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手机也怕热 聊聊手机“避暑”妙招
  • 2013-5-26 14:42:19
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:薛昱
  • 作者:
【电脑报在线】要说制约高端手机发展的瓶颈,除了续航短,就是发热量大。进入智能手机时代后,手机处理器主频的单位已从过去的MHz迈入GHz,功耗也翻了数十倍,由此带来的巨大热量,很难从狭小的空间排到外部环境,所以厂商不断寻求技术上的突破,试图改变现状。

    要说制约高端手机发展的瓶颈,除了续航短,就是发热量大。进入智能手机时代后,手机处理器主频的单位已从过去的MHz迈入GHz,功耗也翻了数十倍,由此带来的巨大热量,很难从狭小的空间排到外部环境,所以厂商不断寻求技术上的突破,试图改变现状。


手机究竟有多烫

手机在拍照时发热量巨大,局部达到40℃以上

    很多人都以为打电话的时候,手机发热量最大,其实不然。从多次对比测试来看,手机在进行拍照的时候,发热量才是最大的,就拿苹果iPhone5来说,摄像头局部温度能够飙升到40℃以上,而三星Galaxy S4更是接近50℃,这还是在没有打开闪光灯的情况下。其次是玩大型3D游戏,CPU和GPU始终处于满负荷运行状态,内存里的数据也在不断读取。相比之下,看高清视频时的温度要稍低一些(在线点播比本机播放温度要高)。


降频控温——最直接

    作为手机的核心部件,同时也是发热大户,手机处理器在工作时的温度不宜超过室温30℃以上,也就是说室温是25℃,CPU温度不超过55℃为宜,过高会导致死机,甚至损坏。而且手机处理器温度升高带来的蝴蝶效应会引起手机主板温度过高,影响外围电路正常工作。

    通过降低处理器主频来控制温度,几乎是所有手机厂商采取的措施。记得谷歌四太子Nexus 4上市的时候,我们曾经做过一组实验,在初始阶段其性能评分超过50,但随后在持续高负载运行下,电池温度慢慢提高,性能却迅速下降,大部分时间在40分左右徘徊,最低的时候只有35分,仅相当于初始性能的70%。

    降频这种控温方法虽然原始,以牺牲性能为代价,但却是效果最直接,成本最低的。通常手机温度达45℃以上的时候,系统就开始逐步降低处理器与GPU频率,达到60℃警戒值会将处理器与GPU的最高频率锁定在初始的60%。


改进导热材料——最有效

    在热力学中,散热就是热量传递,包括热传导、热对流等几种方式。台式机上,散热片底座与CPU直接接触带走热量的方式就属于热传导,散热风扇带动气体流动即热对流。其中热传导主要与散热器材料的导热系数和热阻有关,热对流则主要与散热器的散热面积有关。由于手机内空间狭小,不可能安装风扇,所以只能采取热传导这种被动散热方式,由散热片导入到热容量大的夹层中,然后通过手机外壳和散热孔散出。

石墨与常见金属材料导热性能对比

    传统的导热材料主要是金属,包括了铜、铝、银等,像HTC One X采用的就是铜膜,但金属材料密度大,使用在手机上无疑会增加重量,而且成本也比较高。所以厂商也在寻找一种新的材料,直到发现石墨。天然石墨具有耐高温,热膨胀系数小,导热、导电性好及摩擦系数小等优点,其热阻比铝低40%,比铜低20%。可能没有人注意到,石墨尽管拥有水平方向让其它金属难以企及的热传导系数,但在垂直方向上热传导系数很低,这让它还具备了将热量均匀的功能,可以缓解局部过热。此外,石墨导热膜还有一些金属无法达到的优点,可以非常平滑的贴附在任何平面和弯曲的表面上,并能依据设计需求作任何形式的切割,工艺比金属要简单的多。

拆掉外壳,能够看到HTC OneX的背面被大面积的铜箔覆盖

本文出自2013-05-27出版的《电脑报》2013年第20期 D.智能手机
(网站编辑:pcw2013)


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