入導熱墊仍然可以正常工作，只是在講究細節的編輯眼中看來，此法差矣。

▲記憶體顆粒僅有 4 顆具備導熱墊，另外 4 顆因散熱器則因散熱器高低差問題導致無導熱墊處理。

鰭片面積過低恐效果不彰

另外在鰭片的部分，170mm 尺寸設計涵蓋面積較小，由圖片中可以發現，鰭片僅圍繞風扇周圍部分，並未延伸至 I/O 端。對照公板產品，可以發現風道上填滿鰭片用於熱傳導，從這裡可以發現整個離心機構，其功能發揮並不夠完善。

▲用於離心扇使用的鰭片長度僅圖片中標示處，相較於軸流扇所用，面積占比非常低。

電路設計完全解析

華碩 GTX 970 DC Mini 與之前我們所評測過的技嘉 N970IXOC，同屬於 170mm 尺寸板型設計，不過兩者一些小細節處理截然不同，但是大方向有著異曲同工之妙。

4 + 1 相供電迴路設計

整張顯示卡的供電迴路設計，華碩一樣維持在 4 + 1 相，核心，提供核心、記憶體的電力。

不論是核心或者是記憶體部分，皆是由 1 上 2 下組合而成，分別是 UBIQ 所生產的 M3052M（1H）與 M3058M（2L）。控制器方便則是分離設計，由 uPi-Semi 生產的 uP1608 與 uP1541p，分別控制核心與記憶體。

另外在核心控制器端，由於僅內建 3 顆 MOSFET Driver，華碩也針對這個部分，增加 1 顆外部 MOSFET Driver 在旁，型號為 uP1959，整體規格配置與 技嘉 N970IXOC 並無太大差異。

此外 uP1608 這顆控制器的 VID 控制方式，與技嘉所採用 ON-Semi NCP5392 同屬 Parallel VID 模式，並非 PWM VID。具體原因為目前 ON-Semi NCP81174 這顆控制器缺貨，同時卡在 NVIDIA 本身對於控制器調整方式，若採用其它晶片的 PWM VID 控制模式。則不允許加壓，將會卡在 1.212V 低檔電壓，而非原先開放的 1.26V。

PEXVDD 則是由 uP0132 負責，但比較特別處在它的位置，並非位於記憶體迴路輸出端附近，而是移往 PCB 上緣，靠近 PCIe 8pin 輸入埠附近。不過即便如此，該晶片本身並無法將 12V 電壓降至 2V 以內，整體設計仍然屬於透過記憶體端降壓方式。

▲紅框：uP1608、綠框：MOSFET、黃框：uP1959、淺藍框：uP1541P、藍框：uP0132。

▲紅框：INA3221 三通道撿流晶片。

電路分配屬常見合理方式

電路設定的輸入端僅有 PCIe 8pin 與 PCIe 插槽這 2 個部分，採用常見配置方式，分別為 PCIe 8pin 提供核心迴路，PCIe 插槽提供記憶體與 PEXVDD。就編輯所知，同為華碩旗下產品，Strix GeForce GTX 970 是屬於特殊設計，並非這種常見分配方式。

▲各相位與輸入對應關係。

華碩 GTX 970 DC Mini 電源迴路詳細設定如下：

PCIe Slot：66W、Max：75W

PCIe 8pin：150W、Max：160W

TGP：148.6W、Max：163.46W

Voltage Range：37mV

ASIC Quality：68.9%

影像輸出埠維持 4 埠設計

影像輸出部分，華碩取消 GeForce GTX 970 公板的 5 埠設計，改用較通俗的雙 DVI、HDMI、DisplayPort 這 4 埠設計。I/O 擋板的部份也並未採用三角鏤空的大開口設計，以增加整體排風量，而是維持原先的小孔舊設計，這些小細節處理還不夠細心到位。

▲影像輸出埠僅提供 4 埠，刪減原生功能 1 埠。

Full HD 綜合效能實測

效能測試以 Full HD 解析度環境進行，搭配技嘉 N970IXOC 數據做對照組，同為 170mm 設計的競爭對手，可以看到兩者間效能差距。另外由於兩者驅動程式版本並不一致，數據僅供參考。

從結果面來看，可以發現華碩在部分項目中，有著小幅度的領先，遊戲幀數領先約為 5 幀左右。整體效能僅小幅提昇，原因在於 Boost Clock 兩者差距並不多，最高僅達 25MHz。

基準測試項目

遊戲實測項目

Steam Apps 項目

實測溫度過高，且散熱效果不彰

在溫度測試中，編輯使用 Furmark 軟體進行，項目分別為 0xAA、8xAA 這 2 個項目。分別模擬核心最大發熱量，還有實際遊戲過程所會產生的熱量，給予讀者全面性的解熱能力參考。TGP 設定值也延續之前的測試方法，分別設定在預設值、軟體提高 10%，還有修改至 216W，透過這 3 個設定，驗證散熱器的解熱能力餘裕。

從圖表中可以看到在預設值時，溫度即已經超過 70 度，同時最高達到 80 度。至於核心時脈表現部分，可以看到非常頻繁的在 900～950MHz 之間震盪，從此可以歸結出 TGP 148.6W 明顯不足以讓核心維持在高點。

透過軟體將 TGP 提昇 10% 後，核心時脈維持在 1050MHz 之上，同時僅小幅下探，溫度表現則是維持在 81 度以上高溫。從曲線圖中可以發現，核心時脈維持在 1050MHz 左右，同時震盪幅度較小，風扇轉速則是達到 2200 轉以上。

最後在提昇 TGP 至 216W 的項目中，核心溫度一樣是超過 80 度以上，從曲線圖可以看到，核心時脈從 1150～1200MHz 區間掉至 1050～1100MHz 區間的原因為溫度超標，GPU Boost 2.0 強制介入將時脈降低，此時風扇轉速則是達到 2400 轉以上，噪音也明顯增大許多。

從以上 3 種結果，可以發現華碩的複合式解熱機制的溫度表現，整體溫度還較技嘉高了約 10 度左右。

▲全預設模式，紅線：0xAA、綠線：8xAA。

▲110%模式，紅線：0xAA、綠線：8xAA。（Power 的部份有誤，為軟體無法顯示超過 100% 問題，實際已經超過。）

▲TGP 216W 模式，紅線：0xAA，綠線：8xAA。

時脈穩定度，但 TGP 過小、解熱不足

在時脈穩定度測試中，是採用 Metro：Last Light 進行評比，透過軟體記錄時脈變化量與 Power 占比。透過數據分析，可以從中獲得該卡是否能夠在一般遊戲過中，維持全時滿載的條件。另外也會就 TGP 過小的部分進行微調，與 Furmark 項目一樣，測試條件將會分為預設值、軟體提高 10%，還有修改至 216W，同時將數據整理為曲線圖進行比對。

從數據中可以發現預設值，時脈的穩定度表現非常不理想，核心時脈最低來至 1215MHz、最高為 1290.9MHz，大多數時間均維持在 1253～1277.9MHz 之間。軟體提高 10% 後，核心時脈最低落在 1253MHz，不過大多數情況下能穩定在 1277.9MHz，最高核心時脈則是能夠達到 1290.9MHz。出現的時間點僅在開始測試時的前一小段，後期並沒有再提昇至該時脈過。

TGP 調整至 216W 後，核心時脈大多穩定在 1277.9MHz，測試初期可維持在 1290.9MHz 一小段時間，後期則是無法在提昇至該時脈。核心時脈偶爾會降至 1240.3MHz，分析數據可以看到 3 種測試模式下，最終核心溫度都會超過 80 度，此時即便提高 TGP 足夠也無濟於事。原因在於 GPU Boost 2.0 架構下，核心溫度為最終降頻機制。

▲紅線：預設 100%，綠線：110%，藍線：TGP 216W。（綠線 Power 的部份有誤，為軟體無法顯示超過 100% 問題，實際已經超過。）

▲溫度曲線，紅線：預設 100%，綠線：110%，藍線：TGP 216W。

產品細節與溫控需再加強

從數據測試與產品設計面來看，華碩雖然有創新項目，如 CoolTech 風扇，與造價較高的壓鑄件散熱器，也標榜高出廠核心時脈。不過測試後發現，出廠高核心時脈在真實遊戲環境中，仍然會發生掉頻現象，同時也因為時脈過高的問題造成溫度飆升。

在散熱器的小細節部分，並未因應新產品略作修正，如部分記憶體顆粒沒有散熱墊處理，還有鰭片面積過小等，都是造成溫度表現不佳的關鍵。另外讀者可能會認為核心時脈較技嘉略高，但是華碩的 TGP 設定卻較技嘉略小（148.6W、160W），華碩的時脈怎麼會較高呢？其實只要注意曲線圖變化，就可以發現時脈會較高的原因在於核心電壓較低，在 TGP 較小的情況下仍然可以擁有較高的時脈，並非華碩擁有了特殊設計所造成。

綜觀以上幾點，華碩 GeForce GTX 970 DC Mini 整體表現並未達 Maxwell 理想狀況，同時在目前售價未定的情況下，編輯並不推薦機殼空間足夠的玩家，購買這類型小卡配高階核心的產品。 

測試平台：

• 處理器：Intel Core i7-5930K
• 主機板：Evga X99 FTW
• 記憶體：Kingston Predator DDR4-3000 4GB x 4（HX430C15PB2K4/16）
• 硬碟：Corsair Neutron 240GB
• 電源供應器：Seasonic P-1000
• 機殼：NZXT H630