发热降频游戏掉帧!手机散热还能怎么玩?

CFan 电脑爱好者 2021-04-22 10:48产品 标签:手机 散热

如果你非常在意手机跑分成绩,可以尝试将手机放进冰箱,此时运行安兔兔等软件时你会发现分数能比室温状态高出一截。

和电脑一样,手机性能来源于处理器(准确来说是SoC,集成CPU和GPU两大单元,以及DSP、ISP和基带等模块)。手机在跑分等高负载模式下发热量增加,如果提升的温度超过了散热设计的冗余量,就会触发降频机制,导致游戏帧数的骤降和跑分成绩的降低。

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把手机塞进冰箱等于物理降温,可以将手机表面以及处理器的温度压制到较低的状态,怎么玩都能满血输出。

问题来了,我们不可能每次玩游戏都带着冰箱,放冰箱跑分也属于一种作弊行为。一款手机性能和游戏表现,主要还得看其自身散热设计的优良中差。

像《王者荣耀》级别的游戏,整体负载相对较低,绝大多数中高端手机都能长时间满帧运行。

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然而,自从《原神》这款手游爆火之后,就成为了手机散热的“照妖镜”,在画质全开且打开高帧率模式后,中端芯片无法满帧,高端芯片容易过热降频,通过性能狗监控软件的曲线来看,99%手机的帧率曲线都不够漂亮,动不动就来个帧数骤降,玩个30分钟后手机表面会很烫手,帧数也会出现较大的回落。

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总之,如果你是游戏控,特别喜欢玩《原神》等手机上的3A级别大作,就必须要考虑到手机的散热设计。

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那么,手机想要优化散热,需要从哪些方面着手呢?

优化散热材料

早期智能手机的散热优化都比较原始,比如在后盖、电池和屏幕基板上贴上大面积的石墨散热膜,它的主要作用是用来分散热量,将温度均匀化,在一定程度上消除单点高温的现象。

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不过,石墨散热膜的截面积太小,所能承载的热流相对有限。在手机还是以塑料外壳为主的年代,不少手机还在后盖和屏幕基板内层填充了一层金属作为导热板。

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随着玻璃后盖的普及,绝大多数手机依旧保留了金属中框和骨架内的金属导热板,它们在手机运行时都能分担一些热量的发散作用。

主板结构优化

手机游戏大都需要横屏操作,既然芯片温度不容易降下来,那让发热源远离人手,让用户不容易感受到不就结了?

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绝大对数手机的结构都是PCB主板在上,电池在下,横屏持握手机时注定会有一只手会接触到来自主板的热源。为此,有些手机改用L型主板,将SoC等发热单元放在L型主板靠近机身中间的位置,哪怕它依旧发热量很高,但由于远离人手的持握区,保证了相对清凉的操作体验。

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再后来,还出现了主板中置的设计,即采用双芯电池,将主板夹在上下两块电池之间,亦或是夹在左右两块电池中间。

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找来热管帮忙

改变主板布局属于治标不治本,只是将热源挪了个地方,该热该是热。要想切实解决发热隐忧,还是需要更有效的辅助散热手段。

于是,手机开始学起了笔记本,在SoC芯片表面覆盖了1根热管。

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如果1根不够就加2根。

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进阶VC均热液冷

问题来了,手机内部空间有限,很难加装太长太粗的热管,而且手机内部还没有风扇和鳍片辅助散热,所以热管只能缓解短时间的发热,最多让芯片在几分钟的跑分过程中可以满血运行,但要玩上30分钟游戏,堆积的热量根本散发不出去,依旧会出现过热降频的问题。

于是,一种比热管更高级的货出现了——VC均热板。

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热管和VC均热板的差异主要表现在内部的传导方式方式上。热管受制于“条状”形态,热量(热蒸汽)只能在左右两个方向上进行线性传导。

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反观VC均热板,得益于其“片状”的形态,热量可以向多个水平方向传导,冷凝的效率更高,而且它与热源以及散热介质的接触面积更大,能够使表面温度更加均匀。由于VC均热板和能与发热源直接接触无需基板,还可进一步降低热阻。

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有些手机甚至还会同时塞进VC均热板和热管,结合石墨、铜箔、金属骨架,算是比较豪华的散热设计了。

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此时,手机之间比拼的就是VC均热板的面积,从1000多平方毫米到最多4000多平方毫米,显然后者的散热底蕴更醇厚。

塞进涡轮风扇

还是那个问题,无论热管还是VC都只能将SoC温度从一个点传导至一个面,但如果热量源源不断,总会超过整套散热系统的阈值上限,玩游戏时间越久,迟早会出现过热降频帧数骤降的问题。

于是,以红魔为代表的手机将涡轮风扇也带入到了手机领域,通过风扇将热管和VC均热板的热量排出手机之外,从而形成了一个正反馈,散热效率较之无风扇的产品要高出一截。

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随后,这种散热结构又被联想发扬光大,最新上市的拯救者电竞手机2 Pro不仅采用主板中置,还一口气塞进了2个涡轮风扇,同时还配备超大液冷VC均热板,可以说是已经达到了手机散热设计的天花板。

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拯救者电竞手机2 Pro

但是,拯救者电竞手机2 Pro的散热设计也带来一个后遗症,那就是整个手机背壳中间凸出一大块,相当于自带一个散热背夹,竖屏持握时有点别扭,而且整机重量也超过了260g,真正的半斤手机。

外挂散热背夹

想彻底解决手机发热问题,其实还是需要从SoC芯片的制程工艺和核心架构的效率着手。不过,骁龙888已经用上了最先进的5nm制程,但依旧架不住魔改的高频X1和A78核心,在可预见的未来,我们也不要指望中高端SoC能在发热方面有什么改观。

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在手机内部散热设计上,更大面积的VC均热板将成为主流,但能塞进涡轮风扇的产品则依旧小众,毕竟现在绝大多数消费者还是希望手机可能更轻薄。

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对于喜欢玩游戏的童鞋,小编的建议是不要打开“高性能模式”(普通模式已经可以流畅玩了,高性能模式只会带来更多的发热),适当降低游戏画质。如果你非要画质全开,让手机芯片满血输出,最好还是买一个散热背夹,玩游戏时套上,玩完游戏再摘下来,更换手机后散热背夹还能留给新手机用。

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现在甚至还有水冷散热背夹,只是效果嘛....

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