吓人技术原来是这?独家揭秘华为笔记本鲨鱼鳍散热

笔记本电脑的设计固化已久,万年不变的外观设计、低分辨率屏、开航母的边框、厚重的主机、低效开机指纹,终于被苹果、华为等颠覆者彻底扔进了垃圾桶。

不过,抛开这些外在的设计,评价一台笔记本优劣的关键,可能就是主机内部构造,尤其是散热系统。

因为现在轻薄如手机的笔记本,首先的为电池挪腾出足够空间,以保证续航,然后在剩余的狭窄空间里,塞进4核处理器、独立显卡等高功耗、高发热的元件,笔记本内部俨然炼狱一般。

只要散热系统的设计有一丝不合理,轻则触发系统的过热保护机制,降速运行,重则蓝屏、自动关机,甚至烧坏元件。

所以,散热系统最能考验厂家的设计功力,如何在有限的空间内,迅速将热量带出主机外,但是又不能单纯地增加散热元件,影响整机的重量。

华为、苹果等厂家是如何做到极端轻薄的笔记本里,实现优良的散热效果?尤其是常常以颠覆者形象出现的华为,设计水平在那个位置?

买笔记本送煎锅

性能相等的情况下,笔记本越轻薄,对散热要求越高,特别是金属本,如果散热设计不合理,随时都可以煎个鸡蛋,程序加班夜宵最爱。

这还真不是玩笑,内置CPU和独立显卡的极限温度能达105摄氏度以上,虽然有高温保护,一旦到95摄氏度会降频限速运行,但笔记本空腔内的热量不能迅速排除的情况下,表面温度有可能超过100摄氏度。

散热没有什么吓人技术,依靠的是热交换。传统的散热方式不外乎把CPU和显卡等发热大户的热量通过铜管引导至风扇处,然后让风扇把热量吹到笔记本外面。现在为了把笔记本做薄,铜管和风扇也被压得很薄。

看似简单的热管和风扇的设计,其实非常考验厂商的设计功力。一般来说CPU和显卡应尽可能靠近风扇,使热量可以快速通过热管传递到风扇处,中途也不应该靠近如内存、固态硬盘等发热元件。

在很多廉价的笔记本上,往往只会用一根热管贯穿CPU、独立显卡等串联在一起,而且内存硬盘就放在旁边,俨然是个人造太阳。这样的设计常常会导致风扇狂吹,产生烦人的“呼呼呼”声。时间一长,风扇积尘太多而堵塞,就会导致内部过热。

还有一种丧心病狂的廉价设计,一个小小的热管横跨整个笔记本内部,连接CPU和风扇,中间还给内存等模块 “供热”。

如果不能解决散热问题,就不可能把笔记本做得更轻薄,原因很简单,笔记本越厚越利于内部空气流动,热量不至于过度集中。

因此散热跟厂家的设计功力和成本考虑息息相关。这也是尽管苹果MacBook Air 和英特尔超级本的概念已经推出了将近7、8年,依然可以看到很多砖头一样厚的产品的原因。

不吓人但很实在的设计

笔记本散热没有什么吓人的技术,关键是看厂家走心不走心。

因为笔记本的散热,涉及大量硬件在狭窄空间中的布局问题,因为存在电磁干扰等问题,不是简单挪动一下部件,或者增加几条热管就能解决的。从原型设计开始,就要将散热考虑进去。

比如,对于超薄的笔记本来说,最理想的设计是把发热部件均匀分布主板上,同时配合多根热管,将热量均匀传递到笔记本底板和风扇。一般文字处理、流量网页时,通过笔记本底部就能散掉大部分热量,当笔记本需要全速运行时,风扇才开始转动,不至于让风扇时刻产生巨大的噪音。

华为Matebook X Pro内部就是这样一种结构。发热部件非常均匀分布,笔记本处于低功耗状态时,底板就能导出大部分热量。当处于高性能时,从左右和后则均匀吸进冷风,流过大面积的热管和散热板,然后从风扇的散热孔吹出。

相比传统的散热设计,风扇被限制在狭小的空腔内,热管将热量引导到鳍片,风扇对着鳍片直吹的,由于热量过于集中,风扇转速再高也难以将热量排出去。

所以,类似华为MateBook X Pro这种负压舱的设计,可以说是一种全新的设计理念,用立体、连续的风道设计,利用冷风带着热量。有序地引导到机身外。

不过,华为这种设计是有前提的,不仅发热元件分布要均匀,而且高密度金属散热板与主板组装时,必须高度贴合,形成密闭冷却舱,保证风道的连续,并形成高速冷却气流。这种设计的装配成本十分高昂。

但还有一个问题,如何形成高速冷却气流的同时,又不会让风扇产生巨大的噪声?首先提出解决方案的是苹果MacBook Pro,在体积硕大的笔记本内,装上了两个转动方向相反的风扇,由于转向相反、转速相同,噪声的相位也相反,因此噪声被抵消了。

但双风扇降噪的方案,对大部分超薄笔记本来说并不现实,尤其像华为MateBook X Pro这样一台只有1.33kg,厚度不过1.49mm的笔记本,塞进4核CPU、独显、杜比4分频音响和57Wh电池,已经将空间利用发挥到极限。

所以华为PC的工程师提出鲨鱼鳍风扇的概念,借助仿生学的设计,让单个风扇风量提升20%,并通过智能PID调速和机身内部的10个温度传感器,实现动态监控、平滑调速,笔记本轻度使用时,切换到静音模式,让人忘记风扇的存在,重度使用时,根据实际情况,线性提升转速,保证稳定性。

所以说,散热系统没什么核心技术,只看厂家用不用心。另外,从外观的一些设计小心思中也能看出个一二。比如,MateBook X Pro 为了风道的连续性和底板(笔记本D面)的一体化与美观,彻底放弃了底部进风的方式。将进风口与低频扬声器一起设计在两侧,确保放在腿上使用时也不会被遮挡。

笔记本电脑已经进化了30多年了,但散热系统却多年止步不前,导致轻薄化的革命姗姗来迟,最终被苹果、微软、华为等后来者所搅局。归根结底,传统PC厂家缺的不是技术积累,而是走心的态度。