小米发布迄今最强被动散热系统,两倍于VC散热,原神满帧运行


你的手机“烫”吗?


玩局游戏,瞬间化身暖手宝?拍拍视频就过热,需要“冷静”一下才能继续使用!充电是很快,温度升的也很快……


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更不用提历代“火龙”受害者了,如果只是重新定义“为发烧而生”就算了,现在还会出现烧穿主板、烧掉wifi等事故,真令人窒息。


难道人类就无法征服这小小的手机散热吗?不!今天小米自研的「环形冷泵散热系统」正式亮相,用黑科技来拯救广大火龙受害者于水深火热之中!


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这套手机散热系统,参考航天卫星散热方式,将冷却液抽至手机发热区,通过汽液相变,让热量高速传导,形成顺畅的单向冷却环路。可以实现两倍于VC的散热能力,将于2022年下半年量产落地。


「环形冷泵散热系统」与传统手机散热相比有什么不同?有哪些进步?让极果君给大家捋一捋,揭开小米这迄今最强被动散热系统的真面纱。


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早期手机散热,主要采用背板石墨片覆盖+处理器涂抹导热凝脂的方式。


前者将石墨覆盖于手机主板,由于石墨自身材质的原因,它具有良好的导热能力,会将手机发热的中心温度分布到一个大的区域均匀散热,从而提升散热效率。


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后者类似笔记本上的硅脂,将散热硅脂涂抹在处理器上,使热量能够被迅速传递到散热器件上,加快散热进程。


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两者相辅相成,再配以金属边框、金属背板将散热效率最大化。


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这套方案最大的好处就是让散热面积尽可能的大,避免了局部过热情况的发生。同时无论是硅脂还是石墨,材料成本较低,技术相对成熟。且可塑性高、有防止信号干扰的作用。在很长一段时间内,它是各大手机厂商的主力散热配置。


但是,随着手机处理器性能越来越强,热能施放越来越恐怖。石墨+硅脂的散热效率跟不上处理器的更新换代,纷纷化身“暖手宝”。不仅降低了手持体验,还存在低温烫伤等隐患。同时更加美观的玻璃背板兴起,搭载无线充电技术,削弱了背板散热效果。


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尤其是随着120W快充的普及,电池区域的温度会在短时间内飙升。本来最需要散热的处理器区域,随着快充升温也跟着热起来。降频掉帧不说,对电池寿命也是不小的冲击。


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那么,该如何升级手机散热系统呢?


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石墨+硅脂组合热传导效率低,无法应对处理器峰值功耗或快充过高温度。那么热传导效率更高,成功运用在笔记本电脑上的热管技术就是一个不错的选择。


其原理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。


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但是传统的热管散热,由于是一维线性热传导,尽管效率比石墨强很多,但是依然不能满足诸如骁龙810火龙这样的瞬时峰值功耗。于是,热管散热的进化版——VC液冷来了。


VC 液冷散热技术,采用 VC(Vapor Chamber)真空腔均热板技术,原理上类似于热管,但在传导方式上有所区别。热管只有单一方向的有效导热能力,而VC均热板升级到整个面,可以更快的将热量从四面八方带走。


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其原理是,当热量由热源传导至VC腔体时,腔体里的冷却液受热后开始产生气化现象,液体气化吸热,凝结后的冷却液会借由微结构的毛细管道(整个循环的驱动力是毛细力),再回到蒸内发热源处,此过程可以不断反复进行。


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不过,由于不同手机的差异性,VC液冷没有石墨片的可塑性高。均热板会随不同元器件尺寸的大小而有不同的设计,制作工艺相较复杂,制作成本较高。


而且,常规VC液冷由于无法汽液分离,所以向冷凝器移动的热蒸汽和向蒸发器回流的冷液体相向运动,相互阻碍,在高负载情况下容易出现液体回流困难的问题。


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那么,想要让VC液冷获得更高的散热效率,就必须解决气液分离的问题。


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这时候我们的主人公,「环形冷泵散热系统」技术终于登场!


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与VC液冷师出同门,但又大不一样环形冷泵由蒸发器、冷凝器、补偿腔以及蒸气和液体管道组成,蒸发器处于手机主板热源区域,当处理器等热源高负载运行时,冷液蒸发为汽态,通过自然膨胀驱动气流进入蒸气管道。


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相变原理与VC液冷相同,都是当蒸汽流入冷凝器后,凝结成液,通过毛细力吸入液体管道进而回到补偿腔为蒸发器进行冷液补给,如此循环,无需外加动力。


但由于结构不同,实际效果大不一样。


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↑上为传统VC液冷,下为「环形冷泵散热系统」


环形冷泵由于特殊蒸汽管道设计,气道阻力大幅降低30%,蒸汽流通更流畅,从而可以实现热量定向远距离冷端输送,使最大传热功率提升100%。


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为何环形冷泵中的汽液可以单向流通?最重要设计就是在补偿腔内增加「特斯拉阀」结构。


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「特斯拉阀」类似单向阀效果,液体通过特斯拉阀从液体管道向蒸发器正向流通时正常放行,而蒸汽从蒸发器向补偿器逆向流通时,依靠特斯拉阀内特殊设计让蒸汽回流互怼无法正常流通,进而实现单向流通的效果,大大提高汽液循环效率。


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实测方面,小米官方将一台小米MIX 4魔改,散热部分更换为环形冷泵,同时使用《原神》进行30分钟测试,在60帧+最高画质下可满帧持续运行,机身最高温度47.7℃,相较普通骁龙888手机机身最高温度低5℃,甚至比游戏手机有着更好的帧率发热表现。


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而且,得益于特斯拉阀带来的热量单向流通、汽液分离和低阻力汽道设计,小米自研环形冷泵的形态可以更加自由,几乎可以实现在机身内部任意形态的堆叠。


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例如可以做成“口”型,通过中空形态为电池增加厚度,提升电池容量;做成“凸”型则在增大电池的同时,为超大相机模组留出空间,堆叠想象空间客观。


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小米11系列的发热问题,一直饱受诟病。


不管是小米11的烧穿主板、还是小米11 Ultra拍视频过热关机,散热一直是小米旗舰的短板。


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这次的「环形冷泵散热系统」让我们看到了小米解决散热问题的行动力,虽然还要等到2022年下半年才能看到这一项目的实际表现如何,但这也好过躺平任锤。毕竟,重视用户体验,是每一个高端机的必经之路。


不过,极果君刚听到这条新闻的时候,深深的担心今年采用三星4nm工艺的骁龙898是不是又危了?难不成又是一条火龙?


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万万没想到,推动手机散热技术发展的,竟然是高通……关于手机散热,你认为那种方式最有效呢?快来评论区讨论吧~

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