從電子設(shè)備散熱簡(jiǎn)史 看騰訊黑鯊游戲手機(jī)3的“三明治”液冷散熱

從計(jì)算機(jī)誕生開始，“散熱”就是一個(gè)永恒的話題。

在3月3日的一場(chǎng)線上發(fā)布會(huì)上，黑鯊科技聯(lián)合騰訊游戲發(fā)布了旗下最新的騰訊黑鯊游戲手機(jī)3系產(chǎn)品。這臺(tái)手機(jī)搭載了被稱為“三明治”的液冷散熱系統(tǒng)，采用了與別家完全不同的中置式主板架構(gòu)，將核心熱源區(qū)隔，并通過多層散熱技術(shù)，將手機(jī)上下兩根熱管兩面直觸主板熱源,在提升散熱面積的同時(shí)，提升散熱能力。

而在5G手機(jī)關(guān)鍵的CPU模組、5G模組以及充電芯片組等常規(guī)熱源區(qū)域，騰訊黑鯊游戲手機(jī)3采用了隔離的散熱分布設(shè)計(jì)，獨(dú)特的中軸式主板散熱架構(gòu)，使得熱源均勻分布的同時(shí)，橫握手感更佳，相比其他手機(jī)的疊板設(shè)計(jì)，散熱效果也更強(qiáng)。

但在此之前，人類都做了哪些努力呢？在1946年，世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)“ENIAC”問世。這臺(tái)采用了電子管技術(shù)的計(jì)算機(jī)可以說是一個(gè)不折不扣的大家伙。ENIAC使用了將近18000個(gè)電子管元器件，重量超過30噸。雖然每一個(gè)元器件在運(yùn)行時(shí)所散發(fā)出的熱量并不算高，但ENIAC憑借龐大的元器件數(shù)量，依然讓它變成了一個(gè)巨型烤箱。

根據(jù)當(dāng)時(shí)留下的數(shù)據(jù)，ENIAC運(yùn)行一小時(shí)要耗電174千瓦，這相當(dāng)于1740個(gè)100w電燈泡同時(shí)點(diǎn)亮一小時(shí)。如果把單位換算一下，這一個(gè)小時(shí)所消耗的熱量大概在15萬大卡。參考百度百科的數(shù)據(jù)，100g豬肉含有的熱量大概是271大卡，那么ENIAC的能耗就相當(dāng)于……11萬斤豬肉。

雖然ENIAC的零部件在設(shè)計(jì)上對(duì)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。因此他們采用了大功率電風(fēng)扇這種最原始的“風(fēng)冷”辦法來降低ENIAC的散熱。

到了上世紀(jì)六十年代前期，晶體管取代了電子管，計(jì)算機(jī)進(jìn)入了第二個(gè)發(fā)展階段。雖然晶體管讓計(jì)算機(jī)的尺寸、能耗獲得了大幅度的降低。但集成度的提升讓計(jì)算機(jī)對(duì)“散熱”的需求更為迫切。

隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)在上世紀(jì)六十年代之后就開始進(jìn)入集成電路時(shí)代，CPU逐漸提升的頻率讓發(fā)熱越來越明顯，而主板等相關(guān)配件由于集成度的提高，卻對(duì)溫度越來越敏感。而圖形技術(shù)的進(jìn)化，讓負(fù)責(zé)圖像處理的GPU也成了一個(gè)發(fā)熱大戶。

為了避免處理器過熱，很多廠商設(shè)置了一定的限制。當(dāng)CPU的頻率接近最高頻率的時(shí)候，會(huì)自動(dòng)進(jìn)行降頻，防止過熱引發(fā)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(zhǎng)時(shí)間達(dá)到、甚至超過其最高性能，也就是——超頻。對(duì)于“超頻”愛好者來說，散熱是他們要解決的第一個(gè)問題。如果沒有處理好散熱的話，有很大概率會(huì)導(dǎo)致硬件面臨報(bào)廢的危險(xiǎn)。

在電子消費(fèi)品史上，由于過熱引發(fā)的產(chǎn)品問題并不罕見，其中游戲圈最廣為人知的當(dāng)屬十幾年前爆發(fā)的Xbox 360三紅危機(jī)。當(dāng)時(shí)，游戲手機(jī)的鼻祖：諾基亞NGAGE如日中天，Gameloft、育碧、EA等知名游戲公司紛紛為其推出了獨(dú)占游戲。

但那是另外一個(gè)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游戲主機(jī)。由于它比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——PS3和Wii早一年上市，因此微軟在當(dāng)時(shí)可以說是占盡了優(yōu)勢(shì)。

但正是由于設(shè)計(jì)上的缺陷，導(dǎo)致Xbox 360在連續(xù)游玩的過程中，有大幾率會(huì)出現(xiàn)主機(jī)突然無法使用的情況。這個(gè)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?fù)p失。雖然微軟從未披露導(dǎo)致“三紅”的真正原因，但從故障發(fā)生時(shí)的狀態(tài)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(shè)計(jì)中，微軟低估了主機(jī)內(nèi)部的發(fā)熱量，沒能采取有效的散熱手段。這造成了主機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，GPU發(fā)出的大量熱量不能被及時(shí)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(bǔ)“三紅”問題的惡劣影響，微軟將這一原因?qū)е碌谋Ｐ迯囊荒暄娱L(zhǎng)到三年。但在未對(duì)主機(jī)的散熱進(jìn)行根本上的改進(jìn)時(shí)，有部分玩家居然出現(xiàn)多次換新之后依然“三紅”的問題。直到采用CPU/GPU雙45nm結(jié)構(gòu)、改善散熱器結(jié)構(gòu)之后，“三紅”才被有效的遏制。

和其他電子設(shè)備一樣，手機(jī)同樣受困于散熱。在步入智能手機(jī)時(shí)代之后，手機(jī)和電腦、游戲機(jī)一樣，在CPU和GPU方面，擁有了更加小巧的身材和越來越強(qiáng)勁的性能。

在5G到來的當(dāng)下，手機(jī)用戶也可以像PC、主機(jī)游戲玩家一樣，在《和平精英》、《王者榮耀》、《戰(zhàn)雙帕彌什》這些游戲中選擇適合自己手機(jī)性能的畫面效果。手機(jī)性能越強(qiáng)，畫面效果越好，設(shè)備發(fā)熱也越嚴(yán)重，散熱成了各大手機(jī)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(duì)散熱的先進(jìn)解決方案，但即使強(qiáng)如蘋果，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(fā)揮了自己的聰明才智，使用了很多有趣的方式幫助手機(jī)降溫，比如用電扇吹、用涼水沖、安裝“降溫軟件”等等。然而這些辦法別說是治標(biāo)不治本，有的時(shí)候連治標(biāo)都做不到。

那么解決手機(jī)散熱問題的路到底在哪里呢？國(guó)產(chǎn)游戲手機(jī)品牌“黑鯊”曾給出了一個(gè)可行性很高的解決方案。2018年，黑鯊游戲手機(jī)正式發(fā)布。除了驍龍845、8G內(nèi)存、獨(dú)立圖像處理芯片，這些能夠令手機(jī)游戲的畫面體驗(yàn)得到提升的“基本配置”之外。它最引人矚目的就是獨(dú)創(chuàng)的“多級(jí)直觸一體式液冷系統(tǒng)”。

和無熱管的手機(jī)相比，黑鯊游戲手機(jī)率先將冷卻液、高導(dǎo)熱銅合金基板、納米復(fù)合石墨深度結(jié)合，令CPU散熱效率大幅度提升，這不但讓手機(jī)告別了長(zhǎng)時(shí)間游戲之后的“暖手寶”狀態(tài)，也延長(zhǎng)了CPU在高頻率下的運(yùn)行時(shí)間，大大提升了玩家的游戲體驗(yàn)。

在此之后，黑鯊陸續(xù)發(fā)布了黑鯊游戲手機(jī)Helo、黑鯊游戲手機(jī)2和黑鯊游戲手機(jī)2 Pro等多款產(chǎn)品，這些手機(jī)不斷的刷新著手機(jī)散熱的新標(biāo)桿。

當(dāng)下，全新發(fā)布的騰訊黑鯊游戲手機(jī)3搭載了采用全新驍龍865移動(dòng)平臺(tái)，來到5G時(shí)代，其CPU和GPU處理性能均大幅提升，對(duì)于手機(jī)來說無疑同樣是個(gè)發(fā)熱大戶，更不要提充電模塊等發(fā)熱大戶了，但輔以“三明治”的液冷散熱系統(tǒng)后的黑鯊，足以滿足那些對(duì)性能有超高要求的手游玩家。

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(jìn)行到底”，不僅適配性強(qiáng)，包括蘋果在內(nèi)的更多手機(jī)產(chǎn)品均可以適配，散熱效果更是拔群，經(jīng)過實(shí)測(cè)，一分鐘內(nèi)溫度下降可達(dá)15到20度，在電子設(shè)備上真正實(shí)現(xiàn)了“結(jié)冰”的散熱效果。

可以說，憑借騰訊黑鯊游戲手機(jī)3的發(fā)布，黑鯊在強(qiáng)散熱、高性能這條路上又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。目前騰訊黑鯊游戲手機(jī)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臺(tái)火熱銷售，售價(jià)3499元起，而探索未來游戲體驗(yàn)的騰訊黑鯊游戲手機(jī)3 Pro也已經(jīng)展開全網(wǎng)預(yù)約，感興趣的玩家也可以關(guān)注黑鯊游戲手機(jī)官方獲取更多信息。

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