在筆記本的散熱模塊中,最關(guān)鍵的三要素就是熱管、散熱風(fēng)扇和散熱鰭片,此外還有用于提升它們之間接觸面積和導(dǎo)熱效率的元素。
隱藏的中介和填充層
很多筆記本在CPU、GPU、顯存和供電模塊等芯片的表面都覆蓋有一層銅質(zhì)的散熱片,作為芯片與熱管之間的“中介”,它的首要任務(wù)就是將熱量迅速從芯片體內(nèi)“抽出”,還起到了增加接觸面積和擴大散熱面積的功效。
實際上,在芯片與散熱片、散熱片與熱管之間還存在著一層作為填充物的導(dǎo)熱硅脂,真正“講究”的散熱設(shè)計,還應(yīng)該對散熱片和熱管的表面進行精細的打磨——銅質(zhì)的散熱片和熱管表面普遍非常粗糙,在微觀上會影響它與導(dǎo)熱硅脂的充分接觸。
但在使用CNC等工藝對金屬表面進行打磨和拋光后,則可以最大化它們與導(dǎo)熱硅脂的接觸面積,這樣才能以100%的效率實現(xiàn)熱量的傳導(dǎo)。
至此,在“CPU/GPU→導(dǎo)熱硅脂→散熱片→熱管”這個過程中,筆記本的散熱之旅已經(jīng)進行到了一半,接下來就是如何將熱量“消滅”于機身之外。
來自熱管的任務(wù)
熱管是由純銅打造的一段中空的金屬管道,與CPU/GPU芯片接觸的部分為“蒸發(fā)端”,與散熱鰭片接觸的部分則為“冷凝端”。
熱管內(nèi)填充有冷凝液(如純水),其工作原理是芯片表面的高溫會將熱管蒸發(fā)端部分的液體轉(zhuǎn)化為蒸汽(真空狀態(tài)下沸點很低),并沿著管腔移動到熱管的尾部(冷凝端)。
由于這個區(qū)域溫度相對較低,所以熱蒸汽很快就會被還原為液體,并通過毛細作用沿著熱管內(nèi)壁流回原始位置,周而復(fù)始完成熱量的傳遞。
與臺式機領(lǐng)域的處理器和顯卡所用的圓柱形熱管不同,筆記本內(nèi)部空間極為有限,必須先將熱管的管芯結(jié)構(gòu)從圓柱形壓扁后才能塞進去,而不均勻或過度的扁平化會阻礙管芯內(nèi)液體的轉(zhuǎn)移,而過度的彎曲也會影響導(dǎo)流效果。
散熱鰭片的功效
對筆記本的散熱模塊設(shè)計而言,熱管的直徑越粗,數(shù)量越多,導(dǎo)熱效率自然也就越高。但是,想在最短時間內(nèi)將熱管冷凝段的熱蒸汽還原為液體,對搭配的散熱鰭片也提出了更高的要求。
散熱鰭片在電子工程設(shè)計的領(lǐng)域中被歸類為“被動性散熱元件”,它的材質(zhì)以鋁和銅為主,工作原理是將從熱管傳遞來的熱量以對流的形式散發(fā)掉,散熱效率取決于表面積的大小。
由于當前連游戲本都開始了“瘦身競賽”,這就導(dǎo)致散熱鰭片不能再通過厚度增加表面積,只能依靠增加散熱鰭片模組的長度或數(shù)量、增加散熱鰭片扇葉的密度加以改善了。
需要注意的是,除了少數(shù)采用無風(fēng)扇設(shè)計、追求極致輕薄的筆記本以外,散熱鰭片是不能獨立存在的,一組散熱鰭片就必定對應(yīng)一個散熱風(fēng)扇和對應(yīng)的散熱出風(fēng)口。
原因很簡單,對搭載15W或更高TDP處理器的筆記本而言,散熱鰭片根本無法滿足芯片內(nèi)散發(fā)出來的熱量,必須借由風(fēng)扇通過從外部吸入的冷空氣來驅(qū)走這些熱量!
至此,終于輪到散熱循環(huán)中最關(guān)鍵的散熱風(fēng)扇登場了。
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