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2020-09-16 13:55   来源: 商投网

【手机5G全网平台】拒绝卡顿和发热!搭载新散热技术旗舰手机推荐

手机芯片的飞速发展,让手机游戏效果愈加逼真,淋漓尽致的画面和顺畅带感的操作,自然是建立在强劲的性能基础上。然而在此盛夏季节,面对大型3D游戏,CPU、GPU需要火力全开,导致机身温度飙升;当温度达到一定阈值时,出于保护芯片,手机又会主动降频运行,游戏画面也就变得卡顿起来。难道就没有一款能够在夏天畅快玩游戏的手机了? 

高性能导致高烧难退

有过组装电脑经验的玩家一定知道,电脑的极限性能应该在它的散热能力范围内,所以为了让一台性能强悍的电脑能够火力全开,不少玩家已经不满足于风冷散热方式,砸重金升级为水冷散热或液氮散热系统。同样的,手机也是如此。过去,手机散热问题往往源自电池发热。近年来,手机电源IC的成熟已经足够保障控制电池的散热,热量更多的是来自屏幕的长时间使用和SoC的高负荷运行。因此越是性能强悍的手机,越需要特别强化散热系统。

 

在日常使用中,喜欢跑分的用户不难发现一个有趣的现象:同样是搭载骁龙845处理器的手机,运行《安兔兔评测》、GeekBench等软件时的成绩有可能会出现15%以上的差距;同一款手机,连续运行评分软件的话成绩也会越来越差。这都是手机内部温度上升引起的。

 

手机内置了许多SoC等半导体芯片,只要有电流通过就会在其内部的电阻上产生热量,而发热量的高低则取决于芯片的频率高低,以及芯片的负载情况。为了避免处理器等芯片因高温而烧毁,手机厂商会为其设定一个阈值。当瞬间温度超过这个阈值,系统就会触发降频机制,达到快速降低芯片发热量的目的。很多手机跑分偏低、玩游戏时突然遭遇莫名卡顿,基本都是处理器过热降频惹的祸。

 

在功能手机时代,手机一般运行的是Java游戏,负载相对较低,也不存在处理器发热降频的问题。步入智能手机时代后,无论是UI界面操作的流畅度、运行App的快慢还是游戏运行的帧数都与处理器(CPU/GPU)频率息息相关,一旦降频就必然出现卡顿现象。

 

手机处理器基本采用ARM架构,但它们的发热问题一点也不容小觑。NVIDIA Tegra系列处理器曾经在智能手机市场占有重要地位,但就因为发热问题和缺乏基带技术而放弃了手机市场。高通骁龙810的性能在当时堪称旗舰,但由于台积电20nm工艺带来的发热异常严重问题,很快就被骁龙820取代。

 

传统手机散热方式

 

手机散热方式主要分为主动式和被动式。被动式散热被广泛运用在智能手机上,中心思路是通过降低手机散热的热阻达到降低手机温度的目的。原始且暴力的方式是依靠手机主体材料的变化,比如从iPhone 5开始大肆流行的金属机身。金属材质的高导热性能够有效将内部的热量传递出去,即便短时间内会出现机身烫手的状况,但实际散热效果要比当下主流的玻璃+金属中框组合要更好。

 

现在大部分智能手机采用的石墨散热方案也是如此。石墨是元素碳的一种同素异形体,具有耐高温、导电导热性、润滑性、化学稳定性、可塑性以及抗热震性。目前手机上面采用的石墨散热片,主要就是利用了石墨的导热性,具有独特的晶粒取向,沿两个方向均匀导热。片层状结构可很好地适应任何表面,屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。

 

在手机内部,CPU和闪存芯片是主要发热源,将石墨散热片封装在这些芯片表面,散热片的另一面往往通过金属板与手机背盖接触。就这样,屏幕、CPU和闪存芯片的热量经过金属层相互传递,在手机内部实现温度平衡,并通过空气的流动进行散热。

 

新兴手机散热技术

 

以石墨为基础发现的另一种材质是石墨烯。石墨烯是由单层碳原子排列成六边形晶格的一种异形体,这种特殊的结构使它具有比铜更优良的导电性,超过钢100倍的强度,并且能够快速扩散热量。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK,是目前为止导热系数最高的碳材料,高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK),而一般铜的导热系数仅为400W/mK左右。

 

石墨烯散热膜是由取向高度一致的石墨烯材质构成的片状散热材料,与相同厚度的多层石墨相比散热能力提升20%以上,等效导热能力是纯铜的2.8倍。在华为Mate 20 X手机上,正是利用了石墨烯膜导热效率高、厚度薄的特点,将芯片传导到后壳的热量进行均温散热。

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▲由于石墨烯具有优异的光学、电学、力学多种特性,被广泛地应用在诸多领域。

 

早在2013年,NEC就在旗下的Medias X手机上引入了水冷降温技术,这款手机在骁龙600处理器表面覆盖了一根长达10cm的热管,内部注有纯水的液冷,当处理器开始发热的时候,扁平的导管内里的纯水会将热量传递到手机外壳再散热,从而达到降低机身温度的效果。继NEC后,索尼Xperia Z2、微软Lumia 950/950L等手机也武装了金属热管。

 

2017年开始,手游市场的火爆对手机散热提出了更高要求,DIY玩家熟悉的液冷方式又重新开始出现在手机上。在智能手机有限的内部空间里,液冷装置演变成超薄的铜管,在铜管内蚀刻出毛细结构的腔体,并将不同材质的冷却液真空封存在其中。这些冷却液的特色是沸点低,通常在55℃时就会蒸发。铜管一端连接易发热元器件,工作时冷却液在真空腔体内受热蒸发,将热源附近的热量扩散到温度较低的区域冷凝放热,液体沿毛细结构再回流到热源附近形成循环。这种类似冰箱原理的冷凝、蒸发过程,在真空腔里快速地循环,具有相当高的散热效率。

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▲液冷散热逐渐成为了电竞手机与普通智能手机拉开差距的主打特色,有助于完全发挥出高端SoC的性能。

 

在一些电竞手机上,厂商还开始运用主动式散热设计。依靠外接配件打造出外置驱动的散热系统,比如外接风扇等配件,相较于被动式散热而言,主动式散热在炎夏高负荷应用时,散热的效果会更加理想。


责任编辑:AI推广
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