谁是驯龙高手 浅析新一代旗舰手机的散热设计

小米和红米旗舰的游戏之惑

旗舰手机的性能毋庸置疑，特别是新骁龙8的GPU理论性能较之上代骁龙888最多提升了52%以上（图1），但这却并没能在游戏实际运行的帧数上体现出来。以第一批上市的新骁龙8代表手机小米12 Pro为例，在《原神》（极高画质+60帧率）15分钟测试中的平均帧率只有45.83FPS，其间出现了81次帧数抖动，其中影响流畅感的严重抖动次数达到了24次，芯片平均功耗约5.7W（图2），这种表现和很多骁龙870手机相差无几。

有意思的是，售价4699元起的小米12 Pro，在游戏上的表现还远不如自家3299元起的RedmiK 5 0 电竞版，后者在相同测试环境下运行《原神》，平均帧率提高了10FPS，抖动次数减半，而功耗也仅提升了0.6W左右（图3）。

都搭载了新骁龙8移动平台，价格便宜的手机游戏体验反而更好？这让多花钱的用户情何以堪？

实际上，这也是当前手机行业的一种惯例。小米12Pro的定位是全能旗舰，主打更好的工艺、屏幕和影像模组，并享受品牌溢价。Redmi K50电竞版则主攻性价比，将游戏体验一项拉满，但在其他方面特别是摄像头的搭配上就存在明显缩水了（图4）。如果你回顾历史，会发现所有的“电竞手机”在影像层面的表现都仅仅是“够用”，这就是取舍之道，也防止同品牌旗下不同产品线出现同室操戈的惨剧。

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回到正题，Redmi K50电竞版在散热方面有何改进，才能在游戏体验上大幅超越自家老大哥呢？

被动式散热的极限

小米12 Pro的游戏体验之所以不太理想，主要还是源于相对中庸的散热模块设计。这款手机虽然内置了超大面积的石墨导热贴片，但作为散热核心的VC均热板面积却仅有2900mm2（图5）。如果小米12 Pro搭载的是骁龙778G这类中端芯片，2900mm2的VC均热板属于绝对的豪华配置，但要想“驯服”新骁龙8这款旗舰芯片，这等面积的VC均热板还真的不太够。

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反观Redmi K50电竞版，它通过导热铜散热器取代了覆盖在芯片表面的导热凝胶，同时还采用了双VC均热板（图6），包括超薄不锈钢材质+300目超密毛细结构的VC（4015mm²），以及独特阶梯立体结构的VC（845mm²），VC总面积高达4860mm²（图7）。正因如此，这款手机才能实现超越小米12 Pro的游戏体验。

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但是，Redmi K50电竞版在《原神》级别游戏中的帧数抖动率还是偏高，偶尔还是会出现瞬间的不流畅之感。没办法，被动式散热设计终归存在极限，以手机的体型很难塞进更大面积的VC均热板了。

联想最新推出的拯救者Y700游戏平板电脑，应该是被动散热的“天花板”，它内置的VC均热板面积高达8500mm2（图8），在《原神》中可以取得58FPS的平均帧率，严重抖动次数也只有2次（图9）。要知道，拯救者Y 70 0搭载的可仅仅是骁龙870，理论3D性能也就只有新骁龙8的一半而已！

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可见，在《原神》极高画质+60帧率的模式下，哪怕是骁龙870的3D性能都是“过剩”的，只是受限于散热设计無法长时间满血输出而已。但是，拯救者Y700在《原神》中的平均功耗也达到了9.4W，较之新骁龙8提升了不少。换句话说，新骁龙8集成GPU的能效比更高，如果能为其搭配更好的散热，在保持相同流畅度的情况下可以节省更多电量消耗。

主动散热设计上的创

新所谓的“主动散热”就是加入风扇，主动将热量排出。目前新骁龙8旗舰手机中采用主动散热设计的手机只有红魔7、红魔7 Pro和联想拯救者Y90。其中，红魔7在《原神》极高画质+60帧率模式下的平均帧数为60.31FPS，严重抖动3次（图10）;红魔7 Pro的平均帧数为59.99FPS，出现过2次严重抖动（图11）;拯救者Y90的平均帧数为59.03FPS，严重抖动3次，帧率曲线的波动较之红魔7系列更大一些（图12），它们均可提供接近满帧的体验，但表现最好的还是红魔7 Pro。

我们不妨深入一下这三款手机的散热模块设计。

⑿本图来自WHYLAB测试

按照官方的说法，红魔7采用了“ICE8.0魔冷散热系统”（图13），包含高速离心风扇、航空铝峡谷散热风道、高导热凝胶、超导铜箔、超柔高导热稀土、复合石墨烯、航空铝材中框、航天级复合相变散热材料、VC均热板。红魔7内置2个（侧面+正面）进风口（图14），20000转/分钟的离心风扇也令人印象深刻（图15）。

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红魔7 Pro采用了“ICE9.0魔冷散热系统”，包含主动散热风扇、弹头合金峡谷风道、高导热凝胶、VC均热板、超导铜箔、超柔高导热稀土、复合石墨烯、气动热力学航空铝中框和氚锋金属散热片（图16）。从结构图来看，红魔7 Pro内置了更大面积的VC均热板（4124mm²），优化了峡谷风道（图17），定制了全新的15mm×15mm涡轮风扇，风量可达89.3立方厘米/秒（图18），中框材质更好，背部的氚锋金属散热片也起到了更好的散热效果。

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得益于更豪华的散热模块，红魔7 Pro在提供和红魔7相同帧率的情况下降低了帧数抖动问题，机身发热量更低，功耗也同步降低（芯片越热功耗越高）。

拯救者Y90引入了拯救者游戏本家族著名的“霜刃M散热系统”，由双鳍片（一大一小）双风扇组成，每组散热鳍片都拥有32片散热鳍片，风量最高可达180.65立方厘米/秒，较之红魔7 Pro风扇风量实现了翻倍（图19）。此外，拯救者Y90还内置3520mm2的VC均热板，铜箔和石墨烯等元素也没有落下（图20），在复杂程度上堪称手机历史之最。

（19）

拯救者Y90的《原神》帧数之所以不是一条直线，波动相对略大，一方面可能是其内置的VC均热板面积偏小，另一方面则可能是游戏测试场景并不完全相同所致。游戏玩家肯定都清楚，哪怕确定了测试行走路线，但路途上遇到的敌人，视角的变化，大招发起的时机都会导致帧数的上下幅度，所以我们还不能轻易做出拯救者Y90游戏体验不如红魔7 Pro的结论。

小结

通过对上述三款手机的分析，我们可以得出一个结论：想成为手机领域真正的“驯龙高手”，必须搭配用于主動散热的风扇，唯有如此才能确保《原神》级别游戏可以全程满帧。此外，通过优化风扇和风道，加入更大面积的VC，可以进一步提升散热效率，减少帧数上的抖动问题。只是，如何在有限的空间里塞入如此多的元素（图21），还能依旧保持相对轻薄的设计，这就需要手机厂商和上下游产业链相关企业共同努力了。通过下面这张图片，想必大家也能原谅为什么专业游戏电竞手机们普遍缺少无线充电以及大底传感器领衔的影像模组了吧——真的是没地方安置啦！

（21）红魔7 Pro官方拆机图