手機CPU和電腦CPU大小都差不多,爲什麼電腦CPU要加個風扇吹?

小福努力奮鬥


大家猜一猜,臺式電腦的CPU,如果把風扇摘掉,只保留散熱片,不要風扇,電腦能正常開機和運行麼?

答案是,可以開機可以運行!只要不運行大型軟件並作大規模計算(PS等)或者大型遊戲,就不會輕易死機!我因為討厭噪音,這樣堅持過幾天。大家感興趣的話,可以動手測試一下,將臺式電腦的CPU的風扇的電源線摘掉,再開機。

所以說,風扇只是因為作大規模運算的時候劇烈產熱,才需要加速扇風排熱。

手機因為電池電量有限,一方面不敢像電腦那樣拼命計算,設計APP的時候往往減少計算量,寧可犧牲質量和速度,也要少耗電,這樣產熱自然少。另一方面芯片往往是高通、聯發科、華為等廠家設計生產,經過特殊優化,寧可犧牲速度,也要少耗電,單位計算量的耗電量少得多。所以手機不需要風扇,只要機身散熱就足夠了。


司大勇


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的冷卻技術在芯片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件/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,一來有可能對硬件造成損傷,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。小米在發佈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 mix 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芯片和 PCB 的工藝,手機殼內部的空閒體積還比較大,只有石墨層的情況下也基本能夠滿足芯片散熱需求。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芯片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 發佈新款超薄手機 R9 時連帶發佈的散熱新技術。其散熱原理同樣借鑑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 8 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 R9 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並沒有那麼容易。

熱管散熱

代表作:NEC N-06E、Lumia 950、奇酷手機旗艦版

微軟前些日子發佈新一代 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,週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 就發佈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 釐米,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 8 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,就能夠在較小的芯片面積內放入同樣多的晶體管,不僅減少了芯片的發熱,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。


小杰瑞瑞


手機CPU和電腦CPU差不多大?這個問題本身就有點問題,不妨簡單對比下:

手機CPU 高通驍龍835 核心面積為72.3mm^2,實測功耗為3.56W

電腦CPU 英特爾Core i7-8700K 核心面積151mm^2,功耗為95W

驍龍835封裝後的大小

注意這裡指的是die size,不是封裝後的大小,而且手機CPU其實是SoC,它不僅僅只是一個CPU,還封裝了很多單元,如GPU、內存控制器、DSP、WIFI、基帶等,而電腦CPU就比較單一,像i7除了CPU外,也就只有內存控制器和GPU了。所以說,如果僅僅是比較CPU大小,兩者的差距更大。

上面是驍龍845 SoC的組成

但即使是拿手機SoC的大小和電腦CPU的大小相比,驍龍835核心的大小還不足Core i7-8700K一半大呢,所以說題主這個問題的前半部分就是錯的。

再看真正的問題,為什麼電腦CPU需要個風扇吹著?簡單地說,因為電腦CPU功耗高啊,像8700K TDP 95W,而驍龍835僅3W多,電腦CPU這麼高的功耗,不加散熱器的話,那是要死機的節奏啊。

可能你還會問,為什麼電腦CPU的功耗這麼高呢?不能做成手機CPU那樣嗎?答案是:非不能也,乃不為也。因為電腦CPU它的目的是為了高性能,手機CPU目的是為了低功耗,它們面對的應用場景是不同的,很多複雜困難的任務還需要電腦CPU這樣高性能的處理器去完成呢。


超能網


簡單粗暴的解釋就是因為電腦CPU發熱大於手機CPU啊。

具體來說就是它們的定位不一樣,手機cpu的定位是低能耗,電腦cpu主打為高性能。一個最直觀的感受就是主流手機能夠做到使用一天,電腦不插電的情況下大多隻能使用兩到三個小時,但是電腦卻能完成手機無法完成的複雜計算,基於這個為出發點,兩者差異巨大。

從cpu本身來說,二者的架構不同。目前主流的電腦CPU架構有X86、X64等等,而手機目前主流的架構師ARM架構。電腦是馮·諾依曼結構體系,用的是複雜指令系統CISC,而手機CPU主打的是功耗低、廉價,因此用的是精簡指令系統RISC,其運算能力大大低於電腦CPU的運算能力,同等頻率CPU浮點運算能力相差在幾千到上萬倍。

因為架構不同,手機和電腦在軟件設計方面也不同,這就讓兩者運行的“負重”相差巨大。適應手機的軟件通常更為輕便精簡,注重的是簡潔和低功耗;適應電腦的軟件功能強大,一般注重體驗和功能。

從cpu工作模式來說,無論是手機還是電腦,它們的cpu都是以通電和斷電來進行二進制計算的,也就說要表示1就必須有電持續流過,不耗電的情況下cpu表示為0,運算能力越好的cpu“通電”頻率越高,發熱也就越嚴重,因此電腦cpu在進行大運算時候往往熱的燙手。手機現在功耗做的好,主要原因還是因為它主頻低,你看到核心數那麼多,高頻的核心沒幾個,主要時間都是低頻核心工作,真要一直高負載運行,手機早就爆掉了。

那麼電腦不加風扇可以嗎?答案就是不可以的,除非有其他散熱方式。

cpu中的硅脂沸點大概是70攝氏度,如果80攝氏度以上表現為cpu嚴重過熱,有很大概率對cpu本身產生不可修復損傷 ;並且在溫度上升的過程中,系統反應變慢,死機藍屏概率變大,同時CPU周圍原件受熱,容易產生電容爆漿,主板PCB板層數較少的容易受熱甚至是融化,造成主板報廢。所以大家要注意電腦散熱啊!!


歐界測評


手機CPU和電腦CPU,從晶體管數量、頻率、功能,集成度、使用條件都相差最少一個數量級,“差不多”是個偽命題。

  1. 以Kaby Lake-R為例,123mm²核心面積、3750萬晶體管/mm²,大約是4.6B個晶體管,標稱TDP為15W。注意,這個15W是對散熱器的散熱能力下限要求,並非CPU功耗本身。而現在PC CPU都支持TDP-up和TDP-down模式,說白了就是通過電壓、頻率控制,將一款產品配置成3個不同性能/功耗水平,對應來說就是10W和25W。
    根據英特爾公佈的數據,該款處理器的“平均”功耗是0.4W,不是寫錯了,就是這麼多。但是這0.4W可不是一成不變的,換句話說,從最低的C6休眠到TurboBoost到4.2GHz這麼大的頻率範圍,以特定工況測試下來的平均功耗。而PC CPU的彈性就在於此,因為任務太複雜了,數量、強度、響應需求都不同。
    散熱器是按照最極端需求進行的能力設計,也就是TDP,因為你不可沒秒鐘更換1000次散熱器吧。就大不就小。

  2. 驍龍835有3.1B個晶體管、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。驍龍835的Kryo 280核心,即便是4個再加上4個小核,實際佔芯片面積10%這樣的數量級,暫且算3億個,最高運行頻率是2.45GHz

假設製程工藝相同,CPU的功耗理論上=晶體管數量×頻率²,相差百倍。用英特爾製程優勢修正一下,差10倍不止。對應的對散熱器散熱能力的要求相差也就是這麼大。這也是為什麼PC的CPU一定要主動散熱保證,一則是散熱需求高,被動不能滿足,二則是要防止過熱,風扇是可以控制散熱能力的,散熱要求不高、轉速低,要求高、轉速高。

按照散熱理論,散熱能力和溫差、對流、表面積有關:溫差不大能大,燙死不然;對流靠風扇;表面積只能靠鰭片更多更薄來實現,間接也影響著散熱器的體積。

所以,手機CPU沒啥可和PC CPU可比的,大家幹不同的事情。好比跑車嘲笑熱氣球升高的速度太慢......


CHIP中文版


首先糾正一個錯誤,手機CPU真的比電腦CPU小太多了。

然後我來實測一下手機CPU的發熱問題。

以小米6驍龍835舉例:

空載下約為0.42W



neon浮點單核,約為1.48W



neon浮點雙核,約為2.69w



mix單核約1.7W



mix雙核約為2.8W



mix雙核先到達了3.3W,隨後在2.7w與3.0w之間跳動,最後穩不住開始掉性能。核心溫度沒有超過60度的時候。


小結:

作為今年旗艦CPU,驍龍835在降低功耗的同時提升了一截性能,相比較驍龍820單核3W,全核10W的“大火爐”而言,已經強了不少。

回到原題,是否需要加風扇是相對的。平板電腦與輕薄本,由於本身發熱小,也有許多不使用風扇的情況。

舉個例子:

華為2016款華為matebookM5,使用的是intel酷睿M5 6Y54處理器,默頻1.1Ghz,睿頻2.7Ghz,整機功耗4.5w,這種發熱便只需要一塊均熱板就可以解決。

其實電腦cpu包涵的種類太多,我們常見的桌面cpu一般都在幾十甚至於一百以上。

年度神器G4560是54W,消費級i5-7500是65W,旗艦級i7-7700k是91W,頂級i9-7980XE是165W。

相同的工藝和技術情況下,功耗對應的就是性能,所以可想而知電腦CPU性能是碾壓手機CPU的。

總結:

手機平臺沒有加風扇的條件,高度的集成也限制了大小,所以手機cpu一般功耗都很小。

但即便如此熱量的積累還是很恐怖,很多手機都設置了溫度限制,如上文小米6,超過60度就降頻,這是合理的也是無奈的。

筆記本雖然加了風扇,但是很多機器中發熱還是一個大問題,要不就是降頻,要不就是鐵板燒。

主機中雖然有很多的散熱空間,更高的散熱規格,但在100w以上的級別,風扇也不頂用了,甚至於要水冷才能讓CPU冷靜下來。



(圖為貓頭鷹D15s)

望採納。


數碼神侃er


手機用5v 電腦用12v 手機一塊電池用一天,也就是一天耗電十幾瓦(所有部件),電腦一小時耗電五六十瓦,以前的更是耗電八九十瓦(只是cpu),你讓手機也這麼大功率運行看看要不要裝風扇?


2Girls1Cup


簡單的說就是電腦芯片晶體管數量遠大於手機芯片,晶體管多功耗就大,發熱自然上去了。電腦芯片為啥要這麼多晶體管?簡單的說就是為了支持複雜的指令,為啥要支持複雜的指令?簡單的說就是手機芯片執行100行的簡單指令才能完成的事電腦芯片執行10行就搞定了。現在明白了吧,兩種芯片更本不在一個檔次上,桌面平臺的芯片設計就是用空間換時間,用複雜的線路設計換取更少的代碼執行。


advisland


首先、手機CPU和電腦CPU大小相差還是比較大的、單就體積來說、肯定是大了數倍、不存在你說的大小差不多。

其次、手機CPU的功率並不大、以驍龍835為例、再大也不過10w。而電腦CPU的功率就大多了、以i7-7700HQ為例、TDP為91w、最高甚至可以過百。它們的功率相差如此之大、發熱量相差也是十數倍之多。

所以、電腦的CPU是需要風扇吹的、甚至極致性能的CPU需要水冷散熱。

而手機CPU也是有散熱的、比如手機背殼的石墨板、金屬外殼也有利於散熱。但總體來說、還用不上風扇。

希望對你有幫助。


小小科技苑


拜託小編別提這種問題了,手機性能和電腦無法相比,現在蘋果高通最高端的芯片,性能也就相當於10年前的奔四,賽揚,而這也不是蘋果高通芯片架構上有什麼過人之處,而是芯片工藝進步了,功耗=電壓x電流,電壓降低功耗就成比例降低了,僅此而已


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