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华为系统性调控笔记本散热!

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要问笔记本市场目前最受欢迎的品类,轻薄本一定当仁不让。毕竟人人都喜欢轻巧便携,这顺应了移动化的趋势。但轻薄本虽好,却因为体积和发热问题,往往要在性能上做妥协。那么如何让轻薄本维持高性能体验呢?

有两条路,一是等待芯片技术进步,二是改进散热技术。其中前者并非一蹴而就,于是改进散热就很关键了。

但问题是,轻薄本内部空间有限,在散热上做创新,难度很大,所以一直以来也很少有厂商在轻薄本散热上做文章。不过,在众多 PC 厂商中,有一家很特别,硬是在轻薄本有限的空间里对散热进行了卓有成效的创新,他就是作为 “后来者”的华为。

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而在华为近日发布的华为 MateBook 13/14 2021 款和华为 MateBook X Pro 2021 款中,散热系统又实现了进一步升级,让人感叹轻薄本散热原来还有如此大的提升空间。

今天我们就来了解一下。

不可不知:笔记本散热的基本原理

想了解华为 MateBook 系列新品在散热方面的精髓,我们首先要对轻薄本散热的原理做一个大概的了解。笔记本工作的时候,发热大户 CPU 和显卡贡献了主要热量。所谓散热,就是想办法将他们散发的热量收集起来,然后统一 “排出体外”。

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具体怎么做呢?有主动散热和被动散热两种方式。

主动散热,就是在是收集热、排热的时候,借助 “外部力量”来提高散热效率。在轻薄本上,主要是风冷散热。风冷散热的道理也很简单。就是当主板上 CPU、显卡等器件发热时,利用热管把热量收集起来,然后传导至另一端的鳍片。

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鳍片一般位于笔记本出风口,它就像家里的暖气片,可以起到很好的散热作用。热量到这里就会被散开。此时,笔记本里面的风扇,通过吸进外面的冷风,沿着设计好的风路,对着鳍片一顿吹,把散开的热量吹出笔记本体外,这就完成了主动散热的过程。

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被动散热就更好理解了。它的意思就是不需要 “外力”辅助,而是用导热性能较好的材料直接接触 CPU、显卡等器件,通过自身良好的导热性将热量传导至笔记本 “体外”。上面就是笔记本主动散热、被动散热的基本原理。道理看似简单,但实际操作却复杂很多,例如热管怎么布局,风路怎么设计等,都很麻烦。特别是在轻薄本有限的内部空间里,想要在具体环节上做优化创新,十分困难。这就更让人好奇,华为这次华为 MateBook 系列新品的创新是如何做到的?

轻松看懂:华为 MateBook 系列新品散热黑科技的 “3+1”板斧

华为本次推出的新品包括华为 MateBook 13/14 2021 款以及华为 MateBook X Pro 2021 款两个产品系列,具体的散热方案又有差异,所以我们分开来讲。

1、华为 MateBook 13/14 2021 款:鲨鱼鳍双风扇 + 双热管技术

首先是华为 MateBook 13/14 2021 款,它们采用的是第三代鲨鱼鳍双风扇 + 双热管散热技术。

这个技术厉害在哪里呢?可以将它总结为 “三板斧”。

第一板斧缩小主板,上双风扇,腾出空间,让风更快、更大、更冷

因为本次华为 MateBook 13/142021 款采用了全新 11 代英特尔 酷睿处理器和 MX450 独显的配置(也有集显版本),性能的升级也会带来更大的功耗,因此采用鲨鱼鳍双风扇 + 双热管的散热配置是势在必行。更重要的是,11 代英特尔 酷睿处理器和 MX450 独显这两个发热大户,对双风扇和双热管的架构提出了新的要求(上代华为 MateBook 数字系列锐龙版也有双风扇 + 双热管架构,但没有独显)。

首先,双风扇需要更大的空间,同时独显加入后,双热管的排布不得不做调整改进,也需要更大空间。笔记本内部寸土寸金,这些空间哪里来呢?

华为给出的答案是:主板小型化。

在这两款新品中,华为将手机端的主板小型化技术用到了 PC 上,从主板到元器件,都做了小型化定制适配。然后,华为通过高密布局、布线来打破常规主板的设计约束,重新布局了主板架构,最终把主板尺寸大大缩小。主板尺寸缩小,就可以为全新的鲨鱼鳍双风扇和双热管带来更大的空间。接着再看全新的双热管和双风扇本身。热管在 “第二板斧”我们会详细说,这里先说双风扇的改进。这次两款笔记本都搭载了第三代鲨鱼鳍高密度双风扇,这一代双风扇保持了 0.2mm 超薄 S 形扇叶,有超过 79 片叶片,而且用上了直径 20mm 的大马达,无论是气流速度还是风流量,都显著增加。

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这种双风扇的设计还让笔记本进风距离较单风扇缩短 40%,进而让华为 MateBook 13/14 2021 款的系统入风温度降低了 10%。

一句话,风速大了,风量大了,风更冷了,散热效果肯定更好。

而且这两款新品的双风扇还有一个特点,就是呈对称式翼型排布,而不是像很多笔记本一样俩风扇在一边。对称式双风扇可以让笔记本整体的散热更均匀,使用起来体感更好。

第二板斧:优化双热管布局,提高散热效率。

这次华为 MateBook 13/14 2021 款同时搭配了 6mm+8mm 的大直径双热管,组成了 “翼形”均热设计。

一般来说,热管越粗,散热性能越好,6mm+8mm 的双热管,在轻薄本中已经是相当高的配置了。接着是对称式 “翼型”的热管布局。这种布局的调整让双热管能够将 11 代英特尔 酷睿处理器和独显都进行覆盖,从而满足全新的散热需求。在产品设计阶段,单是优化热管弯折的角度,华为就花了大量精力做计算和方针验证测试。

其二,“翼型”的热管布局,有效增大了热量传导的面积,进而提升了散热效率(面积越大,散热越好)。


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同时,“翼型”热管布局也能让笔记本的降温更均衡,像过去笔记本键盘 WASD 区域特别热的情况就就可以得到显著的改善。再加上同样对称式的双风扇,华为 MateBook 13/14 2021 款即便在高能模式下,键盘区域、掌托区域的温度差异不会特别明显,使用体感会很出色。前面这两大举措,把散热系统中热量从被收集到被排出的整个流程都实现了优化。但对于散热来说还有个不能忽视的问题,就是噪音。

于是有了第三板斧:严控散热噪音。

笔记本散热时噪音大的原因有很多,比如风扇转速过高、转速切换粗暴、风路不畅、双风扇共振不对等等,每个因素都要考虑,非常麻烦。

而华为没有 “将就”,他们投入了大量研发资源来解决噪音问题,从进风口的大小、天地柱的位置到双风扇的转速共振都经过仔细研究与组合,组合后还需不断测试声音频谱,不断调整扇叶叶形弧度……

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其中有三个重要的创新举措。其一是通过智能滤波技术,采用更加平缓的弦波方式来切换风扇转速。

其二是在笔记本容易发热的关键部件旁布置 7 颗温度传感器,实时监控笔记本整机温度,调节风扇噪音。

其三是控制 “异音突出比”,这是衡量异响的重要参数,华为将这个指标控制在 5 分贝之内,这样风扇高速转动,也不会听到过去口哨般的啸叫声或类似的尖锐噪音。

总之,通过种种努力,华为 MateBook 13/14 2021 款的日常使用噪音稳定在 25dB 内,从而让用户尽享静谧,专注工作。

2、华为 MateBook X Pro 2021 款:风冷超薄 VC 散热

上面是华为 MateBook 13/14 2021 款改进散热体系的 “三板斧”,这让数字系列新品散热效率提升 50%。

而这次华为推出的还有旗舰系列华为 MateBook X Pro 2021 款,它身上,也凝聚着华为在散热技术上的创新。我们知道,华为 MateBook X Pro 2021 款机身相比数字系列更轻薄,因而其散热的挑战也更大。而华为硬是在鲨鱼鳍双风扇的基础上更进一步,给出了双风扇风冷超薄 VC 散热的方案,堪称华为 MateBook 在散热上的第四板斧!鲨鱼鳍风冷超薄 VC 散热,顾名思义,就是鲨鱼鳍双风扇 + 超薄 VC。鲨鱼鳍双风扇我们前文已经介绍过,超薄 VC,指的是超薄 VC 均热板(Vapor Chamber)。

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VC 均热板是被动散热中经常使用的材料,拥有强大的导热性能。其导热原理和热管相似又有不同,大体还是基于热交换原理。

相比热管,VC 均热板冷凝效率更高,热量传导面积更大更均匀,而且相比热管可以做得更薄,当然,成本也更高,一般是用在手机等体积更小,更为精密的结构中,华为将其使用到笔记本上也能看出其升级散热的信心和诚意。由于华为 MateBook X Pro 2021 款机身超薄,内部空间太小,华为用超薄 VC 均热板替换了热管,带来更好的散热效率和均衡性。同时,还在华为 MateBook X Pro 狭窄的机身里塞进了两个鲨鱼鳍散热风扇,用双风扇带走均热板表面的温度。某种意义上说,这相当于一种主动散热和被动散热结合的创新。这种创新,也让华为 MateBook X Pro 2021 款的散热效果更上一层楼

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上面就是华为 MateBook 数字系列和旗舰系列鲨鱼鳍散热黑科技的 “3+1 板斧”。

看起来是 “3+1 板斧”,但背后包含了很多技术细节的改进和创新,从热量的收集、传导、排出到噪音的控制,每一处都经过华为细致的修缮和改进,最终才形成了良好的散热体验。可见华为在行业内做到了极致散热方案。

总结:专注与极致,才能成就优质的散热体验

华为能做到这样极致的散热方案,是技术不断积累的结果。

2017 年,华为首次推出了鲨鱼鳍风扇,这种风扇采用鲨鱼鳍仿生科技学设计,能有效减少阻力,让风量提升 22%,大幅改善散热效果。

2018 年,鲨鱼鳍风扇进入第二代,华为进行了尺寸优化、风扇入风 C 环技术、弦变扇叶设计等一系列技术手段,让风扇系统风量较上一代提升 25%。

如今华为 MateBook 系列 2021 款新品采用的是第三代鲨鱼鳍风扇,在对气流的控制、带来的风速、流量等方面又有显著提升,其风扇的整体能力已经愈发趋于完善。

更重要的是,在鲨鱼鳍双风扇背后,华为是着眼于轻薄本整个散热体系架构来进行优化创新的,不遗漏任何一处细节,目的就是对笔记本散热进行系统化、全方位的改善。

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只有这样,才能在笔记本性能不断抬高的同时,仍能为消费者带来全面舒适的散热体验。反过来说,消费者需要的优质散热体验,只有在对热管弯折度的反复测试、在对扇叶弧度的反复微调、在对噪声音频的反复验证中产生。

而华为在散热这件事上,既有体系化的把控,又有对细节的专注和追求极致,正是这种精益求精的品质,决定了他们能将华为 MateBook 系列新品的散热体验打磨到完善。“专注”和 “极致”,这也是一款产品、一个品牌能陪伴用户更久的决定性因素。

本文来源:IT之家

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