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一文看懂华为Mate20 X石墨烯液冷散热技术

关键词:散热技术 石墨烯膜 智能手机

时间:2019-01-10 14:50:47       来源:网络

随着移动端游戏的快速发展,越来越多的大型3D手机游戏受到用户的青睐。而对于手机厂商来说除了要为手机配备性能强大的处理器外,还要考虑到产品的散热问题,避免因为CPU/GPU无限制地运行导致温度过高而出现降频的问题,同时还要受制于手机自身空间的大小、处理器热保护的要求、外壳热感的舒适性要求等,手机设计中的性能与散热的均衡也是众多厂商所面临的一大问题。而这次华为也推出的一款主打游戏体验的7.2英寸巨屏手机华为Mate 20 X,创新性地采用了HUAWEI SuperCool超强散热系统,它由超强导热的均热液冷技术 (Vapor Chamber) 和石墨烯膜组成。今天笔者就为带大家来详细的了解下这套超强的散热系统并且测试下它的效果到底如何。

根据介绍,我们可以知道这套散热系统主要由Vapor Chamber以及石墨烯膜组成,那么何为Vapor Chamber?石墨烯膜又是什么?别急咱们往下看。

何为Vapor Chamber?

Vapor Chamber也就是均热液冷技术,估计对于热衷于DIY的朋友们不会陌生,因为这项技术在前些年就被应用在显卡或者CPU的散热上了。具体来说,真空腔底部的液体在吸收芯片热量后,蒸发扩散至真空腔内,将热量传导至散热鳍片上,随后冷凝为液体回到底部。这种类似冰箱空调的蒸发、冷凝过程在真空腔内快速循环,实现了相当高的散热效率。

而华为便将这项技术应用在了Mate 20 X中,在有限的机身空间内嵌入了超薄VC(Vapor Chamber),超薄VC与处理器等宽,完全覆盖CPU、GPU等发热核心。Mate 20 X应用的是目前业界可量产最薄的0.4mm超薄VC,其结构上是由2片铜质盖板内部蚀刻出腔体,在腔体内部烧结毛细结构和支撑结构,经焊封、填充液态工质后抽真空制成。工作时,工质在真空腔体内热源附近受热蒸发,扩散到温度较低的区域冷凝放热,液体沿毛细结构再回流到热区形成循环。

均热板与热管的原理与理论架构是相同的,只有热传导的方式不太相同,热管的热传导方式是一维的,是线的热传导方式,而均热板的热传导方式是二维的,是面的热传导方式,所以散热效率更加的高。

石墨烯膜又是什么吗?

在介绍石墨烯膜之前先为大家简单地说下石墨烯,它是由英国曼彻斯特大学的海姆和诺沃肖洛夫于2004年用微机械剥离法成功从石墨中分离出的一种未来革命性的材料,他们也因此获得了2010年的诺贝尔物理学奖。石墨烯由一系列按蜂窝状晶格排列的碳原子组成,这种特殊的结构使得石墨烯具有比铜更优良的导电性,超过钢100倍的强度,并且能够快速扩散热量,纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK,是目前为止导热系数最高的碳材料,高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK),而一般铜的导热系数仅为400W/mK左右。

而石墨烯散热膜是由取向高度一致的石墨烯材质构成的片状散热材料,与相同厚度的多层石墨相比散热能力提升20%以上,其等效导热能力是纯铜的2.8倍。华为正是利用了石墨烯膜水平导热率高、厚度薄的特点,将芯片传导到后壳的热量均摊给整个背壳以达到整机均温散热的目的。

当然,更重要的是华为将石墨烯与均热液冷技术 (Vapor Chamber)融合在了一起打造出了SuperCool超强散热系统,通过Vapor Chamber将热量快速的传导出来,并且依靠石墨烯散热膜将芯片传导到后壳的热量均摊给整个背壳以达到整机均温散热的目的,带来了出色的散热表现。

VC+石墨烯到底表现如何?

那么这套系统实际表现怎样呢?下面我们就通过两款目前非常火的游戏来看下。首先我们先通过王者荣耀来测试下,在测试前我们可以看到电池以及CPU的温度分别为23℃以及24℃。

在高帧率模式下持续进行了30分钟王者荣耀游戏后,电池以及CPU的温度分别为34℃以及42℃,机身表面温度也保持的非常不错,发热并不明显。

 

持续一个小时游戏后,电池以及CPU的温度依然保持在了34℃以及43℃左右,并没有增加,可见手机的散热效果非常的不错,机身表面给我的感觉也只是有些温。

同时经过一小时持续游戏后,笔者也是使用了GameBench软件测试了游戏的帧数情况,可以看到,即便已经经过了1小时的持续游戏,在高帧率模式下进行王者荣耀时依旧可以非常稳定的维持在60帧,基本没有什么掉帧现象。

接下来我们再使用目前最火的刺激战场来测试下。在测试前,由于室内温度也比较低,手机的电池及CPU的温度分别为21℃和24℃。

在画质为HDR高清、帧数超高条件下,经过30分钟持续游戏后,电池以及CPU的温度保持在了31℃以及44℃左右,机身表面发热也并不明显。

 

一小时持续游戏后,电池以及CPU的温度依然保持在了31℃以及42℃左右,机身的内部温度并没有什么变化,即使在室内温度较低的情况下,手机表面也只是给人有些温的感觉,完全没有发烫。

并且通过GameBench软件测试了游戏的帧数情况,即便已经经过了1小时的持续游戏,刺激战场的帧数依然非常稳定在40,几乎没有掉帧的情况。

通过测试我们可以看出,即便我们持续的进行游戏体验,手机内部的电池、CPU以及机身表面都能非常稳定的维持在一个较低的温度下,可见其均热液冷技术 (Vapor Chamber) 和石墨烯膜所组成的超强散热系统确实有着非常出色的表现。

写在最后

华为通过对VC和石墨烯组合散热方案进行多轮迭代优化设计,华为Mate 20 X最终的散热表现果然也没有令人失望, 在轻松玩转大型游戏,享受持续稳定的高帧畅爽体验的同时,还能做到温而不烫,“体温级”可以说是名副其实。

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