手機CPU不用冷卻嗎?
很奇怪,我看pc端都需要風扇給cpu冷卻,但是手機好像不需要,這是為什麼?
這問題裡面有個概念性的問題。
PC機CPU拿風扇來吹、加快熱量的傳導,這叫主動散熱。手機的CPU沒有拿風扇來吹,靠手機自身的結構設計來帶走晶元上的熱量、自然冷卻,那叫被動散熱。散熱的根本目的就是讓熱量在盡量短的時間裡面由晶元轉移到其他東西上面。不是說沒有風扇就沒有冷卻或者不需要散熱了。
手機不用風扇或者其他裝置來推動空氣流動促進散熱的原因很簡單:耗電大體積大質量大。此外使用條件的限制也很明顯:把手機捂口袋裡面怎麼樣的風扇都不行吧,也不能把一鋁錠揣褲子口袋裡。
此外,手機電池儲存的能量實在有限,手機CPU的發熱量不可能太高。用被動散熱就可以了。
所以現在手機都在結構設計上面下工夫,目前新手機見得最多的就是在後蓋和液晶面板上面鋪上大面積的石墨,利用石墨的良好導熱性把晶元上面的熱量帶到整個手機上面,避免局部高溫。有的是利用了一體化的電磁屏蔽罩。舊一點的手機是把CPU位置設計在電池上方,利用電池的外殼導熱(用這種方法的手機一般都比較厚)。還有一種通用的輔助方法就是設置各種複雜的控制演算法,在檢測到溫度過高的時候降頻或者直接拉到最低頻率,有的機器跑分漂亮用起來性能不行就是在這上面玩了花招。
我可以打賭人類在把核聚變反應堆搞進手機電池裡面後一定會出現有某些瘋子公司給手機CPU加上風扇然後滿大街的手機都會自帶散熱風扇還美其名曰先進科技的事情。被動散熱即可,你沒發現手機背板很燙? 那是用來散熱的。據說液晶玻璃也在研發散熱技術。這個問題有強大的市場需求為推動,很快解決。
其實手機也是需要冷卻的,只是沒有電腦那麼明顯的風扇之類的冷卻裝置,手機CPU的冷卻技術在晶元集成的時候就做進去了,常用的冷卻技術有以下這些
隨著智能手機處理器主頻的不斷提高和核心數量的增加,手機在運行高運算量的軟體/遊戲時產生的熱量也不斷增加,如果不能通過良好的途徑處理這些熱量,一來有可能對硬體造成損傷,二來也容易對使用者造成不適甚至傷害。經常使用到的冷卻技術有
石墨散熱
代表作:小米手機
石墨是一種良好的導熱材料,導熱性超過鋼、鐵、鉛等多種金屬材料。小米在發布小米手機第一代時就宣稱使用了石墨散熱膜為處理器降溫,並且一直延續到了小米 Note 這代產品。其實,除了小米之外,石墨散熱材料也應用在其他各大品牌的手機/平板當中作為散熱的基礎配置。
該散熱方式的散熱原理實際上是利用了石墨具有獨特的晶粒取向,它沿兩個方向均勻導熱,同時延展性又強,可以貼附在手機內部的電路板上面,既可以阻隔元器件之間的接觸,也起到一定的抗震作用。由於導熱性能高,它可以很快將處理器發出的熱量傳遞至大面積石墨膜的各個位置進行熱量擴散,從而間接起到了散熱作用。
金屬背板散熱
代表作:蘋果 iPhone
早先的塑料材質智能手機受限於晶元和 PCB 的工藝,手機殼內部的空閑體積還比較大,只有石墨層的情況下也基本能夠滿足晶元散熱需求。而隨著機身變得更加輕薄以及金屬框架的加入,手機內的可供空氣流通的空間越來越小,散熱方式需要進一步改進才能滿足晶元在低溫環境中平穩運行。
蘋果在採用了金屬外殼的 iPhone 中使用了一種金屬背板散熱的技術,它在使用石墨散熱膜的基礎上,在金屬外殼的內部也設計了一層金屬導熱板,它可以將石墨導出的熱量直接通過這層金屬導熱板傳遞至金屬機身的各個角落,這樣一來密閉空間中的熱量便能迅速擴散並消失,握持時人也不會感受到太多的熱量存在。
導熱凝膠散熱
代表作:榮耀 6
人們都知道,在電腦的處理器和散熱器中間會塗有一層硅脂,其作用是讓處理器散發的熱量能夠更快的傳遞到散熱器上從而散發出去。
同理,這樣的技術也可應用在手機處理器當中,榮耀 6 的處理器上方便採用了類似於硅脂的導熱凝膠散熱劑,這樣做比只貼有石墨散熱膜的效果更好,熱傳導會更加迅速。
冰巢散熱技術是今年 OPPO 發布新款超薄手機 R5 時連帶發布的散熱新技術。其散熱原理同樣借鑒了電腦中常用的導熱硅脂,填充發熱點與導熱結構之間的縫隙,以達到更快散熱的作用,和榮耀 6 採用的導熱凝膠散熱技術相似。只不過 OPPO 用的散熱材料不是導熱凝膠或硅脂,而是一種類液態金屬的相變材料。
相變材料指的是物理性質隨溫度變化而變化,吸收或釋放大量熱量的材料
OPPO 此次使用的類液態金屬的相變材料就會在溫度升高時逐漸由固態轉變成液態,同時吸收大量的熱量。所以它除了傳導熱量之外,也吸收了一部分熱量。
冰巢散熱技術
OPPO 在 R5 中將這種相變材料製成片狀填充在了處理器與導熱介質之間,由於該種材料本身的吸熱特性與導熱特性要遠遠高於空氣,所以即便是在 4.85mm 厚度的機身內部也能夠滿足處理器部分的熱設計功耗。只是這種散熱方法相對上面三種的成本稍高,因為相變材料與金屬屏蔽蓋的結合併沒有那麼容易。
熱管散熱
代表作:NEC N-06E、Lumia 950、奇酷手機旗艦版
微軟前些日子發布新一代 Lumia 950/950XL 這兩款旗艦手機時宣稱其採用了 Liquid Cooling「液態冷卻技術」,讓廣大網友大吃一驚,讓大家以為它們用上了 DIY 玩家經常使用的水冷技術,但事實上這個和水冷並不同,它的散熱方式和筆記本中的熱管水冷近似。
奇酷手機旗艦版中使用的熱管
所謂熱管技術,就是將一個充滿液體的導熱銅管頂點覆蓋在手機處理器上,處理器運算產生熱量時,熱管中的液體就吸收熱量氣化,這些氣體會通過熱管到達手機頂端的散熱區域降溫凝結後再次回到處理器部分,周而復始從而進行有效散熱。
首次採用熱管散熱技術的 NEC 手機
該技術其實並不是首次在手機中出現,2013 年 5 月,日本智能手機廠商 NEC 就發布了世界上第一款採用熱管散熱技術的手機 NEC N-06E 。NEC 在 N-06E 內部封裝了一條充滿純水的熱管,長約 10 厘米,熱管和處於主板平行位置的石墨散熱片充分結合,迅速將處理器產生的熱量傳導至聚碳酸酯外殼上。
散熱效果和總結
以上這五種常見的手機處理器冷卻技術中,效果最好的當屬熱管散熱,其次為採用 OPPO 所採用的相變散熱和榮耀 6 採用的導熱凝膠散熱,而僅僅採用石墨散熱也具有一定效果,但不如綜合使用降溫更快。
當然,被動散熱只是處理器降溫的方式之一,而若想從根本上解決發熱量高的問題,還是需要從處理器的工藝和架構方面去考慮,畢竟硅的發熱密度是固定的。當處理器生產工藝從 20nm 提升到 14nm,就能夠在較小的晶元面積內放入同樣多的晶體管,不僅減少了晶元的發熱,同時還減少了功耗。
另外,像近年來多核處理器所採用的 big.LITTLE 大小核調控方式則可通過系統運行不同程序時按所需要的性能來開閉高主頻核心,也是主動控制功耗和發熱的方法之一。
總的來說,控制手機發熱首先要從處理器設計和製造工藝方面進行提升,再進行底層邏輯優化,最後再結合最優化的機身結構設計才能得到一套較完善的發熱量低的手機,不單單是僅僅考慮如何讓散熱最大化就能實現的。
手機里是用內置空調不是用風扇散熱的,另外手機聯網後 會將熱量傳回基站 所以
1. 信號差的地方耗電特別快,因為手機里還有個小空調,熱量不能傳到基站就只好啟用小空調,所以特別費電
2. 飛機上手機要關機 因為萬一內置空調壞了 熱量又不能回傳基站 手機會爆炸的現在810都用銅管水冷了 (T_T)
一杯熱水放那又不是不會涼。手機處理器一般在幾百毫瓦,發熱量也不會很大。而且手機不是生產力不會像電腦一樣長時間滿載。依靠自然擴散的散熱方式是足夠的。實在太熱了還可以通過降頻來減小發熱。然而,對於一些發熱喪病的CPU比如新出的高通820,都上熱管輔助散熱了。再比如華為海思k3v2這種神坑,降頻妥妥的。
發熱低,被動散熱基本可以pc處理器發熱功耗達到了數十瓦手機就連碉堡的圖睿也就幾瓦。當然遊戲時是會發燙,不過沒人整天遊戲你可能會說,電腦也沒人整天遊戲呀?不過更重要的是,廠家都在拼續航,拼厚度,加個風扇增加幾瓦的功耗不說,厚度增加的更大。所以,高效能,超低功耗,被動散熱是cpu發展的趨勢。
看了目前為止的所有回答,感覺都沒有正面回答這個問題啊。手機功率低,所以熱量小——功率低這是結果,不是原因。現在手機的性能與電腦的性能差距已經很小,但是,普遍的,不管筆記本。還是台式,電腦都要加個風扇。手機卻不用。最近被電腦的噪音困擾,想到為什麼幾乎沒什麼廠家研發靜音無風扇的電腦呢?想了下,有可能就是因為市場需求不明顯,電腦的研發趨勢都在性能上了,電腦高端市場追求性能,低端追求能用,靜音設計既不是主要的也不是必需的,市場跟研發成本博弈的結果。
筆記本CPU功率在三十瓦,手機CPU功率最多3瓦。所以這是個簡單的數學問題。
樓上有人說得好,被動散熱唄,這時候就看手機廠家裡誰家的設計和工藝好了,如果手機高配而又超薄,一般都是會被降頻使用以降低發熱量。
哼,夠用不就好了,翔米害的手機拚死了做高配低價,美其名曰性價比,看不見的地方偷工減料,永遠比不上蘋果啊,撇開應用數量,感覺還不如lumia。推薦閱讀:
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