嚇人技術原來是這?獨家揭祕華為筆記本鯊魚鰭散熱

筆記本電腦的設計固化已久,萬年不變的外觀設計、低分辨率屏、開航母的邊框、厚重的主機、低效開機指紋,終於被蘋果、華為等顛覆者徹底扔進了垃圾桶。

不過,拋開這些外在的設計,評價一臺筆記本優劣的關鍵,可能就是主機內部構造,尤其是散熱系統。

因為現在輕薄如手機的筆記本,首先的為電池挪騰出足夠空間,以保證續航,然後在剩餘的狹窄空間裡,塞進4核處理器、獨立顯卡等高功耗、高發熱的元件,筆記本內部儼然煉獄一般。

只要散熱系統的設計有一絲不合理,輕則觸發系統的過熱保護機制,降速運行,重則藍屏、自動關機,甚至燒壞元件。

所以,散熱系統最能考驗廠家的設計功力,如何在有限的空間內,迅速將熱量帶出主機外,但是又不能單純地增加散熱元件,影響整機的重量。

華為、蘋果等廠家是如何做到極端輕薄的筆記本里,實現優良的散熱效果?尤其是常常以顛覆者形象出現的華為,設計水平在那個位置?

買筆記本送煎鍋

性能相等的情況下,筆記本越輕薄,對散熱要求越高,特別是金屬本,如果散熱設計不合理,隨時都可以煎個雞蛋,程序加班夜宵最愛。

這還真不是玩笑,內置CPU和獨立顯卡的極限溫度能達105攝氏度以上,雖然有高溫保護,一旦到95攝氏度會降頻限速運行,但筆記本空腔內的熱量不能迅速排除的情況下,表面溫度有可能超過100攝氏度。

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散熱沒有什麼嚇人技術,依靠的是熱交換。傳統的散熱方式不外乎把CPU和顯卡等發熱大戶的熱量通過銅管引導至風扇處,然後讓風扇把熱量吹到筆記本外面。現在為了把筆記本做薄,銅管和風扇也被壓得很薄。

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看似簡單的熱管和風扇的設計,其實非常考驗廠商的設計功力。一般來說CPU和顯卡應儘可能靠近風扇,使熱量可以快速通過熱管傳遞到風扇處,中途也不應該靠近如內存、固態硬盤等發熱元件。

在很多廉價的筆記本上,往往只會用一根熱管貫穿CPU、獨立顯卡等串聯在一起,而且內存硬盤就放在旁邊,儼然是個人造太陽。這樣的設計常常會導致風扇狂吹,產生煩人的“呼呼呼”聲。時間一長,風扇積塵太多而堵塞,就會導致內部過熱。

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還有一種喪心病狂的廉價設計,一個小小的熱管橫跨整個筆記本內部,連接CPU和風扇,中間還給內存等模塊 “供熱”。

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如果不能解決散熱問題,就不可能把筆記本做得更輕薄,原因很簡單,筆記本越厚越利於內部空氣流動,熱量不至於過度集中。

因此散熱跟廠家的設計功力和成本考慮息息相關。這也是儘管蘋果MacBook Air 和英特爾超級本的概念已經推出了將近7、8年,依然可以看到很多磚頭一樣厚的產品的原因。

不嚇人但很實在的設計

筆記本散熱沒有什麼嚇人的技術,關鍵是看廠家走心不走心。

因為筆記本的散熱,涉及大量硬件在狹窄空間中的佈局問題,因為存在電磁干擾等問題,不是簡單挪動一下部件,或者增加幾條熱管就能解決的。從原型設計開始,就要將散熱考慮進去。

比如,對於超薄的筆記本來說,最理想的設計是把發熱部件均勻分佈主板上,同時配合多根熱管,將熱量均勻傳遞到筆記本底板和風扇。一般文字處理、流量網頁時,通過筆記本底部就能散掉大部分熱量,當筆記本需要全速運行時,風扇才開始轉動,不至於讓風扇時刻產生巨大的噪音。

華為Matebook X Pro內部就是這樣一種結構。發熱部件非常均勻分佈,筆記本處於低功耗狀態時,底板就能導出大部分熱量。當處於高性能時,從左右和後則均勻吸進冷風,流過大面積的熱管和散熱板,然後從風扇的散熱孔吹出。

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相比傳統的散熱設計,風扇被限制在狹小的空腔內,熱管將熱量引導到鰭片,風扇對著鰭片直吹的,由於熱量過於集中,風扇轉速再高也難以將熱量排出去。

所以,類似華為MateBook X Pro這種負壓艙的設計,可以說是一種全新的設計理念,用立體、連續的風道設計,利用冷風帶著熱量。有序地引導到機身外。

不過,華為這種設計是有前提的,不僅發熱元件分佈要均勻,而且高密度金屬散熱板與主板組裝時,必須高度貼合,形成密閉冷卻艙,保證風道的連續,並形成高速冷卻氣流。這種設計的裝配成本十分高昂。

但還有一個問題,如何形成高速冷卻氣流的同時,又不會讓風扇產生巨大的噪聲?首先提出解決方案的是蘋果MacBook Pro,在體積碩大的筆記本內,裝上了兩個轉動方向相反的風扇,由於轉向相反、轉速相同,噪聲的相位也相反,因此噪聲被抵消了。

但雙風扇降噪的方案,對大部分超薄筆記本來說並不現實,尤其像華為MateBook X Pro這樣一臺只有1.33kg,厚度不過1.49mm的筆記本,塞進4核CPU、獨顯、杜比4分頻音響和57Wh電池,已經將空間利用發揮到極限。

所以華為PC的工程師提出鯊魚鰭風扇的概念,藉助仿生學的設計,讓單個風扇風量提升20%,並通過智能PID調速和機身內部的10個溫度傳感器,實現動態監控、平滑調速,筆記本輕度使用時,切換到靜音模式,讓人忘記風扇的存在,重度使用時,根據實際情況,線性提升轉速,保證穩定性。

所以說,散熱系統沒什麼核心技術,只看廠家用不用心。另外,從外觀的一些設計小心思中也能看出個一二。比如,MateBook X Pro 為了風道的連續性和底板(筆記本D面)的一體化與美觀,徹底放棄了底部進風的方式。將進風口與低頻揚聲器一起設計在兩側,確保放在腿上使用時也不會被遮擋。

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筆記本電腦已經進化了30多年了,但散熱系統卻多年止步不前,導致輕薄化的革命姍姍來遲,最終被蘋果、微軟、華為等後來者所攪局。歸根結底,傳統PC廠家缺的不是技術積累,而是走心的態度。


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