现在散热效果散热最好的游戏本品牌是哪个品牌的?

最近玩了不少轻薄型设计的游戏本,而且现在的大趋势是配置越高端,设计也越极端,比如华硕GX501、比如AORUS AERO 15X,但轻薄的大前提是压缩内部空间,15.6英寸游戏本从3.5公斤下降到3公斤可以削薄甚至取消防滚架,改用承力点加固。也可以把C壳基板做成镂空型,降低材料重量;采用更多层PCB、高度集成固化设计、缩减升级空间等方案也屡见不鲜,所以往往越是高端越是轻薄的游戏本,其实处处都在妥协,而这种妥协虽然减少了物料成本,但大幅增加了设计和制模成本,价格反倒明显更贵。而且最关键的是,现在大家还眼巴巴的望着希望能打进2公斤的大门,这也就引入了一个非常关键的问题:散热模组该怎样妥协?

散热一词,拆开来看其实就是开源与节流,增加散热模组性能就开源性的增强了“散”,而降低元器件发热量就是节流性的减少“热”。所以,轻薄型游戏本的散热设计往往都是从这两个角度同时入手的,先来说后者吧。

目前在移动端,CPU功耗远远低于GPU,一直以来高性能GPU都意味着高功耗,从原理来看,每一颗晶体管的每一次翻转都在消耗能量,当然,它的消耗量很小,但像GTX 1070,在台积电16nm制程下足足塞进了72亿颗晶体管,当规模达到这个级别的时候,消耗就非常可观了。除此之外,高端游戏本无论轻薄与否也一定会采用至少i7级标准电压CPU,而CPU功耗则包含动态功耗、短路功耗和漏电功耗三个大类,它们的共性就是随频率增大而增大,后两者主要是受制程影响,变化与频率呈线性,动态功耗比较特殊,取决于制程、电压平方和频率的乘积,而且频率越高电压也越高,而且达到转角点后会以幂函数形式剧烈攀升。所以,高性能和低功耗在现有技术条件下几乎是背道而驰的,而高功耗则会引发热密度的快速增加,造成明显的热堆积——越是高性能,就需要强有力的散热模组。

所以,要实现轻薄,最根本的解决方案就是降低功耗,从制程来下手可以说是“治本”,但制程进步需要以年为单位的时间,而市场的饥渴程度显然没有办法干等下去,这时候NVIDIA就先出招了,在去年推出了Max-Q版GPU,其实就是降频版,而如前面所说,在工艺不变的情况下,频率是决定功耗的唯一变量。这一点在CPU端也是一样的,i7 8750H为什么把基准频率仅仅设置在了2.2GHz?就是用比前代多出来的两颗核心来换频率,便于做cTDP down——在传统设计的游戏本里,i7 8750H常态跑满45W难度不大,但在妥协了散热模组的轻薄型游戏本里,跑不到40W,散热负载就基本到顶了。

换句话说就是,当前工艺下的轻薄型游戏本,尤其是顶级产品,越轻薄性能缩水越严重。

节流的话题差不多就是这样,那么开源呢?其实前面已经基本有个前提结论了:目前轻薄型游戏本的散热设计目的并不是性能释放,因为散热模组的性能天花板就在那里,硬上只会导致非常明显的机身发热问题,严重影响使用体验。所以轻薄型游戏本的散热设计的核心是:舒适。而舒适又可以延伸出以下几种不同的散热策略:

第一就是降频,反正我什么都不管,负载一高我就降频,而且绝不会再弹回去。不仅仅是轻薄型游戏本,部分常规设计的也会这样做,根本原因就是散热模组缩水,比如这种:

区别在于轻薄型是无可奈何,常规型则纯粹是为了抠成本。而降频对于散热来说好处显而易见,CPU几乎不会超过70度,一首凉凉送给大家……但缺点就是性能也跟着缩水了,法拉利怒变法拉夏利!

第二是动态变频,顾名思义,就是频率随温度变化而变化,一开始可以猛跑全速,温度直奔90度开外去,但当CPU内任何一个温度传感器读数超过保护机制(比如BD PROCHOT)设置的阈值时,就会自动降频和降低电压来减少发热,但这个机制的设计跟BIOS关系密切,如果响应不及时,就会超过关键保护阈值,系统会自动关机,这在一些纯公模机型上并不算少见。

而降频幅度也不是恒定的,以某i7 8750H轻薄型游戏本为例,它的下降幅度可能是从最高睿频65W,扣到基准频率37W,甚至可能会直接拉到最低倍频,以0.8GHz,10W不到的功耗运行。而当温度下降到某个阈值后,频率和电压又会重新加回来,温度攀升,周而复始,形成上图中LOG表里的起伏形态,可以看到GPU频率和温度也会随之变化。

这种策略的优点是不会持续高发热,但缺点是性能变化会比较明显,需要够高的帧速基数来做支撑,比如高频率时可以跑到140fps,低频率时也能跑到90fps,这就不会明显影响游戏体验了,而采用这种策略的大多是一线品牌。

第三种是维持基准频率,但也还是烫。这就是跑得太快、为更轻薄设计而妥协太多的后果,基本上是一跑就掉到基准频率,温度却下不去,也没有再继续下调频率,就一直维持在这个状态下。基本上那些体重数据很惊艳的游戏本都会遇到这个问题,这会导致Max-Q的GTX 1070哪怕是搭配i7 8750H,也可能被拖回常规GTX 0HQ的性能水准:

常规形态的游戏本还会有死都不降频的设计,这主要是仗着散热模组性能够高,再加上品牌的艺高人胆大。但在轻薄型游戏本上没有这种设计,就不展开了。

所以单单从温度数据来看,实现舒适对轻薄型游戏本来说很有难度。不过,绝对数值虽然无法很好地控制,但具体到机身的发热点却是可以控制的,关键就是让玩家在长时间吃鸡的时候,体感上不会觉得这台笔记本很烫。而这就纯粹是各家设计师的神仙打架了,目前来看主要的思路有以下几种:

走极端的就是键盘下移,代表作华硕GX501、宏碁Triton700。目的就是让操控躲开高发热区域,手腕也不会接触到机身了,机内的散热布局也可以尽量铺大,反正你没事也不会去碰它,但因为大幅改动了机内设计布局,需要单独开模,而且出货量小,所以成本相当高。而且散热上或许实现了舒适,操控体验可就很难讲了。

机智一点的品牌就在细节设计上做文章,第一点就是多开散热出风口,最开始在游戏本上玩这招的明星产品是老一代的戴尔游匣,开了3个出风口,而多1个出风口意味着热管们多一个地方透气,不用都挤在一起,从而提高散热效率。AORUS是比较喜欢玩这个设计的品牌,不过在AERO系列上并没有使用,原因应该还是跟结构强度和内部空间有关,毕竟它真的很薄。

再聪明一点的设计就是把高发热元器件远离玩家的主操作区域,也就是键盘左侧,QWERASDF这个区域,比如这台:

大家注意看它的CPU和GPU位置,再仔细看最顶端供电模块的位置,很容易看出它的设计就是把高发热元器件置顶,让键盘面对应的高温部位处于基本上不会去触碰的顶部区域,我做了一点模糊效果,但应该也不难看出M.2固态硬盘和机械硬盘都位于左侧,也就是右腕托对应的位置,左腕托位置没有高发热部件,这个设计就符合操作舒适的原则。而且这台轻薄型游戏本是四出风口设计,因此散热效率也相对较高。

没有特别注意规避热区的设计是这样的:

虽然是CPU/GPU散热互不串扰独立热管设计,但比较明显可以看到CPU正好位于左手操作区域下方,所以即便是传统型游戏本,热触感也会很直接影响到操作,不会特别舒适。不过,从工程师思维来说,只要能控制在硬件最高限制温度以内,这就是好的散热。而且大多数情况下影响具体设计的关键是成本,风扇尺寸多大、页片材料、页片厚度、页片形状(理论上薄型金属高密度页片效率更好)、用什么马达(影响噪音和能耗),热管用多少条、各自多大内径、长度多少、几次弯折、做不做防氧化处理(从表象来看也即热管是否涂黑,有防氧化策略可以让导热率在较长年限使用时也足够稳定)……因此也几乎只有利润空间较大的机型,才会着实去从设计角度考虑用户体验。

设计上复杂,功能上妥协,性能还不如传统产品,关键是卖得更贵,该烫的地方还烫得不得了……这就是现有轻薄型游戏本面临的现实。在CPU端,4核心化的8代低电压CPU已经以20W左右的功耗,实现了与同为4核的7代45W功耗标压CPU接近的性能(散热不是问题的情况下),10nm时代还是可以期待一下下。但高性能GPU做轻薄化的问题比较明显,一直不能很好的收住功耗:GTX 1070超110W,GTX 1080超160W都很正常,传言1100系列的主要改进就是降低功耗,还算值得期待一下吧。

所以总结而言,以目前的工艺想要做一台可以操作触感舒适,性能表现也达到流畅舒适的轻薄型游戏本,首先是要采用够强的基准配置,比如i7 8750H+GTX 1070,分辨率必须是全高清不能更多,这样就预留了充足的性能冗余来应对高发热降频后的帧速下滑。CPU、GPU等高发热元件的位置要优先规避左手区域,供电模块等区域也要有专用的热管辅助,固态硬盘、机械硬盘等温度同样不低的硬件布局到对应键盘面的右侧,设计的核心就是保证左手操控区域,包括腕托都不会有高发热点,而且厚度不能削得太狠,否则会变成基准频率也持续高发热的状态……这就是目前能做的工作了,而且还是在没有考虑散热噪音的前提下,可谓任重道远啊。

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