它比熱管還重要!解密筆記本散熱風扇的效率之謎

CFan 電腦愛好者 2020-01-15 13:27產品 標簽:風扇 筆記本

筆記本的性能可以發揮幾何,散熱模塊設計至關重要。作為筆記本散熱模塊的“三要素”之一,風扇的作用毋庸置疑,所以在挑選筆記本時很多用戶都覺得風扇數量就是越多越好。實際上,影響風扇性能的因素還有很多,看著差不多的風扇,效率總會因這些因素而出現較大的差異。

00

深度剖析散熱風扇

在筆記本散熱模塊的三要素中,散熱風扇在很大程度上可以彌補熱管和散熱鰭片自身導熱和散熱效率的不足,而這也就是為什么硬件配置相同,散熱風扇、熱管和散熱鰭片數量設計看似一樣的筆記本之間,散熱性能卻存在極大差異的根本原因。

確保風道的通順

臺式機處理器專用的散熱風扇多為軸流結構,我們可以將其理解為縮小的電風扇,以垂直方向推動空氣,從而加速位于其底部散熱片的熱量流失。

07

筆記本內部空間有限,風扇和散熱鰭片不可能再垂直排列,只能按照水平方向擺放,所以這就需要風扇朝著側面的指定方向吹風。

因此,筆記本專用的散熱風扇都以渦輪結構為主,扇葉與旋轉面垂直呈環形排列,在工作過程中空氣由軸向進入環形扇葉所包圍的空間,隨后被扇葉旋轉帶動的離心效應橫向甩出,在扇葉外圍形成一道漩渦狀散射氣流,受到流道的導流作用從風柵口切向吹出。

08

換句話說,臺式機常用的軸流風扇好像“散彈槍”,它的散熱區域呈面向分布;筆記本專用的渦輪風扇好似“狙擊槍”,它的散熱區域以點為主,需要將垂直方向收集的冷空氣匯聚到面向散熱鰭片方向的一個點上,想要發揮100%的效率還需要避免風量的無謂損失。

09

因此,拆開筆記本,你會發現絕大多數筆記本風扇和散熱鰭片之間,都貼有一片或幾片黑色的醋酸布膠帶堵住縫隙防止“漏風”,我們每次拆機除塵清灰后一定要記得重新將醋酸布膠帶貼回去,否則會影響風道吹風的效率。

10

需要注意的是,現在很多輕薄本為了追求纖薄設計都采用了“下沉式”轉軸,如果散熱出風口位于機身后部,在掀開屏幕后B面底部必然會擋住一部分出風口,從而損失一部分散熱效率。

11

想避免這個尷尬,要么采用出風口側置的設計,要么就改用立式轉軸,或是在“下沉式”轉軸的基礎上,將屏幕B面底部“挖”出一個凹槽。

12

此外,散熱風扇普遍是依靠位于筆記本內部的散熱孔“吸風”再吹向散熱鰭片,保證這個“進風道”的順暢也能提升一定的散熱效率。

有些筆記本在底蓋對應散熱孔的位置并沒有貼防塵網,用容易進灰的隱患換來了更大的進風量;有些輕薄本采用了獨特的“翹臀”設計,打開屏幕后轉軸可以將鍵盤向上撐起一定角度,從而確保筆記本底部空氣的流通;

13

當筆記本放置于靠近墻壁或工位隔斷附近,后置出風口排出的熱浪會反彈回筆記本的底部,如果被風扇吸入這些反彈回來的熱風勢必會影響散熱,因此很多筆記本會通過長條形的腳墊阻斷D面散熱孔和后置出風口的“接觸”,類似的細節設計都會對筆記本實際散熱起到一定的增益效果。

14

風扇的尺寸和工作電壓

對散熱風扇而言,尺寸越大,在相同轉速的前提下風量也就越大;工作電壓越高,就能運行在更高的轉速上,從而形成更大的風量。很多輕薄本和游戲本雖然配備了2個散熱風扇,但卻是一大一小,而且規格也并不統一。

15

筆記本風扇的工作電壓普遍都是5V,少數高端游戲本則會配備12V電壓風扇,對應“狂暴模式”下的風扇轉速,但大電壓帶來的大風量的同時,噪音問題也會愈加凸顯,僅適合帶著耳機玩游戲的使用場景。

仿生的扇葉和材質之別

當筆記本散熱風扇的尺寸和工作電壓一定時,其風量、噪音和散熱效率就將由葉片數量、材質和仿生設計決定了。

很多輕薄本風扇的葉片數量多在50片~60片之間,游戲本風扇的葉片數量則會更多一些,其中最具代表性的就是華碩ROG冰刃系列。在冰刃1時,其內置風扇葉片為71片,而ROG冰刃3的扇葉則提升到了83片,最薄處更是只有0.2mm。問題來了,筆記本風扇的葉片是不是越多越好?

答案是,風扇葉片的數量存在一個臨界點,必須在葉片數量和它們的間距之間取得平衡,在太小的空間中塞入太多的葉片意味著沒有足夠的空氣被推出。為了找到這個平衡點,OEM廠商往往會通過行業標準的仿真軟件對氣流變化進行評估。

16

在噪音方面,就需要“仿生學設計”登場了。ThinkPad高端機型主打的“鷹翼風扇”,宏碁掠奪者游戲本力推的“刀鋒速冷風扇”都參考了貓頭鷹翅膀特有的羽毛排布,每片扇葉都不是一個平面,而是凹凸不平的鋸齒狀,在厚度不足5mm的超薄空間內也能提供較大的風量,全速運行時的噪音也得到了很好的控制。

17

此外,風扇內部葉片的材質幾乎都是塑料,如果換成金屬材質,在相同電壓和轉速下的風量會更大。以宏碁掠奪者游戲本為代表的第四代3D刀鋒速冷金屬風扇,官方就表示其風通量較同尺寸塑料風扇提升45%。

不過,金屬扇葉風扇雖然好,但它的組裝難度和成本更高,一旦因組裝期間失誤或平時掉進雜物導致扇葉變形,反而會影響散熱效果。因此,更多的OEM廠商才更青睞塑料材質葉片的風扇,讓每一片扇葉的變形度、形狀都在控制范圍內。

論除塵的必要性

由于筆記本散熱模塊的密閉性,長時間使用注定面臨堆積灰塵的問題。因此,定期給風扇除塵,在散熱片和芯片之間重新涂抹硅脂是必需的。就風扇的防塵能力上,華碩應該是最有心得的。在很多華碩新款游戲本中,都引入了“ANTI-DUST”概念的風扇,當有灰塵進入風扇腔體內,可以順著預設的除塵通道將灰塵顆粒排出到風扇之外,長時間使用也不會堵住散熱鰭片(。

18

筆記本風扇外殼的材質也會略微影響散熱效果,有些筆記本的風扇采用了塑料機身和金屬頂蓋,利用金屬導熱性更好的優勢提升了一定的散熱能力。

19

此外,筆記本風扇外殼是否可拆、是否容易拆,會對日后自行除塵清灰的難度造成影響,一些筆記本采用了連體式的熱管、風扇和散熱鰭片,風扇外殼無法拆開,也就無法對內部的扇葉進行定點清理,存在清灰的“死角”。

20

小結

總之,就是這些細節影響著筆記本的散熱能力,也同時影響著筆記本性能的發揮。最后還需提醒大家的是,購買筆記本,特別是游戲本,電源適配器的功率也非常重要,很多配GTX1050Ti的游戲本只配120W功率的電源適配器,根本“喂不飽”i7+GPU的滿負載運行所需的功率。一般來說,輕薄本需要至少65W功率的適配器才夠用,而GTX1650游戲本需要150W,GTX1660Ti或更高檔次獨顯的游戲本,就需要180W甚至200W以上才可以。

 

炸金花实用口诀