无论Android手机还是iPhone,散热已经成为了「最大瓶颈」

时间:2021-07-26 07:00 来源:爱范儿 作者:佚名 阅读:996 原文链接:点击获取

在 Apple Store,749 是一个神奇的数字。

花 749 元你能买到一个 HomePod mini,或是一个 MagSafe 外接电池,但买上一根 Apple Watch 编织线却仍然要加钱。

同一价格的产品,不同人对于它的价值认知是不同的,这也是 MagSafe 外接电池被部分用户调侃‘鸡肋’的原因,5W 的无线充电功率,让人们回想起那个被 5V1A 主宰的绝望年代。

但其实,MagSafe 外接电池充电功率低、速度较慢,并完全是它自身的问题,作为受益者的 iPhone 也要负上责任。

iPhone 12 的散热限制了 MagSafe 的发挥

去年苹果推出 MagSafe 充电器,整整将 iPhone 的无线充电功率翻了个倍,达到了 15W,不过还没等高兴完,不少人就发现实际充电功率往往很难长时间稳定在 15W,导致整体充电速度并不快。

最近推出的 MagSafe 外接电池也是一样,我们模拟日常观看 B 站视频场景,测试了 iPhone 12 mini 使用 MagSafe 外接电池充电的体验,其他测试条件和结果如下:

▲不同温度下充电效果有区别,数据仅供参考

可以看到,5W 的充电功率确实不太够,而室外高温则会进一步影响充电速度,出现充电量小于耗电量的情况。

毕竟 iPhone 12 mini 实在是过于紧凑,不利于散热。

而一旦接快充线作为无线充电器使用又会好上一些,使用 20W PD 充电头接入 MagSafe 外接电池,iPhone 12 Pro Max 息屏状态下半小时从 60% 充至 77%,38 分钟左右充至 80%。

至于第三方外接电池,我询问了身边几位使用 Anker 5000mAh 磁吸无线充电宝的朋友,他们大多表示日常亮屏使用时不会烫手但有明显发热,使用时电量几乎不太涨,充电效率不高。

我那位将 iPhone 12 mini 作为主力机的朋友则表示,这块 5000mAh 的外接电池还是有意义的,毕竟能增加不少不少续航,而且不到 200 元的价格对比官方版确实有优势。

正如苹果为这个产品取的名称一样,它应该是一块外接电池,而非充电宝。

它的优势体现在更灵活的充电方式,接线和单独使用对应不同的使用状态,在家或办公室就是个充电器,外出时它就是手机的‘第二块电池’。

只不过使用体验确实比上一代苹果电池壳 Smart Battery Case 要弱上一些。

同一功率的快充,现阶段无线充电效率和速度比起有线还是差一些, MagSafe 外接电池放电时,也做不到像电池壳一样,先使用外接电池后使用手机电池。

但如果把问题全部归于 MagSafe 外接电池,乃至无线充电宝,MagSafe 可能就要委屈了,明明 iPhone 也要负不小的责任。

自从 iPhone X 之后,苹果就用上了堆叠式主板结构,到 iPhone 12 这一代内部空间更是紧凑,而且内部仅使用一片石墨材料引导帮助散热,这就造成了手机整体散热效率比较低。

▲ 图片来自 iFixit

基于电磁感应的无线充电技术本身就会散发不少热量,电池充电也会积蓄热量,时间一久热量没有较好地散开,就会导致手机降频、充电功率下降。

苹果官方也曾表示 MagSafe 快充会导致 iPhone 过热,因此会通过软件限制充电至 80%,直到温度降下来。

MagSafe 原本是 AirPods 之后,苹果又一品类无线化改造尝试,但 iPhone 12 系列不算太好的散热,为 MagSafe 无线生态发展蒙上了一层阴影。

散热影响深远

一体化和堆叠化已经是手机设计中最常见的产品策略了,从 iFixit 近几年的拆解结果来看,产品可维修分值是越来越低了,对结构要求更高的折叠屏手机尤甚。

这其实是手机厂商之间充分竞争、不断提升产品素质的结果,堆叠式排布能更好的利用手机内部空间,留出更多空间给电池、摄像模组等关键手机元器件。

但它的后遗症——散热不佳,反而成为了智能手机体验提升的限制。

除了影响 MagSafe 外接电池体验,今年年初工信部发布了《无线充电(电力传输)设备无线电管理暂行规定(征求意见稿)》,其中就提到了将无线充电功率限制在 50W 以内。

这样一来如果想进一步提升充电速度,散热是一个无法躲避的问题,无论是手机还是充电器本身,更好的散热都意味着能维持更久的高功率充电。

另一方面,手机芯片性能这几年虽然都在逐步提升,但移动软件端也逐渐出现了更多‘榨干性能’的应用,最典型的就是游戏。

iOS/iPadOS 平台上的《帕斯卡契约》充分证明了手机也能运行高画质、复杂的准 3A 类游戏,同时它对于手机的性能、散热要求也更高。

而《原神》对于性能的高要求,则大大提升了这款游戏的准入门槛,在我们的之前的测试中,即便是骁龙 888 也比较难全程保持 60 帧,而年年领先行业的 A 系列芯片,玩久了照样会发热。

《原神》在商业上的成功,也会推动其他游戏厂商跟进,试图在手机平台上开发开放世界类型的游戏。

人工智能(AI)技术在手机的应用也越来越多,如 Google 的计算摄影、照片多帧合成算法,苹果在 iOS 15 推出上屏幕识别功能,华为用 NPU 芯来做视频渲染等。

最新的苹果 A14、高通骁龙 888、华为麒麟 9000 其中都有相应 AI 单元,这些好用的功能都需要更高的芯片算力。

算力提升常常意味着功耗增加,芯片发展仍然是一个循序渐进的过程,像 M1 这样保持较低功耗的同时还能大幅提升算力的情况,仍然是少见的。

▲M1 版 iMac 能去除‘大风扇’,和 M1 芯片相对较低的功耗有关

智能手机起初被称为‘掌上微型电脑’,而当它逐渐走向成熟之后,也不可避免地走上和 PC 相似的路。

热管、风扇、均热板齐上阵

向老大哥‘PC’学习已经是手机行业的一门显学,散热也不例外,例如黑鲨游戏手机 3 就用上了笔记本电脑上常见的热管。

黑鲨称其为‘三明治’液冷系统,其实就是在主板前后两端各放置一根金属热管,一般而言热管内会有大量毛细结构和相应的冷凝介质(处理后的水)、且管道内会保持真空。

这样一来手机内部升温到一定程度,传导到热管蒸发端,金属导热就会让冷凝介质汽化吸走芯片散发出来的大量热量,又由于热管内部是几乎真空的,液体汽化后就会自动流向压强小的液化端,最后凝结为液态流回蒸发端。

即通过水的蒸发吸热更快的传导热量,加快散热。

游戏手机为了追求极致的游戏帧率、更好的游戏稳定性,往往会选择更极致的设计,腾讯红魔游戏手机 6 Pro 就在手机里塞入了一个小型风扇,用以散热。

不过加入风扇虽然提升了散热能力,但为此也要妥协不少,一是红魔游戏手机 6 Pro 要在侧面开槽,让热风出来。

二是开启风扇后手机噪音还是比较明显,在办公室等安静的地方使用,一下就会成为同事们目光的焦点。

这样极致的设计显然不会出现在常见的旗舰产品中,它和现在一体化的趋势是相反的。

▲外置风扇或许是一个更稳妥有效的方式,毕竟风扇更大

更常见的是 VC 均热板设计,它可以视作是热管的升级,其散热原理和热管类似,都是通过液体在固体和气体之间的转换吸走大量热量,加快散热效率。

不过均热板面积更大,配合热铜箔、导热凝胶、石墨等导热材质组合使用效率更高,同时与热管相比也能更好地利用手机内部空间,避免形成中空缝隙。

▲ 小米 11 ultra 散热系统中包含 VC 均热板

VC 均热板也成为了目前主流的散热技术,包括小米 11 ultra、刚刚发布的 realme GT 大师版等产品都用上了这一技术,各家所用具体材料可能会有一些区别。

苹果产品预测准确率颇高的分析师郭明錤也曾表示,未来苹果将会在高端 iPhone 会搭载 VC 均热板,而最近曝光信息中也提到了下一代 iPhone 将使用更大的线圈,有可能解决 iPhone 使用 MagSafe 充电器的散热问题。

如真如预测所示,对于充电器无线化改造无疑是极大的增益。