本文成文于2024年8月上旬,书接上回,我们这次继续研究USB网卡的发热问题。
起因是我知乎的评论区有个粉丝说了comfast的网卡在wifi5时代就存在过容易发热高而且断流的问题,我对于wifi5网卡的兴趣不大,不打算验证。但是这评论倒是提醒了我一个有意思的问题,各个家的8832CU是不是都有这种过热的问题呢,于是我在淘宝上又买了个fenvi的8832CU的网卡来研究下和comfast的产品的异同,其具体的型号叫AXE5400。
首先需要明确一点,当拿到fenvi的这个网卡的时候,我就后悔了,因为它的网卡长这样:



而多多上的公版网卡长这样:


一眼看出,fenvi的这个所谓的AXE5400其实就是小厂的公模方案+自己的logo,但是fenvi旗舰店的价格是95,而多多只要65不到一点,多的钱变成了定制小logo+1年质保,但是质保对我来说没啥用,白亏了,但是反过来说,测试一张fenvi,等于测试了无数其他直接套壳公模的表现,这么想倒也还行吧。
由于驱动啥的用的都是一个(上期专栏提到的2月5号版本的5001.19.113.0),所以这次属于驱动一样,芯片方案一样,就只有网卡本体不一样,古语有云:“撞衫不可怕,谁丑谁尴尬”,那就针尖对麦芒的比比。
我此次测试,主要比较2种工况下的稳定性和发热情况,第一种情况是无遮挡直连主路由的,进行千兆NAS的上传测试。还有一种是隔了一堵承重墙后直连主路由的上传测试,上次专栏的最后我已经预告过了,隔了承重墙后的情况下,网卡会更烫,但是除了烫,其他数据任然值得比较。
首先是无遮挡直连主路由:
Fenvi的网卡:

CF-972AX:

2块网卡基本都是在千兆网的理论极限上,相对来说fenvi的突然降速少一点,但也就一点,实际传递完272G的时间差了也就20s不到。
在此种条件下的发热情况可以对比下,发热检测方法和之前的也是一样,测试网卡的正面,反面还有环境温度。
Fenvi:
特点就是温度最高出现在背面,大约是61-64°间

而CF-972AX的温度也是背面最高,但明显要高一点波动范围也大一点,最后温度在65-71°间。

两相比较发现,在同样跑千兆满速的前提下,公模或者说fenvi模具的温度比comfast定制版的模具温度低一些,具体为啥,等会到拆机环节会有所揭晓的。
我们继续往下看隔了一堵承重墙的情况,其中CF-972AX的测试结果在我上一篇专栏里面我有贴过。
Fenvi:
前期速度比较缓慢上升,但是速度最高也就75M,持续了5min后,速度波动开始比较大。而且和下面的CF-972AX对比,另外和温度对应变化看下的话,应该不是温度控制的结果,仅仅可能是因为信号确实变差了一点,上传速度不稳定。

而CF-972AX的图我之前展示过,前期的稳定的高速,几乎顶满千兆网络,后期由于温控,大幅度波动

而温度图上我们也能对应看到更多东西:
Fenvi:
前期速度稳定上升,温度同样也稳定上升,然后温度到82°后保持了5min,后续温度则由于上传速度降低了,温度也马上稳定在了77°附近了。
另一个可能被人漏掉的细节就是其网卡正面温度不低,最后也在70°附近波动。最后稳态的时候,正反面的温差也就10°之内,相当低。

而CF-972AX的温度图就比较鬼畜了,一开始就直冲最高的93°,到达该温度附近后,温控启动,网速也下降,最终温度在91°-93°。
而正面温度和背面温差巨大,只有62-63°,比背面低了约30°。

总结下隔了承重墙上传的实验结果可知:
1. 公模网卡(fenvi)的穿墙能力比comfast的972AX要差一些,传输速率不高而且稳定性一般。而CF-972AX的穿墙能力还是很厉害的,应该是天线方面用的好点。
2. 由于传输速率低,所以公模网卡(fenvi)的在此条件下的发热情况比972AX好一些。
3. 公模网卡的正面散热能力较强,而CF-972AX正面几乎不散热和散热的背面温差很大。
思来想去,要找到这网卡发热的种种问题,还是需要靠拆机。
首先是公模卡(fenvi)
我觉得比较有特点的就是,
A. 它的芯片上面和下面都有导热垫,热量能从芯片走2个方向的传递到壳体上,
B. 它壳体的开口是垂直的正面开口,没有外吹风的条件下,正面的热量还是比较容易散走的。
C. 网卡厚度较低,正反导热垫都不太厚。


这正好和前面的温度特性对的上,比如双面导热垫对应网卡正反面温差不大,而纵向镂空设计也保证其散热不错。
而CF-972AX的模具我也拆了下,吐槽一句,comfast不愧是定制的磨具,相对来说更紧,更难拆,而公模在这部分方面不太讲究,接口处公差有点大,比较容易找到翘开网卡的下手的地方。
CF-972AX的特点我也进行了总结
1. 之后背面导热垫散热到塑料壳上,无正面导热垫
2. 侧面镂空,正面发热后的热量不能自然的散热出来,需要侧风帮助。
3. 模具比较厚,背面导热垫在2.5mm-2.75mm之间,热量比较难传导出来
4. 正反壳体是方型的,后期方便加外散热器

图里面还有个我个人很感兴趣的问题,8832CU这芯片果然是正方形的QFN封装,而且面积算比较大的,芯片+短引脚差不多有10.2mm。
拆机的结果同样解答了我的疑惑,它这模具的导热设计确实比起公模的差些,无论是散热孔方向还是散热垫数量以及厚度都不占优,最后的结果是它更热就不奇怪的,这在全速不遮挡条件下的温度对比下显得特别明显。
而遮挡情况下实验结果里面,情况有所不同,那个时候公模卡温度低的主要原因就不在散热,而是公模卡信号差点,和路由器协商不到更高网速,网速低造成发热低。
结论的省流版就是:
以fenvi为代表的公模卡,信号差但散热好。
而CF-972AX的卡,信号好但散热差。
而到购买建议这部分,主要看需求:
1. 和路由器就在同一房间内的,可以无脑公模(fenvi),如果不需要1年保修,多多上65就能到手。
2. 有穿墙需求的但是不追求高速,不玩NAS的,可以公模,也可以换到AX1800(也有叫AXE3000的)等级的网卡,那些网卡的发热低一些。
3. 有穿墙且追求高速的,要满足这要求就必须自己折腾了,无论是公模调天线电路并换天线还是CF-972AX改散热都可以,我自己准备搞搞后者不过还在准备中,有结论后会发个专栏秀一秀的。
最后我们超脱出产品本身,尝试回答几个有意思的问题。
先说个新手一般都会问的入门级问题,为啥USB网卡好像都是背面更烫?
首先得说,这个现象是客观存在的。原因主要在于现在USB网卡的封装高度统一,都是用QFN封装,这点上瑞昱和MTK都是这样的。
这封装的比较经典的散热方式就是在芯片底面有个大大的热焊盘,主要作用就是导热。
我由于拆那2个网卡的时候忘记拍了,就拿acwifi站长之前的拆机图来说明下,

可以看到芯片的底面有非常多的热过孔,并且有裸露的铜层来散热。所以对于USB网卡,主散热通路就是走底面的热过孔,散布到底面的铜层,该设计有效的扩大了散热的面积,对于不想专门配散热片的设计来说算是经典做法。
那么问题来了,本文里同样使用了该经典散热方法的2张网卡怎么都这么烫呢?
主要问题在芯片原厂瑞昱,更具体点说,因为这两网卡的8832CU芯片,发热不是一般的大。它可是放在其瑞昱原厂内部,也绝对排的上号的“火神爷”。我在写笔记本上常用的PCIE的RTL8852CE的时候就聊过该问题,我的猜测就是因为这个RTL8832的网卡本体,是为了在80MHz频宽下的WIFI6高速传输而设计的。如果要实现160MHz频段的传输任务,正常思路应该是和MTK的7922(14nm)一样,用比7921(22nm)强一代的制程重新设计。但由于瑞昱迭代网卡速度太慢了,被迫让这个网卡以老旧的设计和身躯承担了完成160MHz的高速传输任务,在下载这种主要接收的情况下,由落后的制程产生的高功耗尚且能压的住,而到了要穿墙上传的这种要大量发送能量的模式下,想要稳定,就只有加压猛超了,所以有了这个把自己网卡热裂开的“传奇发热王”。落后不一定要挨打,也可挨“热”。
最后一个问题:为啥穿墙上传的网卡发热量可能比全速上传的还高一些呢?
网卡发热可以比较简化的变成2大部分发热的叠加,第一部分是无线信号发射模组,另一部分是接口转换模组。它们的发热规律不太一样,信号发送模组是信号越差,发送数据越快,发热越高,而接口转换电路则只和网卡速率有关。两者相比,还是前面的无线信号发射模组的发热更大。
来想想实验中的各个情况:
1.直连无遮挡发射是信号发送模组中发热而接口转换大发热。
2.高速穿墙直连发热是信号发送模组大发热而接口转换接近大发热。
3.穿墙过多或者天线用的一般的话,则会变成低速穿墙直连状态,此时的情况是信号发送模组中发热而接口转换电路低发热。
所以嘛,真要测网卡发热,有点遮挡才最准确。