聊聊散热那点事 盘点手机cpu冷却技术|预警平台

作者:湖北诺贝特科技有限公司  来源:www.nbt158.com未知  发布时间:2015-10-28 16:07:24
聊聊散热那点事 盘点手机CPU冷却技术

  近年来,随着智能手机处理器主频的不断提高和核心数量的增加,手机在运行高运算量的软件/游戏时产生的热量也不断增加,如果不能通过良好的途径处理这些热量,一来有可能对硬件造成损伤,二来也容易对使用造成不适甚至伤害。幸运的是,处理器的生产厂商从设计时便考虑了散热的问题,今天就让我们来看一看不同的手机厂商都采用了哪些针对处理器的冷却技术。

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  石墨散热

  代表作:小米手机

  石墨是一种良好的导热材料,导热性超过钢、铁、铅等多种金属材料。小米在发布小米手机第一代时就宣称使用了石墨散热膜为处理器降温,并且一直延续到了小米 Note 这代产品。其实,除了小米之外,石墨散热材料也应用在其他各大品牌的手机/平板当中作为散热的基础配置。

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  该散热方式的散热原理实际上是利用了石墨具有独特的晶粒取向,它沿两个方向均匀导热,同时延展性又强,可以贴附在手机内部的电路板上面,既可以阻隔元器 件之间的接触,也起到一定的震作用。由于导热性能高,它可以很快将处理器发出的热量传递至大面积石墨膜的各个位置进行热量扩散,从而间接起到了散热作 用。

  金属背板散热

  代表作:苹果 iPhone

  早先的塑料材质智能手机受7481b35a6d18a69b5fbc942bbe8d3fc5于芯片和 PCB 的工艺,手机壳内部空闲积还比较大,只石墨层的情况下也基本能够满足芯片散热需求。而随着机身变得更加轻薄以及金属框架的加入,手机内的可供空气流 通的空越来越小,散热方式需要进一步改进才能满7bda0a8b7e976bb7b8fccd28194d67e7芯片在低温环境中平稳运行。

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  苹果在采用了金属外壳的 iPhone 中d7a4cc73f172f8cb896b6cbf6d56d33e用了一a6a6348f2de403ef2d7c5bf29b9acac4金属背板散热的技术,它在使用石墨散热膜的基础上,在金属外壳的内部也设计了一层金属导热板,它可以将石墨导出的热量通过这层金属导热板 传递至金属机身的各个角落,这样一来密闭空间中的热量便能迅速扩散并消失,握持时人也不会受到太多的热量存在。

  导热凝胶散热

  代表作:荣耀 6

  人们都道,在电脑的处理器和散热2b013a33581b085731998d0fe8488fa3中间a8effa3d758e13e2362dacfbd709d8db涂有层硅脂,其作让处器散发的热量能够更快的传递到散热器上从而散发出去。

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  同理,这样的技术也可应用在手机处理器当中,荣耀 6 的处理器上方便采用了类似于硅脂的导热凝胶散热剂,这样做比只贴有石墨散热膜的效果更好,热传导会更加迅速。

  冰巢散热

  代表作:OPPO R5

  冰巢散热技术是今年 OPPO 发布新款薄手机 R5 时带发布的散热新技术。其散热原理同样借鉴了电脑中常用的导热硅脂,充发热点与导热结构之间的缝隙,以达到更快散热的作用,和66d9e842de6f131fb90de88b3490b9dc 6 采用的导热凝胶散热技术相似。只不过 OPPO 用的散热材料e9c59d3699670a0d21e6d44c5da3ea2c导热凝胶硅脂,而是一种类液态金属的相变材料。

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  相变材料指的是物理性质随温度变化而变化,吸收或释放大量热量的材料

  OPPO 此次使用的类液态金属的相变材料就会在温度升高时逐渐由固态转变成液态,同时吸收大量的热量。所以它除了传导热量之外,也吸收了一部分热量。

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  冰巢散热技术内部原理

  OPPO 在 R5 中将这种相变材料制成片状填充在了处理器与导热介质之间,由于该种材料本身的吸热特性与导热特性要远远高于空气,所以即便是在 4.85mm 厚度的机身内部也能够满足处理器部的热设计功耗。只是这种散热方法相对上面三种的成本稍,因为相变材料与金属屏蔽盖的结合并有那么容易。

  热管散热

  代表作:NEC N-06E、Lumia 950、奇酷手机旗舰

  微软些日子发布新一代 Lumia 950/950XL 这两款旗舰手机时宣称其采用了 Liquid Cooling“液态冷却技术”,让广友大吃一惊,让大家以为它们用上了 DIY 玩经常使用的水冷技术,但事实上这个和水冷并不同,它的散热方式和记本中的热管水冷近似。

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  奇酷手机旗舰版中使用的热管

  所谓热管技术,就是将一个充满液体的导热铜管顶点覆盖在手机处理器上,处理器运算产生热量时,热管中的液体就吸收热量气化,这些气体会通过热管到达手机顶端的散热区域降温凝结后再次到处理器部分,周而复始从而进行有效散热。

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  首次采用热管散热技术的 NEC 手机

  该技术其实并不是首次在手机中出现,2013 年 5 月,日本智能手机厂商 NEC 就发布了世界上第一款采用热管散热技术的手机 NEC N-06E 。NEC 在 N-06E 内部封装了一条充满纯水的热管,长约 10 厘米,热管和处于主板平行位置的石墨散热片充分结合,迅速将处理器产生的热量传导至聚碳酸酯外壳上。

  散热效果和总结

  以上这五种常见的手机处理器冷却技术中,效果最好的当属热管散热,其次为采用 OPPO 所采用的相变散热和荣耀 6 采用的导热凝胶散热,而仅仅采用石墨散热也具有一定效果,i9300怎么root,但不如44cfea5da2e1d04ecbe4806ab56928df3b5aff6f4026e25f0020ffd220121a5d751d1908519bc8a56f3a7805f7使用降温更快。

  当然,被动散热只是处理器降温的方式之一,而若想从根本上解决发热量高的106eeb6cc6562009e06a9ca6ce3cd8dc题,还是需要从处理器的工艺和架构方面去考虑,毕竟硅的发热密度是固定的。当处理器生产工艺从 20nm 提升到 14nm,就能够在较小的芯片面积内放入同样多的晶体管,不仅减少了芯片的发热,同时还减少了功耗。

  另外,像近年来多核处理器所采用的 big.LITTLE 大小核调控方式则可通过系统运行不同程序时按所需要的性能来开闭高主频核心,也是主动控制功耗和发热的方法之一。

  总的来说,控制手机发热首先要从处理器设计和制造工艺方面进行提升,再进行底层逻辑优化,最后再结合最优化的机身结构设计才能得到一套较完善的发热量低的手机,不单单是仅仅考虑如何让散热最大化就能实现的。


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