輕薄本散熱能力怎么看

輕薄本認(rèn)準(zhǔn)15W處理器

針對輕薄本，英特爾目前主打的處理器平臺包含Kaby Lake-Y（七代酷睿M，4.5W TDP，如酷睿M-7Y30）和Kaby Lake-Refresh（八代酷睿，15W TDP，如酷睿i5-8250U）兩大平臺。從性能的角度來看，只有后者才能滿足重度辦公和娛樂的需求。因此，除非你只是希望購買一部用于輕辦公的“備用機(jī)”，否則還是請認(rèn)準(zhǔn)搭載15W TDP處理器的產(chǎn)品。

問題來了，都說4.5W TDP的酷睿M可以無風(fēng)扇運(yùn)行，那15W TDP的八代酷睿是不是特別“熱情”，必須要風(fēng)扇的輔助呢？

首先我們需要了解輕薄本散熱模塊的基本結(jié)構(gòu)：風(fēng)扇+熱管（銅）+散熱鰭片，以下內(nèi)容都是圍繞這三個(gè)組成部分討論的。

先從New Surface Pro談起

微軟New Surface Pro（2017年上市，又稱Surface Pro 5）是一款非常具有典型意義的產(chǎn)品（圖2），它提供七代酷睿M（4.5W）、七代酷睿i5和i7（都是15W）三種處理器可選，其中酷睿M和酷睿i5版本都采用了無風(fēng)扇設(shè)計(jì)（圖3），只有搭載酷睿i7的高配版才配有額外的散熱風(fēng)扇。

從New Surface Pro的設(shè)計(jì)上我們不難得出結(jié)論，酷睿i7的發(fā)熱量要遠(yuǎn)高于酷睿i5，而酷睿i5在合理散熱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化下，是有機(jī)會擺脫風(fēng)扇而穩(wěn)定運(yùn)行的。從New Surface Pro的拆機(jī)圖分析（圖4），這款產(chǎn)品為處理器準(zhǔn)備了2根又長又粗的熱管，其中1根為波浪型，另外1根為U型，它們將CPU產(chǎn)生的熱量散布到更大的面積上，讓整個(gè)金屬材質(zhì)的后蓋都充當(dāng)了“散熱鰭片”的角色。

通過用戶的實(shí)際反饋來看，酷睿i5版New Surface Pro在全速運(yùn)行時(shí)，后蓋有明顯熱感但不至于燙手，分布十分均勻，CPU并無明顯降頻?？梢?，當(dāng)散熱鰭片面積足夠大時(shí)，它是足以“取締”風(fēng)扇，滿足酷睿i5級別處理器的散熱所需的。然而，在輕薄本領(lǐng)域，像New Surface Pro這般完全借助底蓋散熱的產(chǎn)品卻非常罕見，最多就是利用金屬底蓋（或在塑料底蓋內(nèi)部貼上石墨散熱片），“略微”起到一些輔助散熱的效果。

為什么輕薄本離不開風(fēng)扇

作為PC平板二合一形態(tài)的New Surface Pro在散熱優(yōu)化上給輕薄本提供了一個(gè)很好的優(yōu)化思路，但為啥沒有輕薄本采用類似的設(shè)計(jì)呢？

答案很簡單，導(dǎo)熱效率高的全金屬后蓋成本不低，想像New Surface Pro向四個(gè)方向延伸的熱管（避免熱量集中在一點(diǎn)），需要對PCB主板重新設(shè)計(jì)，優(yōu)化熱管行進(jìn)路線且不會因?qū)岫绊懙街車碾娮釉骷Ｅc其投入這方面的研發(fā)，反而不如遵循傳統(tǒng)，采用風(fēng)扇+熱管+散熱鰭片的經(jīng)典組合呢。

既然用后蓋散熱不現(xiàn)實(shí)，那用面積足夠大的鰭片取代風(fēng)扇不就結(jié)了？可惜，如今的輕薄本都在想盡一切辦法“減肥”，從引入窄邊框、采用板載內(nèi)存顆粒、取消2.5英寸硬盤位等角度，已經(jīng)將較大屏幕塞進(jìn)了小一號的模具中，根本沒有多余的空間去安置更大面積的鰭片（圖5）。

現(xiàn)實(shí)中，輕薄本的“空間危機(jī)”已經(jīng)非常嚴(yán)重，散熱鰭片的面積更是越來越小，甚至淪落到與熱管一樣寬，長度也只有40mm左右（圖6）。因此，為了盡快讓傳導(dǎo)至鰭片上的熱量可以在短時(shí)間內(nèi)散發(fā)出去，從而提高它對源源不斷傳遞過來熱量的吸納率，就必須通過風(fēng)扇向其“吹風(fēng)”。

問題又來了，散熱鰭片從材質(zhì)來說，既可以是純鋁，也能是純銅，哪個(gè)更好？

有關(guān)散熱鰭片材質(zhì)的爭議始終沒有停歇過，如果可以解決銅質(zhì)熱管與鰭片之間的熱阻問題，那鋁質(zhì)的散熱鰭片要優(yōu)于銅。因?yàn)榍罢叩臒崛葸h(yuǎn)大于銅，相同面積可以吸收更多熱量，而這也是為什么高端臺式機(jī)散熱器都會采用大面積的鋁鰭片（圖7），并使用大量熱管均勻地插在鋁鰭片的不同位置上。

然而，輕薄本內(nèi)的散熱鰭片面積很小，想提升熱管和鋁鰭片的熱阻，就必須讓熱管完全包裹（覆蓋）鋁鰭片的一面或多面，這樣會增加風(fēng)阻影響出風(fēng)量。因此，輕薄本的散熱鰭片，理論上還是純銅要好過純鋁。利用銅的導(dǎo)熱性比鋁大的特性，只需熱管與其很少的接觸面積就能完成熱量的傳遞，而不會影響風(fēng)道。

當(dāng)然，理論就是理論，現(xiàn)實(shí)中由于銅鰭片的成本更高，而鋁鰭片的效果也湊合著夠用了。因此，至少在輕薄本領(lǐng)域，采用銅質(zhì)散熱鰭片的產(chǎn)品并不多見（圖8），小小的鰭片材質(zhì)體現(xiàn)的還是廠商的良心。

有關(guān)熱管你必須知道的事

討論完鰭片，接下來就是熱管登場了。熱管是一種純銅打造的扁平且中空，里面填充著冷凝液的“金屬管道”。它的工作原理是：在真空狀態(tài)下冷凝液的沸點(diǎn)很低，當(dāng)熱管一端受熱時(shí)（蒸發(fā)端），管內(nèi)的液體蒸發(fā)汽化，蒸汽在微小的壓差下會流向另一端放出熱量凝結(jié)成液體（冷凝端）。液體再沿著由毛細(xì)多孔材料構(gòu)成的熱管內(nèi)壁，靠毛細(xì)力的作用流回蒸發(fā)端，如此循環(huán)不已。

不同的輕薄本，在熱管的設(shè)計(jì)上都是由數(shù)量、形狀、方向、長短和粗細(xì)等關(guān)鍵詞構(gòu)成。

對輕薄本而言，熱管的數(shù)量并非越多越好。影響熱管導(dǎo)熱效率的關(guān)鍵還是橫截面積（圖9），采用1根12mm寬的熱管，其導(dǎo)熱效率與2根6mm寬的熱管相差無幾。此外，哪怕你給輕薄本準(zhǔn)備了3根12mm的熱管，但如果沒能同步增加鰭片面積和風(fēng)扇功率，對實(shí)際散熱效果的改善并不明顯。換句話說，熱管數(shù)量夠用（輕薄本2根）就好，再多了就不經(jīng)濟(jì)了（廠商應(yīng)該很樂見這個(gè)觀點(diǎn)）。

對配備了獨(dú)立顯卡的輕薄本而言，還需面對一個(gè)很頭痛的問題：熱管是同時(shí)貫穿一端的CPU和GPU而過（圖10），還是將CPU和GPU分列在鰭片兩端（圖11），又或是為CPU和GPU單獨(dú)各準(zhǔn)備1根熱管呢（圖12）？

理論上講，CPU和GPU獨(dú)立熱管的設(shè)計(jì)，可以降低輕薄本日常待機(jī)時(shí)的發(fā)熱；熱管貫穿CPU和GPU的設(shè)計(jì)，可以提升滿載時(shí)熱量的傳遞效率，各有優(yōu)點(diǎn)。至于如何設(shè)計(jì)，還要取決于廠商在主板設(shè)計(jì)上的技術(shù)水準(zhǔn)，一般來說熱管應(yīng)該遵循CPU和GPU應(yīng)該盡量靠近風(fēng)扇和鰭片，減少熱管的長度和彎曲程度（圖13），中途不要靠近SSD和內(nèi)存等其他發(fā)熱源的設(shè)計(jì)理念。

風(fēng)扇是“萬能調(diào)和劑”

在筆記本的散熱模塊中，風(fēng)扇可以充當(dāng)“萬能調(diào)和劑”的角色。熱管又細(xì)又長還彎？鰭片面積不夠大？這些問題都可以通過風(fēng)扇進(jìn)行“調(diào)和”。比如，同時(shí)安裝2個(gè)風(fēng)扇，那就意味著散熱鰭片的面積×2、風(fēng)量×2（圖14）。

此外，輕薄本為了保持身材，其內(nèi)置風(fēng)扇的厚度普遍只有游戲本的1/3到1/2，有些甚至只有4mm厚。而我們都知道，風(fēng)扇扇葉越寬，同等轉(zhuǎn)速下風(fēng)量也就越大。為了彌補(bǔ)超薄本風(fēng)扇扇葉過薄的缺陷，業(yè)內(nèi)普遍的做法是改用金屬扇葉、增加扇葉數(shù)量、提升風(fēng)扇馬達(dá)功率等手段（圖15），提升超薄風(fēng)扇的風(fēng)量來幫助鰭片散熱。

還有誰在影響輕薄本的散熱

除了上述風(fēng)扇+熱管（銅）+散熱鰭片“三大件”以外，輕薄本出風(fēng)口的開孔位置也非常重要。為了盡可能實(shí)現(xiàn)瘦身，如今輕薄本大都采用下沉式轉(zhuǎn)軸，周邊接口布局在機(jī)身兩側(cè)，而出風(fēng)口就只能放在轉(zhuǎn)軸內(nèi)側(cè)了（圖16）。此時(shí)，散熱孔對應(yīng)轉(zhuǎn)軸的角度，屏幕下端會不會影響排風(fēng)，這些細(xì)節(jié)也都會影響到輕薄本實(shí)際的散熱效果。理論上，對輕薄本來說還是散熱孔側(cè)置或后置（避開轉(zhuǎn)軸）效果最好（圖17）。

此外，輕薄本通常會在D面對應(yīng)芯片、風(fēng)扇、內(nèi)存和硬盤位置留有散熱孔，這些開孔是否密集，總面積是否夠大，這些也會影響冷熱空氣的交換效率。同時(shí)，我們使用筆記本的環(huán)境溫度，對輕薄本的散熱更是影響巨大，空調(diào)屋和沒有冷氣的陽光房，二者滿載溫度可能相差10攝氏度以上。在用輕薄本玩游戲時(shí)，用書本將筆記本后部墊高，提升底部散熱孔與桌面之間的距離，往往可以起到意想不到的功效。

需要注意的是，每一款輕薄本在出廠前，廠商會結(jié)合具體的配置、定位和對穩(wěn)定性的預(yù)期，為CPU和GPU設(shè)定不同閾值的溫度墻和功耗墻，有些產(chǎn)品還能在BIOS或系統(tǒng)軟件中開放對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的自定義調(diào)節(jié)，這些因素同樣會影響一款輕薄本的實(shí)際散熱表現(xiàn)。

對“寸土寸金”的輕薄本而言，如何在有限的空間里采用最合理的風(fēng)扇+熱管（銅）+散熱鰭片組合，這是一個(gè)非?？简?yàn)技術(shù)功底和誠意的答卷。一些輕薄本跑分雖高，但玩游戲時(shí)經(jīng)常遭遇卡頓，往往就是散熱不過關(guān)而觸發(fā)了CPU/GPU的降頻引起的。作為消費(fèi)者，我們需要做的就是合理利用網(wǎng)上已有的試用、體驗(yàn)、拆機(jī)文章資源，對感興趣的價(jià)位和配置相似的產(chǎn)品進(jìn)行內(nèi)部設(shè)計(jì)的剖析，找出實(shí)際散熱效果最好的那一款，在日后的使用中才能100%甚至120%地釋放應(yīng)有的全部性能。