一场「风暴」,让暗影精灵时刻保持出色战力
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2013年,腾讯公司代理的MOBA(多人在线战斗竞技场游戏,Multiplayer Online Battle Arena)电竞游戏《英雄联盟》同时在线人数达到500万¹的消息彻底引爆了中国电竞游戏市场,也让游戏本从小众正式走向大众。
随着游戏开发中使用多边形数量的不断提升、光线追踪(Ray Tracing)、深度学习超采样(DLSS)等新兴画面技术的引入,游戏变得越来越有冲击力和沉浸感,游戏的硬件配置需求也在水涨船高。但对游戏玩家来说,要想全程体验流畅丝滑的电竞对局,除了要关注硬件配置的「纸面数据」,比如CPU睿频频率、GPU核心数量、GPU显存大小,还需要关注笔记本的散热系统。因为硬件配置决定了其理论能够达成的运算速度上限,而散热系统的效果,才能真正决定在激烈的电竞游戏中是否能发挥硬件配置的全部实力,达到电竞玩家关注的「出色性能」。
一、游戏本的散热系统
笔记本运行的热量从哪里来?即“热源”是什么?
事实上,一台笔记本电脑运行的大部分热量由CPU、GPU产生。随着摩尔定律带来的芯片集成度提高,芯片单位面积的功耗与发热也在不断上升;当然,随着机器长时间运行,内存、闪存颗粒、电感、电容、电阻等零散部件的发热量也会不断上升。这些部件的发热累加在一起,就构成了游戏本的所有热源。
笔记本电脑散热系统,从芯片到外壳,整套导热系统由硅脂、导热板、热管、散热鳍片、风扇、出风口等部位构成。

如果把笔记本的散热系统比作一条热量传递的高速公路,那么最关键的部分无疑是热管、散热鳍片和风扇。因为热管是笔记本散热系统中热量传递的「主干道」,散热鳍片则是热量传递的「出口」,而风扇则是推动热量从主干道「走向」散热鳍片的核心动力。
如果我们把一台游戏本的散热过程进行拆解:

首先,来自于CPU、GPU芯片和周边配件的热量被导热板收集传递给用铜等易导热的材料制成的热管,目的是将位于笔记本电脑中心部位的热量向外运输,完成热量传递。
随后,由于热量的扩散和交换,热量会逐步沿着热管从核心芯片扩散到散热鳍片。它和热管之间以导热性良好的锡作为介质进行焊接,由于外部和内部的温差,内部的热量会被快速引导至鳍片,随后由风扇驱动空气加速鳍片端的热量交换。
这里需要划重点:风扇的位置,很大程度上决定了散热鳍片的散热效率。基于合理的机身风扇位置排布,缩短流道、减少风阻,将风量损失降到最小,就可以做到以更高的风速带走高温鳍片上的热量。要让笔记本时刻保持高性能状态,需要散热组件的紧密配合,才能达成更好的散热效果。
二、优化散热效果的技术挑战
那么,是不是说只需要不断强化各个组件的尺寸和强度,就能实现散热系统的不断进阶了呢?答案也是否定的。

首先,游戏本的机身空间是有限的,单个硬件组件的数量和尺寸的增加,都有可能影响到其他硬件的布局、甚至会导致整体机身厚度和重量的增加。
其次,像是鳍片、扇叶等精密部位的生产和制造,会因为其自身的材料强度限制,无法无上限地增加密度和数量。
最后,散热组件的排布还会影响到用户体验:热管放置得过于接近键盘工作区,就会让人体感上觉得烫手;风扇的位置过于靠近内部,就会需要用更大的转速来排出热空气,随之就会带来噪音的增加等等。
所以,笔记本散热系统是基于多种构造单元的相互配合,共同作用。单一的靠强化功能和强度并不能实现散热效果的持续优化。相反,散热系统的进阶优化需要基于对散热模组整体的熟悉和了解,不断探索多种不同散热组件之间的最佳平衡,不断完善关键部件排布方式,实现空间利用的不断优化。
三、「酷凉风暴」的进阶之路
在酷凉风暴散热技术的设计上,惠普从来不做单选题;除了满足性能上的充分释放外,还对散热系统有着更高的要求——让游戏本兼具性能与便携性,且尽可能降低散热系统对玩家的干扰,保证系统长期的运行稳定。
正是这样的「既要」、「又要」、「还要」的严格要求,让惠普工程师不断投身于技术研发与迭代,将先进工艺藏于一个又一个细节之中,尽可能实现在空间利用率和用户体验上的双赢。

在越来越高的整机功耗面前,惠普持续不断尝试把机身的XYZ轴压到最小、把单位空间体积散热能力做到持续提升,在不显著提升机身体积的前提下满足高性能释放和稳定长时间运行的散热要求,让游戏本始终具备便携属性。甚至在OMEN暗影精灵9代,出现了Slim这样的全新机型。它同时拥有游戏本级的155W整机功耗输出和19.9mm这个主流办公本厚度,让轻薄和游戏性能首次不成为两难之选。
其次,在具体散热系统的硬件设计上,惠普不断在细节处打磨迭代,力求做到更好:

就拿看似简单的风扇来说,为了满足低噪和散热这两个目标,惠普先在OMEN暗影精灵7中引入了液态轴承和三项马达,降低了由结构带来的共振杂音;随后又在OMEN暗影精灵9中引入了Y型叶片设计,让叶片数量达到了120片以上,在提高进风量的同时进一步降低了叶片旋转时由于气流流通产生的噪音。同时,搭配可自行调整的风扇曲线,让机器可以根据CPU核心的温度,对风扇和性能进行动态调校,从而实现风扇转速的平缓变化,达到相对「静音」的体验。
在导热管的迭代上,惠普选择了在同样面积中容纳更多热管的迭代思路。从OMEN暗影精灵7的四热管再到OMEN暗影精灵9的五热管,热管的数量增加、热量传递的距离也缩减。这样做,可以让来自核心的温度能够更快更迅速地借由风扇传导到外部,还能不挤压其他硬件设备的空间,为提供续航的电池留有余地。
在气流进出的风路设计上,惠普在确保机身整体强度和稳定性不变的前提下,不断尝试增加更多的进风和出风通道,从最初的两进三出到现在的两进四出,每一次微小迭代的背后都需要对模具进行反复的调整和打磨。
最后,在作为热量主要出口的鳍片设计上,惠普也不断尝试在确保结构强度的情况下增加鳍片数量,甚至在OMEN暗影精灵9机型上将鳍片数量拉高到了200多片,让热量能够充分与空气进行交换。
可以说,酷凉风暴的每次进阶,都是一场对硬件工程师的考验。而惠普也将不断努力,不断为玩家带来兼具便携与性能的出色游戏体验,真正做到「玩出内力,再来亿把」。
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*此文仅为技术分享,不代表实际承诺。文中提及的部分配置技术仅限于特定机型,具体机型配置及参数请垂询惠普官网或销售人员。
参考
¹英雄联盟同时在线超500万 3年攻下网游王座http://news.17173.com/embed/final/kuai/#3259343_1_10009