手机CPU和电脑CPU大小都差不多,为什么电脑CPU要加个风扇吹?

小福努力奋斗


大家猜一猜,台式电脑的CPU,如果把风扇摘掉,只保留散热片,不要风扇,电脑能正常开机和运行么?

答案是,可以开机可以运行!只要不运行大型软件并作大规模计算(PS等)或者大型游戏,就不会轻易死机!我因为讨厌噪音,这样坚持过几天。大家感兴趣的话,可以动手测试一下,将台式电脑的CPU的风扇的电源线摘掉,再开机。

所以说,风扇只是因为作大规模运算的时候剧烈产热,才需要加速扇风排热。

手机因为电池电量有限,一方面不敢像电脑那样拼命计算,设计APP的时候往往减少计算量,宁可牺牲质量和速度,也要少耗电,这样产热自然少。另一方面芯片往往是高通、联发科、华为等厂家设计生产,经过特殊优化,宁可牺牲速度,也要少耗电,单位计算量的耗电量少得多。所以手机不需要风扇,只要机身散热就足够了。


司大勇


其实手机也是需要冷却的,只是没有电脑那么明显的风扇之类的冷却装置,手机CPU的冷却技术在芯片集成的时候就做进去了,常用的冷却技术有以下这些

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,二来也容易对使用者造成不适甚至伤害。经常使用到的冷却技术有

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 mix 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。

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,也起到一定的抗震作用。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限于芯片和 PCB 的工艺,手机壳内部的空闲体积还比较大,只有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间越来越小,散热方式需要进一步改进才能满足芯片在低温环境中平稳运行。

苹果在采用了金属外壳的 iPhone 中使用了一种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直接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,握持时人也不会感受到太多的热量存在。

导热凝胶散热

代表作:荣耀 6

人们都知道,在电脑的处理器和散热器中间会涂有一层硅脂,其作用是让处理器散发的热量能够更快的传递到散热器上从而散发出去。

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。

冰巢散热技术是今年 OPPO 发布新款超薄手机 R9 时连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,填充发热点与导热结构之间的缝隙,以达到更快散热的作用,和荣耀 8 采用的导热凝胶散热技术相似。只不过 OPPO 用的散热材料不是导热凝胶或硅脂,而是一种类液态金属的相变材料。

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。

冰巢散热技术

OPPO 在 R9 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分的热设计功耗。只是这种散热方法相对上面三种的成本稍高,因为相变材料与金属屏蔽盖的结合并没有那么容易。

热管散热

代表作:NEC N-06E、Lumia 950、奇酷手机旗舰版

微软前些日子发布新一代 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”,让广大网友大吃一惊,让大家以为它们用上了 DIY 玩家经常使用的水冷技术,但事实上这个和水冷并不同,它的散热方式和笔记本中的热管水冷近似。

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回到处理器部分,周而复始从而进行有效散热。

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 8 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,但不如综合使用降温更快。

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问题,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。


小杰瑞瑞


手机CPU和电脑CPU差不多大?这个问题本身就有点问题,不妨简单对比下:

手机CPU 高通骁龙835 核心面积为72.3mm^2,实测功耗为3.56W

电脑CPU 英特尔Core i7-8700K 核心面积151mm^2,功耗为95W

骁龙835封装后的大小

注意这里指的是die size,不是封装后的大小,而且手机CPU其实是SoC,它不仅仅只是一个CPU,还封装了很多单元,如GPU、内存控制器、DSP、WIFI、基带等,而电脑CPU就比较单一,像i7除了CPU外,也就只有内存控制器和GPU了。所以说,如果仅仅是比较CPU大小,两者的差距更大。

上面是骁龙845 SoC的组成

但即使是拿手机SoC的大小和电脑CPU的大小相比,骁龙835核心的大小还不足Core i7-8700K一半大呢,所以说题主这个问题的前半部分就是错的。

再看真正的问题,为什么电脑CPU需要个风扇吹着?简单地说,因为电脑CPU功耗高啊,像8700K TDP 95W,而骁龙835仅3W多,电脑CPU这么高的功耗,不加散热器的话,那是要死机的节奏啊。

可能你还会问,为什么电脑CPU的功耗这么高呢?不能做成手机CPU那样吗?答案是:非不能也,乃不为也。因为电脑CPU它的目的是为了高性能,手机CPU目的是为了低功耗,它们面对的应用场景是不同的,很多复杂困难的任务还需要电脑CPU这样高性能的处理器去完成呢。


超能网


简单粗暴的解释就是因为电脑CPU发热大于手机CPU啊。

具体来说就是它们的定位不一样,手机cpu的定位是低能耗,电脑cpu主打为高性能。一个最直观的感受就是主流手机能够做到使用一天,电脑不插电的情况下大多只能使用两到三个小时,但是电脑却能完成手机无法完成的复杂计算,基于这个为出发点,两者差异巨大。

从cpu本身来说,二者的架构不同。目前主流的电脑CPU架构有X86、X64等等,而手机目前主流的架构师ARM架构。电脑是冯·诺依曼结构体系,用的是复杂指令系统CISC,而手机CPU主打的是功耗低、廉价,因此用的是精简指令系统RISC,其运算能力大大低于电脑CPU的运算能力,同等频率CPU浮点运算能力相差在几千到上万倍。

因为架构不同,手机和电脑在软件设计方面也不同,这就让两者运行的“负重”相差巨大。适应手机的软件通常更为轻便精简,注重的是简洁和低功耗;适应电脑的软件功能强大,一般注重体验和功能。

从cpu工作模式来说,无论是手机还是电脑,它们的cpu都是以通电和断电来进行二进制计算的,也就说要表示1就必须有电持续流过,不耗电的情况下cpu表示为0,运算能力越好的cpu“通电”频率越高,发热也就越严重,因此电脑cpu在进行大运算时候往往热的烫手。手机现在功耗做的好,主要原因还是因为它主频低,你看到核心数那么多,高频的核心没几个,主要时间都是低频核心工作,真要一直高负载运行,手机早就爆掉了。

那么电脑不加风扇可以吗?答案就是不可以的,除非有其他散热方式。

cpu中的硅脂沸点大概是70摄氏度,如果80摄氏度以上表现为cpu严重过热,有很大概率对cpu本身产生不可修复损伤 ;并且在温度上升的过程中,系统反应变慢,死机蓝屏概率变大,同时CPU周围原件受热,容易产生电容爆浆,主板PCB板层数较少的容易受热甚至是融化,造成主板报废。所以大家要注意电脑散热啊!!


欧界测评


手机CPU和电脑CPU,从晶体管数量、频率、功能,集成度、使用条件都相差最少一个数量级,“差不多”是个伪命题。

  1. 以Kaby Lake-R为例,123mm²核心面积、3750万晶体管/mm²,大约是4.6B个晶体管,标称TDP为15W。注意,这个15W是对散热器的散热能力下限要求,并非CPU功耗本身。而现在PC CPU都支持TDP-up和TDP-down模式,说白了就是通过电压、频率控制,将一款产品配置成3个不同性能/功耗水平,对应来说就是10W和25W。
    根据英特尔公布的数据,该款处理器的“平均”功耗是0.4W,不是写错了,就是这么多。但是这0.4W可不是一成不变的,换句话说,从最低的C6休眠到TurboBoost到4.2GHz这么大的频率范围,以特定工况测试下来的平均功耗。而PC CPU的弹性就在于此,因为任务太复杂了,数量、强度、响应需求都不同。
    散热器是按照最极端需求进行的能力设计,也就是TDP,因为你不可没秒钟更换1000次散热器吧。就大不就小。

  2. 骁龙835有3.1B个晶体管、A11是4.3B、麒麟970是5.5B,6或8核,也就是至多一半核心在工作(big.LITTLE),而真正CPU部分。骁龙835的Kryo 280核心,即便是4个再加上4个小核,实际占芯片面积10%这样的数量级,暂且算3亿个,最高运行频率是2.45GHz

假设制程工艺相同,CPU的功耗理论上=晶体管数量×频率²,相差百倍。用英特尔制程优势修正一下,差10倍不止。对应的对散热器散热能力的要求相差也就是这么大。这也是为什么PC的CPU一定要主动散热保证,一则是散热需求高,被动不能满足,二则是要防止过热,风扇是可以控制散热能力的,散热要求不高、转速低,要求高、转速高。

按照散热理论,散热能力和温差、对流、表面积有关:温差不大能大,烫死不然;对流靠风扇;表面积只能靠鳍片更多更薄来实现,间接也影响着散热器的体积。

所以,手机CPU没啥可和PC CPU可比的,大家干不同的事情。好比跑车嘲笑热气球升高的速度太慢......


CHIP中文版


首先纠正一个错误,手机CPU真的比电脑CPU小太多了。

然后我来实测一下手机CPU的发热问题。

以小米6骁龙835举例:

空载下约为0.42W



neon浮点单核,约为1.48W



neon浮点双核,约为2.69w



mix单核约1.7W



mix双核约为2.8W



mix双核先到达了3.3W,随后在2.7w与3.0w之间跳动,最后稳不住开始掉性能。核心温度没有超过60度的时候。


小结:

作为今年旗舰CPU,骁龙835在降低功耗的同时提升了一截性能,相比较骁龙820单核3W,全核10W的“大火炉”而言,已经强了不少。

回到原题,是否需要加风扇是相对的。平板电脑与轻薄本,由于本身发热小,也有许多不使用风扇的情况。

举个例子:

华为2016款华为matebookM5,使用的是intel酷睿M5 6Y54处理器,默频1.1Ghz,睿频2.7Ghz,整机功耗4.5w,这种发热便只需要一块均热板就可以解决。

其实电脑cpu包涵的种类太多,我们常见的桌面cpu一般都在几十甚至于一百以上。

年度神器G4560是54W,消费级i5-7500是65W,旗舰级i7-7700k是91W,顶级i9-7980XE是165W。

相同的工艺和技术情况下,功耗对应的就是性能,所以可想而知电脑CPU性能是碾压手机CPU的。

总结:

手机平台没有加风扇的条件,高度的集成也限制了大小,所以手机cpu一般功耗都很小。

但即便如此热量的积累还是很恐怖,很多手机都设置了温度限制,如上文小米6,超过60度就降频,这是合理的也是无奈的。

笔记本虽然加了风扇,但是很多机器中发热还是一个大问题,要不就是降频,要不就是铁板烧。

主机中虽然有很多的散热空间,更高的散热规格,但在100w以上的级别,风扇也不顶用了,甚至于要水冷才能让CPU冷静下来。



(图为猫头鹰D15s)

望采纳。


数码神侃er


手机用5v 电脑用12v 手机一块电池用一天,也就是一天耗电十几瓦(所有部件),电脑一小时耗电五六十瓦,以前的更是耗电八九十瓦(只是cpu),你让手机也这么大功率运行看看要不要装风扇?


2Girls1Cup


简单的说就是电脑芯片晶体管数量远大于手机芯片,晶体管多功耗就大,发热自然上去了。电脑芯片为啥要这么多晶体管?简单的说就是为了支持复杂的指令,为啥要支持复杂的指令?简单的说就是手机芯片执行100行的简单指令才能完成的事电脑芯片执行10行就搞定了。现在明白了吧,两种芯片更本不在一个档次上,桌面平台的芯片设计就是用空间换时间,用复杂的线路设计换取更少的代码执行。


advisland


首先、手机CPU和电脑CPU大小相差还是比较大的、单就体积来说、肯定是大了数倍、不存在你说的大小差不多。

其次、手机CPU的功率并不大、以骁龙835为例、再大也不过10w。而电脑CPU的功率就大多了、以i7-7700HQ为例、TDP为91w、最高甚至可以过百。它们的功率相差如此之大、发热量相差也是十数倍之多。

所以、电脑的CPU是需要风扇吹的、甚至极致性能的CPU需要水冷散热。

而手机CPU也是有散热的、比如手机背壳的石墨板、金属外壳也有利于散热。但总体来说、还用不上风扇。

希望对你有帮助。


小小科技苑


拜托小编别提这种问题了,手机性能和电脑无法相比,现在苹果高通最高端的芯片,性能也就相当于10年前的奔四,赛扬,而这也不是苹果高通芯片架构上有什么过人之处,而是芯片工艺进步了,功耗=电压x电流,电压降低功耗就成比例降低了,仅此而已


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