從電子設備散熱簡史 看騰訊黑鯊遊戲手機3的“三明治”液冷散熱
2020年03月11日11:15

原標題:從電子設備散熱簡史 看騰訊黑鯊遊戲手機3的“三明治”液冷散熱

【TechWeb】從計算機誕生開始,“散熱”就是一個永恒的話題。

在3月3日的一場線上發佈會上,黑鯊科技聯合騰訊遊戲發佈了旗下最新的騰訊黑鯊遊戲手機3系產品。這台手機搭載了被稱為“三明治”的液冷散熱系統,採用了與別家完全不同的中置式主板架構,將核心熱源區隔,並通過多層散熱技術,將手機上下兩根熱管兩面直觸主板熱源,在提升散熱面積的同時,提升散熱能力。

而在5G手機關鍵的CPU模組、5G模組以及充電芯片組等常規熱源區域,騰訊黑鯊遊戲手機3採用了隔離的散熱分佈設計,獨特的中軸式主板散熱架構,使得熱源均勻分佈的同時,橫握手感更佳,相比其他手機的疊板設計,散熱效果也更強。

但在此之前,人類都做了哪些努力呢?在1946年,世界上第一台計算機“ENIAC”問世。這台採用了電子管技術的計算機可以說是一個不折不扣的大傢伙。ENIAC使用了將近18000個電子管元器件,重量超過30噸。雖然每一個元器件在運行時所散發出的熱量並不算高,但ENIAC憑藉龐大的元器件數量,依然讓它變成了一個巨型烤箱。

根據當時留下的數據,ENIAC運行一小時要耗電174千瓦,這相當於1740個100w電燈泡同時點亮一小時。如果把單位換算一下,這一個小時所消耗的熱量大概在15萬大卡。參考百度百科的數據,100g豬肉含有的熱量大概是271大卡,那麼ENIAC的能耗就相當於……11萬斤豬肉。

雖然ENIAC的零部件在設計上對高溫有不小的抵抗力,但科研人員可受不了此等能耗所帶來的炙烤。因此他們採用了大功率電風扇這種最原始的“風冷”辦法來降低ENIAC的散熱。

到了上世紀六十年代前期,晶體管取代了電子管,計算機進入了第二個發展階段。雖然晶體管讓計算機的尺寸、能耗獲得了大幅度的降低。但集成度的提升讓計算機對“散熱”的需求更為迫切。

隨著技術的飛速發展,計算機在上世紀六十年代之後就開始進入集成電路時代,CPU逐漸提升的頻率讓發熱越來越明顯,而主板等相關配件由於集成度的提高,卻對溫度越來越敏感。而圖形技術的進化,讓負責圖像處理的GPU也成了一個發熱大戶。

為了避免處理器過熱,很多廠商設置了一定的限製。當CPU的頻率接近最高頻率的時候,會自動進行降頻,防止過熱引發意外。這催生了一群特殊的人群,他們的愛好就是讓處理器的性能長時間達到、甚至超過其最高性能,也就是——超頻。對於“超頻”愛好者來說,散熱是他們要解決的第一個問題。如果沒有處理好散熱的話,有很大概率會導致硬件面臨報廢的危險。

在電子消費品史上,由於過熱引發的產品問題並不罕見,其中遊戲圈最廣為人知的當屬十幾年前爆發的Xbox 360三紅危機。當時,遊戲手機的鼻祖:NokiaNGAGE如日中天,Gameloft、Ubisoft、EA等知名遊戲公司紛紛為其推出了獨占遊戲。

但那是另外一個話題了,言歸正傳,我們說回到散熱上。Xbox 360是微軟在2005年末推出的第七世代遊戲主機。由於它比競爭對手——PS3和Wii早一年上市,因此微軟在當時可以說是占盡了優勢。

但正是由於設計上的缺陷,導致Xbox 360在連續遊玩的過程中,有大幾率會出現主機突然無法使用的情況。這個被玩家稱之為“三紅”的問題讓微軟蒙受了口碑和金錢的雙重損失。雖然微軟從未披露導致“三紅”的真正原因,但從故障發生時的狀態和Xbox 360本身的情況來看,散熱問題就是“三紅”最大的元兇。

在初版的Xbox 360的設計中,微軟低估了主機內部的發熱量,沒能採取有效的散熱手段。這造成了主機在長時間運行時,GPU發出的大量熱量不能被及時排出。主板的焊腳在高溫的炙烤下熔斷,使CPU和GPU脫落。

為了彌補“三紅”問題的惡劣影響,微軟將這一原因導致的保修從一年延長到三年。但在未對主機的散熱進行根本上的改進時,有部分玩家居然出現多次換新之後依然“三紅”的問題。直到採用CPU/GPU雙45nm結構、改善散熱器結構之後,“三紅”才被有效的遏製。

和其他電子設備一樣,手機同樣受困於散熱。在步入智能手機時代之後,手機和電腦、遊戲機一樣,在CPU和GPU方面,擁有了更加小巧的身材和越來越強勁的性能。

在5G到來的當下,手機用戶也可以像PC、主機遊戲玩家一樣,在《和平精英》、《王者榮耀》、《戰雙帕彌什》這些遊戲中選擇適合自己手機性能的畫面效果。手機性能越強,畫面效果越好,設備發熱也越嚴重,散熱成了各大手機廠商亟需解決的問題。

金屬背板散熱、石墨片散熱,很多廠商都給出了針對散熱的先進解決方案,但即使強如Apple,在黑鯊之前,依然沒有找到真正有效的辦法。在沒有廠商能給出成熟的解決方案之前,很多人發揮了自己的聰明才智,使用了很多有趣的方式幫助手機降溫,比如用電扇吹、用涼水衝、安裝“降溫軟件”等等。然而這些辦法別說是治標不治本,有的時候連治標都做不到。

那麼解決手機散熱問題的路到底在哪裡呢?國產遊戲手機品牌“黑鯊”曾給出了一個可行性很高的解決方案。2018年,黑鯊遊戲手機正式發佈。除了Snapdragon845、8G內存、獨立圖像處理芯片,這些能夠令手機遊戲的畫面體驗得到提升的“基本配置”之外。它最引人矚目的就是獨創的“多級直觸一體式液冷系統”。

和無熱管的手機相比,黑鯊遊戲手機率先將冷卻液、高導熱銅合金基板、納米復合石墨深度結合,令CPU散熱效率大幅度提升,這不但讓手機告別了長時間遊戲之後的“暖手寶”狀態,也延長了CPU在高頻率下的運行時間,大大提升了玩家的遊戲體驗。

在此之後,黑鯊陸續發佈了黑鯊遊戲手機Helo、黑鯊遊戲手機2和黑鯊遊戲手機2 Pro等多款產品,這些手機不斷的刷新著手機散熱的新標杆。

當下,全新發佈的騰訊黑鯊遊戲手機3搭載了採用全新Snapdragon865移動平台,來到5G時代,其CPU和GPU處理性能均大幅提升,對於手機來說無疑同樣是個發熱大戶,更不要提充電模塊等發熱大戶了,但輔以“三明治”的液冷散熱系統後的黑鯊,足以滿足那些對性能有超高要求的手遊玩家。

除此之外,黑鯊此次還推出了冰封散熱背夾Pro,可以說是“將散熱進行到底”,不僅適配性強,包括Apple在內的更多手機產品均可以適配,散熱效果更是拔群,經過實測,一分鍾內溫度下降可達15到20度,在電子設備上真正實現了“結冰”的散熱效果。

可以說,憑藉騰訊黑鯊遊戲手機3的發佈,黑鯊在強散熱、高性能這條路上又邁出了堅實的一步。目前騰訊黑鯊遊戲手機3正在京東商城、小米商城、黑鯊商城、小米有品及順電等銷售平台火熱銷售,售價3499元起,而探索未來遊戲體驗的騰訊黑鯊遊戲手機3 Pro也已經展開全網預約,感興趣的玩家也可以關注黑鯊遊戲手機官方獲取更多信息。

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