智能手机未来的散热设计重点,会是防烫伤吗
众所周知,智能手机如今的性能提升幅度和技术换代速度,早已超越了个人电脑。从表面上看,这意味着顶级智能手机产品正在快速变得越来越强大,它们的算力与图形处理速度等方面正在快速追赶,甚至已经超过了许多中低端PC的水准。而这也意味着对于消费者来说,旧设备的过时速度正在越来越快,新的软件和新的游戏对于手机性能的需求也随之水涨船高。
但是智能手机的技术发展,带来的影响难道就仅仅限于硬件性能和软件品质方面的高速进步吗,在“移动算力大战”背后,是否还有一些我们此前并未注意到的改变呢?
答案当然是有的,其中一点或许就是智能手机的发热量,以及由它所引发,设备的散热设计变革。
小米2的石墨导热膜
2012年8月16日,刚刚创业两年的小米推出了新一代的旗舰产品——小米手机2。它那多彩的机身设计、在当时来说性能顶级的四核处理器,以及相比前代大幅进步的显示和拍照效果,都瞬间为其吸引了大量消费者的关注。而伴随着小米手机2的红火,它所使用的“石墨导热膜”也成为了被爱好者所追捧的“散热黑科技”。可以说,虽然小米手机2并不是第一款对手机主控芯片进行专门散热设计的产品,但它的散热设计之所以会成为消费者关注的重点,实际上也反映出了早在智能手机还处于双核或四核的时代,不少用户就已经关注到了手机的发热量越来越大,并且开始影响到用户体验的这一事实。
自从小米手机2之后,我们可以看到越来越多的手机开始宣传起他们新品上的散热设计。而这些设计也从单纯的石墨导热膜逐渐发展到了铜箔-石墨复合材料、热管、均热板,甚至到了如今的部分产品还开始直接安置涡轮风扇,或是在机身外部挂载半导体主动制冷器。
这样的设计散热效果好不好?当然很好,因为只有主动地通过风扇直接排出热风,或是通过外置制冷器降低整个机身从外到内的温度,才算是真正意义上地将热量“散”掉了。否则无论在机身内部堆砌再多的石墨片,使用再大的均热板,热量实际上还是处于机身里,只不过是被分散得更均匀一点而已。
内部导热堆料再厉害,最后还得靠外壳散热
正因如此,对于大部分因为厚度、美观,或是产品定位等因素而不能使用主动散热设计的机型来说,它们的“散热设计”也就始终跳不出三大固定的思路。即通过让芯片降频来减少热量的产生,通过更大机身面积来加快外壳对空气的热辐射,以及通过导热率更高的外壳材料,来加快机身对于使用者手掌的热传导速度。
很显然,这三种办法都有着非常明显的缺点,比如频繁且严重的降频会影响流畅度,更大的机身会影响手机握持的舒适度,而过高的外壳热传导性能(比如早期某些全金属的旗舰机型)则会令手机出现明显的“发烫”现象,操作不舒适不说,甚至还会引发用户额外的安全性担忧。
或许正是因为看到了传统智能手机不断提高的性能,与始终难有彻底突破的散热设计之间的矛盾,一家名为IDTechEx的研究组织近日发布报告称,未来主流智能手机散热设计发展方向,很可能会转向被动式风冷与隔热材料的组合。即在机身内部设计能让空气流通的风道,并通过在外壳上设计细小的缝隙,来实现内外冷热空气的交换,同时在边框和背板内部施加诸如特殊隔热膜、隔热气凝胶之类的材料,确保机身内部的高温不再通过中框和背板进行传导——也就是说,不再会有“烫手”的烦恼。
虽然乍听之下,这种“放弃外壳导热,全面转向风冷”的思路非常离经叛道,但事实上它所涉及到的基本设计和特殊材料,在消费电子领域早已不再新奇。比如说多年前的努比亚红魔与红魔Mars游戏手机,使用的就是在背板上开防水导风孔,在机身内置风道的被动式风冷设计;而由Gore工业设计的隔热薄膜材料在戴尔XPS笔记本电脑的掌托部分其实也已经应用多年,并且取得了很好的效果(当然,大部分人更熟悉的Gore产品可能是他们的GoreTex防水材料)。
这样看来,IDTechEx这份关于智能手机未来散热设计方向的报告,还真不见得是异想天开,而它理论上也确实能够在增强机身散热的同时兼顾机身厚度,改善握持手感。只不过考虑到在如今已经是堆砌得满满当当的旗舰手机内部,还要设计出独立的(而且最好还得是防水的)风道的结构难度,以及目前Gore隔热材料的超高成本(这玩意此前是用在航天器上的),在经历了如此一番“变革”之后,未来的新型智能手机是否会因为新种散热设计,而再一次大幅增加成本和售价呢?很可惜,关于这一点,IDTechEx方面就没有明说了。
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