笔记本如何凉的快? 往里面倒点液态金属试试
"散热效率提升 1700%,CPU 温度降低 15℃", 当第一次听到这组测试数据时, 同事以为耳朵出现了问题.
没错, 这便是液态金属散热, 在游戏笔记本行业初露锋芒的它似乎一上来便欲将 "老前辈" 硅脂狠狠地拍在 "沙滩" 上.
液态金属散热, 简称液金散热, 2019 年初在游戏本市场初登场, 应用于高端游戏本散热体系中, 目前已应用品牌主要包含华硕, 惠普和机械师等 PC 品牌厂商, 是一项存在已久的 "新" 技术.
采用液态金属散热的游戏本双烤机散热实测
PingWest 品玩了解到, 液态金属散热芯片散热方法最早由中国科学院理化技术研究所于 2002 年提出专利申请, 随后不久, 美国 Nanocooler 公司也向美国专利局提交了类似的专利申请.
在 2005 年 E3 游戏展和台北国际电脑展上, 著名显卡制造商蓝宝石 (Sapphire Technology) 率先展示了旗下液态金属散热显卡, 而这项在当下看起来仍然十分前卫的散热技术便来自于 Nanocooler 公司.
测试数据显示, 液态金属散热系统令彼时的最强显卡 RADEON X850XT PE 工作温度冷却至 12℃, 同时其导热效率也要比当时的水冷散热快 65 倍或以上.
机械师战空 F117 Plus 拆机图
随后的日子里, 液态金属散热便成为了 DIY 大神秀功力, DIY 爱好者 "找刺激" 的绝佳途径. 对于 DIY 大神而言, i7 开盖硅脂换液金似乎成为了家常便饭.
然而, 液态金属散热却始终没有成为 DIY 台式机和游戏笔记本领域的主流应用, 究其原因主要包含两方面, 一方面是高昂的成本, PingWest 品玩打开电商平台搜索后发现, 德国知名厂商 Kryonaut 暴力熊液态金属最便宜也要 60 元 / g, 而相比之下硅脂则仅需 18 元 / g.
暴力熊硅脂 18 元 / g
暴力熊液态金属 59.6 元 / g
另一方面, 则是其商用上的技术性难题, 而这才是关键.
"难点主要在于液态金属流动性及强腐蚀性的特点, 这对于工厂组装, 售后维修都有很高的要求", 国产游戏 PC 制造商机械师产品总经理李安东在接受 PingWest 品玩专访时表示.
机械师产品总经理李安东
而另一位在 PC 行业摸爬滚打十余年的从业者则表示,"液态金属会腐蚀 CPU 顶盖和散热器底部, 稍有不慎发生泄露便会毁了主板, CPU, 或显卡."
目前, 液态金属导热剂主要分为镓基合金与铋基合金两种, 前者一般为常温液态, 后者一般为常温固态, 而机械师等 PC 厂商应用于散热的主要为常温液态的镓基合金, 这便导致液金散热在实际应用中难度极大.
"事实上, 液金散热在游戏笔记本中应用的原理与普通硅脂散热是一样的, 即填补主板晶片 (GPU/CPU 等) 跟散热模组中间的缝隙, 起到导热功能", 李安东向 PingWest 品玩解释道.
"然而, 由于液态金属腐蚀性比较强, 我们在散热模组铜质上有做一些特殊处理(涂上一层化镍, 确保防腐效果)", 李安东随即补充道.
涂抹液态金属
"另外, 不同于普通硅脂, 液态金属是具有流动性的, 我们在芯片以及铜块四周增加了一圈保护墙, 以防止金属泄露. 我们在方案设计之初便做了非常充分的验证, 采用的防护设计是全方位的, 无论运输还是翻转都可避免液金外漏, 确保安全可靠."
简单来说, 机械师将液金进行了严密的密封, 令其不会因为意外而溢出, 以保护主板, CPU, 和显卡等重要元器件, 而网上诸多 DIY 玩家加装液态金属散热后致使主板显卡损坏便是由于密封不严而引发液金泄露.
据了解, 这是由于液态金属的主要材料镓基合金会与铝制品产生互溶现象, 其产生的新合金熔点降低, 引发铝脆现象, 这便限制了其在很多设备上的应用. 目前, 铝制散热是无法作为液态金属散热器 (主机) 的, 而纯铜或镀镍铜底是可以的, 但是为确保安全长久, 仍需做好防护.
铝脆现象(图片来自互联网)
因此, 笔吧创始人猪王则指出,"对于普通用户, 我是不建议自己去上液金的, 液金很危险, 很容易把电脑弄坏, 但是如果出厂上液金便会很安全."
"同时, 如果你的电脑很高级, 本身便是液金散热, 请千万不要自己拆散热, 没有'换硅脂'这一说法."
一位 DIY 爱好者则在贴吧上吐槽,"液金降温确实明显(接近 20 度), 某些游戏可以开高效不降频. 问题是一搬动, 泄漏出来, 毁了我的显卡, 过保维修, 2000 块, 还要等好久."
为了让液金散热体系更加安全可靠, 一些 PC 品牌厂商推出了自己封装方式. 日前, 知名 PC 厂商华硕便对外公布了其半自动化的液金涂抹流程, 主要包含两步.
第一步是利用机械手臂控制硅胶刷子反复刷 17 次, 涂抹材料包含液金和基层材料. 据悉, 17 次是华硕多次试验后得到的理想值.
第一步(图片来自互联网)
第二步则是由机械手臂控制不锈钢注射器向两个固定点注入更多液金, 注入剂量会被精确控制. 据了解, 第一步初始涂层产生的表面张力会有利于第二部顺利完成.
同样为了避免泄露, 华硕还在周围区域加设了仅有 0.1 毫米厚度的定制隔板. 目前, 该液金涂抹和防护技术仅适用于英特尔第十代酷睿移动处理器.
第二步(图片来自互联网)
众所周知, 导热性能的好坏是由导热材料本身的固定参数 -- 导热系数决定的.
对此, 李安东表示,"机械师选用的是暴力熊液金, 其导热率 (导热系数) 高达 73w/(m.K), 是传统硅脂导热率 4w/(m.K)的 18 倍以上, 导热效率提升约为 1700%."
"在实测过程中, 我们将 CPU 功耗设定为 70W, 使用传统硅脂 CPU 的温度为 91℃, 而使用液金散热 CPU 温度则降至 83℃, 散热效能更好, 温度降低 10° 左右, 约 10%, 可实现更强劲的热量运输能力."
采用液金散热的机械师战空 F117 Plus
同时, 华硕近期公布的官方测试数据也显示, 液金散热会令不同的 CPU 温度降低 10~20℃.
目前, 搭载液态金属散热的游戏笔记本价格主要集中在 2 万元以上, 其中惠普幻影精灵 X(i7-9750H+RTX2080 8G 独显 + 144Hz 屏幕)版本价格为 23999 元, 而较为便宜的机械师战空 F117 Plus 也要 13799 元起. 因此, 目前液金散热体系仅应用于高端游戏本.
采用液态金属散热的惠普幻影精灵 X
尽管目前游戏笔记本价格万元以上已经成为一种常态, CPU, 显卡, 高速固态硬盘, 以及高刷新率屏幕的是其涨价主要原因, 但是液态金属散热也的确在一定程度上增加了其成本, 要知道 1g 液态金属就要六七十元.
"成本增加是一定的, 但绝对物有所值, 相应带来散热效率提升, 以及性能持续稳定高效输出的效果是非常值得肯定的", 李安东解释道.
暴力熊液态金属
至于液金散热是否会成为未来高端游戏本的主流配置, 李安东表示,"我认为秉持为用户提供更优质产品体验的品牌, 在接下来的高端游戏本系列上, 大多数会去尝试液金散热这样的方案, 毕竟经过验证效果还是很不错的. 如果整个行业发生了这样的改变, 我相信方案成本也会进一步优化, 最终受益的是我们的玩家用户."
"随着游戏笔记本性能的快速增长, 游戏本厂商需要更高效的散热方案技术, 才能将游戏笔记本性能充分释放. 与此同时, 玩家用户对于性能 + 便携产品的需求也越来越强烈, 这便激励着 PC 品牌厂商的不断创新和技术探索(比如液金散热), 以为用户提供更优质的产品体验", 李安东总结道.
参考文献:
1, 迟来的巨人, 液态金属如何改变散热行业: http://vga.zol.com.cn/672/6728223_all.html
2, 中科院理化研究领跑液态金属芯片散热研究: http://www.elecfans.com/emb/app/200603131048.html
3, 拯救手残党, 华硕发明电脑 CPU 液态金属散热专利工艺: https://new.qq.com/omn/20200409/20200409A0F0UO00
来源: http://www.tuicool.com/articles/eIFzErI