现在智能手机的功能越来越强大,而主频提高,连续使用时间变长造成了手机的发热问题日益凸显,因此手机的“热设计”开始越来越受到厂家的重视。
在谈手机的热设计之前,让我们先了解一下手机为什么会发热。一般而言,智能手机的主要热源有这么三个: AP部分、BP部分(有可能为独立而非集成)以及最后的充电模块。
AP的全称是Application Processor,中文翻译为“应用处理器”,它主要负责执行操作系统、用户界面以及应用程序等的处理需求,一般情况下,AP部分发热的原因是主要是因为长时间、高负载的应用运行(比如说拍照、大型游戏,长时间视频等)。
BP的全称是Baseband Processor,中文翻译为“基带处理器”(也就是我们常说的基带芯片),经主要负责处理射频信号的调制发射和解码接收,BP部分发热则主要是长时间或大功率的网络负载(如弱信号时手机会自动加大发射功率,比较典型的譬如在地下室,高铁上等)。
最后是充电模块发热,这个比较简单,它主要是因为手机在充电过程中热阻产生的热量。
了解了手机的发热源,我们就知道要解决手机的发热问题,必须要多管齐下,才可能真正解决手机的发热问题。
在中国的手机厂商中,华为最早研究手机“热设计”的厂家,并取得一系列的成果。华为通过AP、BP、架构、材料及多个方面的研究,进行了创新性的手机热设计,譬如其最新推出的旗舰手机荣耀7,就可以说是目前智能手机中一款“绝对冷静”的手机。
首先说说它的AP部分,也就是手机最核心的处理器部分。荣耀7搭载的麒麟935八核芯片采用四个2.2GHz主频的A53核心+四个1.5GHz主频的A53核心,麒麟935芯片最大的创新之处是在Cortex-A53的基础上自主研发了Library,形成了全新的A53架构,使得处理器能稳定运行在2.0GHz上。麒麟935的4*A53Big+4*A53Little异构八核的这一结构,既能满足高CPU主频使用场景下的性能需求,又能保持较好的功耗可以根据用户负载任务,big.LITTLE技术可以使得荣耀7在一定范围内将ARM高能效比与高性能核心组合起来搭配使用,在不同任务负载下分配不同的核心以适配需求,这一技术让手机芯片的发热问题得到了很好的解决。
BP部分可以说是华为最强的地方,华为多年的通信积累,让它在无线射频,信号等多方面有着非常深厚的技术积累。以信号为例,在同样的环境下,荣耀7的手机信号比其它品牌的手机要高出3dB之多!这也意味着,在同等的网络环境下,荣耀7的手机信号是其他手机的2倍,这使得荣耀7在4G中的占网能力更强,也就是被消费者俗称的“4G不掉线”技术,荣耀7在这方面的领先技术,让它很少会出现其它手机因信号问题导致的手机发热问题,特别是在高铁,地下室等使用场景下,荣耀7不仅仅信号更强,同时发热问题也得到了解决。
另外,荣耀7在硬件工艺与架构升级、系统底层优化、手机模具设计等手机架构上,也有着一系列创新性的技术和解决方案,大大降低了手机的发热可能性。荣耀在这方面的主要技术包括:高导热铝合金支架+石墨散热片+C形板架构+导热凝胶。
在架构上,荣耀7的C形架构,很好地将热源进行了分布,这使得其整机在使用过程中,能够均匀的散热,而不会出现某一局部的温度过高的情况。
荣耀7的前壳采用铝合金工材料提升整机散热能力的同时降低整机厚度和重量,同时全金属的后壳,更是极大改善了手机的散热性能,因为金属相对于常见的塑料材质来说,导热性能高出很多,同时金属背板除了导热性之外也能够提供一定的抗扭强度,所以这种处理方法也常被用来加强手机结构强度。
(图:荣耀7采用了石墨散热片,除了优良的散热性能还兼居抗震性能)
另外,荣耀7还采用了石墨散热片,在荣耀7中,石墨散热片一般在手机内部存在多片,充当最热点的缓冲层,以防止过高温度对屏幕正常工作的影响。石墨由于其独特的物理结构使得其导热性能非常好,并且它又能够加工成任意大小的薄片,对于手机内部的结构有着良好的适用性。并且除了导热之外,石墨散热片还具有一定的抗震性能,这对于在屏幕后方设计隔热结构也具有一定的用处。
(图:荣耀7的超强铝合金电池盖,让处理器热量更快散开,性能提升同时温度更低)
最后,荣耀7还在芯片上镀上了一层导热凝胶,再加上墨导热材料,这些在增强了手机的抗摔性能同时还起到导热降温的效果。
由上可见,由于荣耀7在多个方面都采用了独特的热设计,因而成就了荣耀7在散热方面的“绝对冷静”。