从电子设备散热简史 看腾讯黑鲨游戏手机3的“三明治”液冷散热

从计算机诞生开始，“散热”就是一个永恒的话题。

在3月3日的一场线上发布会上，黑鲨科技联合腾讯游戏发布了旗下最新的腾讯黑鲨游戏手机3系产品。这台手机搭载了被称为“三明治”的液冷散热系统，采用了与别家完全不同的中置式主板架构，将核心热源区隔，并通过多层散热技术，将手机上下两根热管两面直触主板热源,在提升散热面积的同时，提升散热能力。

而在5G手机关键的CPU模组、5G模组以及充电芯片组等常规热源区域，腾讯黑鲨游戏手机3采用了隔离的散热分布设计，独特的中轴式主板散热架构，使得热源均匀分布的同时，横握手感更佳，相比其他手机的叠板设计，散热效果也更强。

但在此之前，人类都做了哪些努力呢？在1946年，世界上第一台计算机“ENIAC”问世。这台采用了电子管技术的计算机可以说是一个不折不扣的大家伙。ENIAC使用了将近18000个电子管元器件，重量超过30吨。虽然每一个元器件在运行时所散发出的热量并不算高，但ENIAC凭借庞大的元器件数量，依然让它变成了一个巨型烤箱。

根据当时留下的数据，ENIAC运行一小时要耗电174千瓦，这相当于1740个100w电灯泡同时点亮一小时。如果把单位换算一下，这一个小时所消耗的热量大概在15万大卡。参考百度百科的数据，100g猪肉含有的热量大概是271大卡，那么ENIAC的能耗就相当于……11万斤猪肉。

虽然ENIAC的零部件在设计上对高温有不小的抵抗力，但科研人员可受不了此等能耗所带来的炙烤。因此他们采用了大功率电风扇这种最原始的“风冷”办法来降低ENIAC的散热。

到了上世纪六十年代前期，晶体管取代了电子管，计算机进入了第二个发展阶段。虽然晶体管让计算机的尺寸、能耗获得了大幅度的降低。但集成度的提升让计算机对“散热”的需求更为迫切。

随着技术的飞速发展，计算机在上世纪六十年代之后就开始进入集成电路时代，CPU逐渐提升的频率让发热越来越明显，而主板等相关配件由于集成度的提高，却对温度越来越敏感。而图形技术的进化，让负责图像处理的GPU也成了一个发热大户。

为了避免处理器过热，很多厂商设置了一定的限制。当CPU的频率接近最高频率的时候，会自动进行降频，防止过热引发意外。这催生了一群特殊的人群，他们的爱好就是让处理器的性能长时间达到、甚至超过其最高性能，也就是——超频。对于“超频”爱好者来说，散热是他们要解决的第一个问题。如果没有处理好散热的话，有很大概率会导致硬件面临报废的危险。

在电子消费品史上，由于过热引发的产品问题并不罕见，其中游戏圈最广为人知的当属十几年前爆发的Xbox 360三红危机。当时，游戏手机的鼻祖：诺基亚NGAGE如日中天，Gameloft、育碧、EA等知名游戏公司纷纷为其推出了独占游戏。

但那是另外一个话题了，言归正传，我们说回到散热上。Xbox 360是微软在2005年末推出的第七世代游戏主机。由于它比竞争对手——PS3和Wii早一年上市，因此微软在当时可以说是占尽了优势。

但正是由于设计上的缺陷，导致Xbox 360在连续游玩的过程中，有大几率会出现主机突然无法使用的情况。这个被玩家称之为“三红”的问题让微软蒙受了口碑和金钱的双重损失。虽然微软从未披露导致“三红”的真正原因，但从故障发生时的状态和Xbox 360本身的情况来看，散热问题就是“三红”最大的元凶。

在初版的Xbox 360的设计中，微软低估了主机内部的发热量，没能采取有效的散热手段。这造成了主机在长时间运行时，GPU发出的大量热量不能被及时排出。主板的焊脚在高温的炙烤下熔断，使CPU和GPU脱落。

为了弥补“三红”问题的恶劣影响，微软将这一原因导致的保修从一年延长到三年。但在未对主机的散热进行根本上的改进时，有部分玩家居然出现多次换新之后依然“三红”的问题。直到采用CPU/GPU双45nm结构、改善散热器结构之后，“三红”才被有效的遏制。

和其他电子设备一样，手机同样受困于散热。在步入智能手机时代之后，手机和电脑、游戏机一样，在CPU和GPU方面，拥有了更加小巧的身材和越来越强劲的性能。

在5G到来的当下，手机用户也可以像PC、主机游戏玩家一样，在《和平精英》、《王者荣耀》、《战双帕弥什》这些游戏中选择适合自己手机性能的画面效果。手机性能越强，画面效果越好，设备发热也越严重，散热成了各大手机厂商亟需解决的问题。

金属背板散热、石墨片散热，很多厂商都给出了针对散热的先进解决方案，但即使强如苹果，在黑鲨之前，依然没有找到真正有效的办法。在没有厂商能给出成熟的解决方案之前，很多人发挥了自己的聪明才智，使用了很多有趣的方式帮助手机降温，比如用电扇吹、用凉水冲、安装“降温软件”等等。然而这些办法别说是治标不治本，有的时候连治标都做不到。

那么解决手机散热问题的路到底在哪里呢？国产游戏手机品牌“黑鲨”曾给出了一个可行性很高的解决方案。2018年，黑鲨游戏手机正式发布。除了骁龙845、8G内存、独立图像处理芯片，这些能够令手机游戏的画面体验得到提升的“基本配置”之外。它最引人瞩目的就是独创的“多级直触一体式液冷系统”。

（编辑：广州站长网）

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