手机每年都越来越强大,高端手机甚至比中端电脑强大得多,甚至比配备集成显卡的笔记本拥有更强大的图形处理能力。 然而,尽管有这么多功能,那你有没有注意到手机上好像没有跟电脑一样配备有散热用的风扇? 为什么呢? 难道是手机上的处理器等组件运行不需要散热吗?

手机强大媲美电脑,那为什么它们不需要风扇呢?
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运动元件需要更多空间而且可能会断裂
手机制造商花了数年时间使他们的产品尽可能地薄,如果必须把风扇考量进去,手机的厚度绝对不会是你现在看到的只有几毫米厚。 风扇体积庞大,而且需要运转的空间,如果没有好好对待还会很快就破裂。 什么是“没有好好对待”呢? 这可以概括你用手机做的任何事情,把手机扔在沙发上、慢跑绑在手腕上、从床上掉下来、摔到地板上,不管有没有装保护壳都是一样的。 手机中的其他所有东西在经过上面的对待后基本上都不太会出问题,但风扇虽然还是会继续运作,但绝对会开始嘎嘎作响,或者它可能会在运作中越变越糟,导致其他组件也逐渐过热和失效。

风扇不喜欢狭小的空间
依赖风扇进行冷却的设备,通常不喜欢被放置在狭窄逼仄、保暖度高的空间,例如游戏主机、电脑等,尤其在进行高强度的运作时更是如此,如果你想试试看,可以将笔记本放在枕头上使用,你会发现笔记本会以飞快的速度体温升高。

现在,想象一下,在口袋里放着一台较小尺寸的笔记本电脑,如果它没有热到足以引起你的注意,那就可能会在某个时候关机。 电池寿命肯定会受到影响,对钱包的影响也很大。
行动CPU功耗更低,产生的热量更少
在尝试确定 CPU 的能效时,你需要寻找一个关键术语:热功耗设计。 TDP 通常以 W 为单位列出,并显示 CPU 在满载运行时会产生的最大热量。 这并不能告诉你设备每小时消耗多少能量,但它确实为你提供了更具体的预期上限。
高通 Snapdragon 8 Gen 3 这款专为高端智能手机设计的 SoC 是同类产品中的佼佼者,能够让你玩对系统要求最苛刻的游戏。 这款旗舰 SoC 的 TDP 是 12.5W,比早期 Snapdragon CPU 的 5W 高得多。 Nvidia GeForce RTX 4090 显卡的 TDP 为 450w,这还只是电脑中的一个元件。 对于需要使用电池的移动设备来说,这种电力使用水平是不可行的,而且它产生的热量也超过了被动冷却所能处理的热量,这就是台式机和笔记本电脑需要风扇而你的手机不需要的部分原因,同时这也是尽管手机发展至今已经走了很远,但还无法与专用游戏电脑的图形功能相媲美的部分原因。

手机 CPU 如何做到既强大又高效? 如果你想深入了解,可以查看 Cadence PCB Designs 的这份报告。 方法包括温度感知调度(减慢热处理器的速度以支持冷处理器)、流量限制(以避免热点的方式引导网络流量通过芯片)和时钟门控(一次停止处理器逻辑几微秒)。 但这只是皮毛。
行动应用程序产生的热量更少,对冷却的需求也少
软件似乎不占用物理空间,但它确实以能量的形式存在,要求苛刻的软件对能源的要求更高,写得不好的代码也是如此。 如果某个应用不断 ping 网络,不断要求后台运行从睡眠状态唤醒,则会导致设备消耗更多能量。 当你制作移动应用程序时,对电池寿命的影响是你会关心的一个因素。 如果运行应用导致手机需要更频繁地充电,你会从用户那里听到有关此问题的各种抱怨,从而影响产品的口碑。 能源使用转化为热量,为了保持应用程序的能效,开发人员会主动减少了对主动冷却的需求。

智能手机使用被动式冷却
风扇是主动冷却的一种形式。 智能手机仰赖于被动式冷却,仅使用材料之间的导热差异进行热交换,而无需机械部件的任何帮助。 简单来说就是指手机可以依靠内部组件和外壳设计之间的金属板结构冷却下来而不需要利用任何东西。 运行空调为你的家降温是主动制冷。 天气热时在家开冷气属于主动冷却,把窗户打开则属于被动冷却。

被动冷却非常适合日常使用,但与主动冷却不同,它不能增加它能够带走的热量,这就是为什么有些手机在执行密集型任务(如游戏)时会变得特别热的原因。 你的 CPU 会产生更多的热量,而手机缺乏补偿能力,这时热节流就会启动,从而降低性能来为组件争取更多冷却时间。
风扇的更多替代品正在开发中
少部分的手机中包含有风扇。 Lenovo Legion Phone Duel 2 实际上就配置有两个,但至今始终没有使这样的配置成为主流,智能手机制造商正在研究其他在密集负载期间冷却智能手机的方法。 一种选择是均热板冷却,它使用液体的蒸发和冷凝来冷却电子元件,例如,三星g Galaxy S23 系列使用了均热板冷却系统,如果你想回到过去,Galaxy Note 9 上就有一个水碳冷却系统。 Samsung 并不孤单,下面是小米解释自家 Loop LiquidCool 技术的视频。

不过,与其将风扇放在手机里,不如选择将其加诸在背面,这就是Asus在ROG Phone配件「空气动力风扇」上采用的方法,像ROG Phone 6 这款手机内部使用石墨片,因为这种材料作为导热体的效果很好。 还有一个 AeroActive Cooler 7,所以它不是一次性的设计。

风扇之于手机是个双面刃,它们会使手机变得更笨重、更嘈杂、更脆弱,但也会使设备效能释放、功能更强大。 智能手机还在持续不断的进步,以各种替代技术让手机在没有风扇的情况下也能获得更好的性能。
