輕薄本散熱能力怎么看

輕薄本認準15W處理器

針對輕薄本，英特爾目前主打的處理器平臺包含Kaby Lake-Y（七代酷睿M，4.5W TDP，如酷睿M-7Y30）和Kaby Lake-Refresh（八代酷睿，15W TDP，如酷睿i5-8250U）兩大平臺。從性能的角度來看，只有后者才能滿足重度辦公和娛樂的需求。因此，除非你只是希望購買一部用于輕辦公的“備用機”，否則還是請認準搭載15W TDP處理器的產品。

問題來了，都說4.5W TDP的酷睿M可以無風扇運行，那15W TDP的八代酷睿是不是特別“熱情”，必須要風扇的輔助呢？

首先我們需要了解輕薄本散熱模塊的基本結構：風扇+熱管（銅）+散熱鰭片，以下內容都是圍繞這三個組成部分討論的。

先從New Surface Pro談起

微軟New Surface Pro（2017年上市，又稱Surface Pro 5）是一款非常具有典型意義的產品（圖2），它提供七代酷睿M（4.5W）、七代酷睿i5和i7（都是15W）三種處理器可選，其中酷睿M和酷睿i5版本都采用了無風扇設計（圖3），只有搭載酷睿i7的高配版才配有額外的散熱風扇。

從New Surface Pro的設計上我們不難得出結論，酷睿i7的發熱量要遠高于酷睿i5，而酷睿i5在合理散熱結構的優化下，是有機會擺脫風扇而穩定運行的。從New Surface Pro的拆機圖分析（圖4），這款產品為處理器準備了2根又長又粗的熱管，其中1根為波浪型，另外1根為U型，它們將CPU產生的熱量散布到更大的面積上，讓整個金屬材質的后蓋都充當了“散熱鰭片”的角色。

通過用戶的實際反饋來看，酷睿i5版New Surface Pro在全速運行時，后蓋有明顯熱感但不至于燙手，分布十分均勻，CPU并無明顯降頻。可見，當散熱鰭片面積足夠大時，它是足以“取締”風扇，滿足酷睿i5級別處理器的散熱所需的。然而，在輕薄本領域，像New Surface Pro這般完全借助底蓋散熱的產品卻非常罕見，最多就是利用金屬底蓋（或在塑料底蓋內部貼上石墨散熱片），“略微”起到一些輔助散熱的效果。

為什么輕薄本離不開風扇

作為PC平板二合一形態的New Surface Pro在散熱優化上給輕薄本提供了一個很好的優化思路，但為啥沒有輕薄本采用類似的設計呢？

答案很簡單，導熱效率高的全金屬后蓋成本不低，想像New Surface Pro向四個方向延伸的熱管（避免熱量集中在一點），需要對PCB主板重新設計，優化熱管行進路線且不會因導熱而影響到周圍的電子元器件。與其投入這方面的研發，反而不如遵循傳統，采用風扇+熱管+散熱鰭片的經典組合呢。

既然用后蓋散熱不現實，那用面積足夠大的鰭片取代風扇不就結了？可惜，如今的輕薄本都在想盡一切辦法“減肥”，從引入窄邊框、采用板載內存顆粒、取消2.5英寸硬盤位等角度，已經將較大屏幕塞進了小一號的模具中，根本沒有多余的空間去安置更大面積的鰭片（圖5）。

現實中，輕薄本的“空間危機”已經非常嚴重，散熱鰭片的面積更是越來越小，甚至淪落到與熱管一樣寬，長度也只有40mm左右（圖6）。因此，為了盡快讓傳導至鰭片上的熱量可以在短時間內散發出去，從而提高它對源源不斷傳遞過來熱量的吸納率，就必須通過風扇向其“吹風”。

問題又來了，散熱鰭片從材質來說，既可以是純鋁，也能是純銅，哪個更好？

有關散熱鰭片材質的爭議始終沒有停歇過，如果可以解決銅質熱管與鰭片之間的熱阻問題，那鋁質的散熱鰭片要優于銅。因為前者的熱容遠大于銅，相同面積可以吸收更多熱量，而這也是為什么高端臺式機散熱器都會采用大面積的鋁鰭片（圖7），并使用大量熱管均勻地插在鋁鰭片的不同位置上。

然而，輕薄本內的散熱鰭片面積很小，想提升熱管和鋁鰭片的熱阻，就必須讓熱管完全包裹（覆蓋）鋁鰭片的一面或多面，這樣會增加風阻影響出風量。因此，輕薄本的散熱鰭片，理論上還是純銅要好過純鋁。利用銅的導熱性比鋁大的特性，只需熱管與其很少的接觸面積就能完成熱量的傳遞，而不會影響風道。

當然，理論就是理論，現實中由于銅鰭片的成本更高，而鋁鰭片的效果也湊合著夠用了。因此，至少在輕薄本領域，采用銅質散熱鰭片的產品并不多見（圖8），小小的鰭片材質體現的還是廠商的良心。

有關熱管你必須知道的事

討論完鰭片，接下來就是熱管登場了。熱管是一種純銅打造的扁平且中空，里面填充著冷凝液的“金屬管道”。它的工作原理是：在真空狀態下冷凝液的沸點很低，當熱管一端受熱時（蒸發端），管內的液體蒸發汽化，蒸汽在微小的壓差下會流向另一端放出熱量凝結成液體（冷凝端）。液體再沿著由毛細多孔材料構成的熱管內壁，靠毛細力的作用流回蒸發端，如此循環不已。

不同的輕薄本，在熱管的設計上都是由數量、形狀、方向、長短和粗細等關鍵詞構成。

對輕薄本而言，熱管的數量并非越多越好。影響熱管導熱效率的關鍵還是橫截面積（圖9），采用1根12mm寬的熱管，其導熱效率與2根6mm寬的熱管相差無幾。此外，哪怕你給輕薄本準備了3根12mm的熱管，但如果沒能同步增加鰭片面積和風扇功率，對實際散熱效果的改善并不明顯。換句話說，熱管數量夠用（輕薄本2根）就好，再多了就不經濟了（廠商應該很樂見這個觀點）。

對配備了獨立顯卡的輕薄本而言，還需面對一個很頭痛的問題：熱管是同時貫穿一端的CPU和GPU而過（圖10），還是將CPU和GPU分列在鰭片兩端（圖11），又或是為CPU和GPU單獨各準備1根熱管呢（圖12）？

理論上講，CPU和GPU獨立熱管的設計，可以降低輕薄本日常待機時的發熱；熱管貫穿CPU和GPU的設計，可以提升滿載時熱量的傳遞效率，各有優點。至于如何設計，還要取決于廠商在主板設計上的技術水準，一般來說熱管應該遵循CPU和GPU應該盡量靠近風扇和鰭片，減少熱管的長度和彎曲程度（圖13），中途不要靠近SSD和內存等其他發熱源的設計理念。

風扇是“萬能調和劑”

在筆記本的散熱模塊中，風扇可以充當“萬能調和劑”的角色。熱管又細又長還彎？鰭片面積不夠大？這些問題都可以通過風扇進行“調和”。比如，同時安裝2個風扇，那就意味著散熱鰭片的面積×2、風量×2（圖14）。

此外，輕薄本為了保持身材，其內置風扇的厚度普遍只有游戲本的1/3到1/2，有些甚至只有4mm厚。而我們都知道，風扇扇葉越寬，同等轉速下風量也就越大。為了彌補超薄本風扇扇葉過薄的缺陷，業內普遍的做法是改用金屬扇葉、增加扇葉數量、提升風扇馬達功率等手段（圖15），提升超薄風扇的風量來幫助鰭片散熱。

還有誰在影響輕薄本的散熱

除了上述風扇+熱管（銅）+散熱鰭片“三大件”以外，輕薄本出風口的開孔位置也非常重要。為了盡可能實現瘦身，如今輕薄本大都采用下沉式轉軸，周邊接口布局在機身兩側，而出風口就只能放在轉軸內側了（圖16）。此時，散熱孔對應轉軸的角度，屏幕下端會不會影響排風，這些細節也都會影響到輕薄本實際的散熱效果。理論上，對輕薄本來說還是散熱孔側置或后置（避開轉軸）效果最好（圖17）。

此外，輕薄本通常會在D面對應芯片、風扇、內存和硬盤位置留有散熱孔，這些開孔是否密集，總面積是否夠大，這些也會影響冷熱空氣的交換效率。同時，我們使用筆記本的環境溫度，對輕薄本的散熱更是影響巨大，空調屋和沒有冷氣的陽光房，二者滿載溫度可能相差10攝氏度以上。在用輕薄本玩游戲時，用書本將筆記本后部墊高，提升底部散熱孔與桌面之間的距離，往往可以起到意想不到的功效。

需要注意的是，每一款輕薄本在出廠前，廠商會結合具體的配置、定位和對穩定性的預期，為CPU和GPU設定不同閾值的溫度墻和功耗墻，有些產品還能在BIOS或系統軟件中開放對風扇轉速的自定義調節，這些因素同樣會影響一款輕薄本的實際散熱表現。

對“寸土寸金”的輕薄本而言，如何在有限的空間里采用最合理的風扇+熱管（銅）+散熱鰭片組合，這是一個非常考驗技術功底和誠意的答卷。一些輕薄本跑分雖高，但玩游戲時經常遭遇卡頓，往往就是散熱不過關而觸發了CPU/GPU的降頻引起的。作為消費者，我們需要做的就是合理利用網上已有的試用、體驗、拆機文章資源，對感興趣的價位和配置相似的產品進行內部設計的剖析，找出實際散熱效果最好的那一款，在日后的使用中才能100%甚至120%地釋放應有的全部性能。