骁龙8 Gen 3其实功耗比一代火龙骁龙810还高,为什么手机不会发烫?

2013年苹果的A7处理器直接在手机芯片开创了64位时代,把高通打了个措手不及。为了赶上苹果的步伐和保证销售市场,高通被迫选择台积电20nm的制作工艺。在这样的情况下一代火龙骁龙810仓促诞生。但由于经验不足,这款芯片的单核CPU满载功耗达到5W,GPU功耗直接飙到了6W,分分钟表演一个死机。因此一直被钉在高通的耻辱柱上。
(图1)
这个功耗多拉呢?可以对比一下比骁龙810晚两代的骁龙835,这款处理器在性能上几乎吊打骁龙810,但功耗却比骁龙810低很多,单核CPU功耗只有1.7W,不到骁龙810的1/3。
(图2)
再来看看现在的旗舰处理器,不管是A17 Pro,骁龙8Gen3还是天玑9300,CPU功耗都突破了6W,GPU功耗更是超过了10W。这个水平已经远远超越骁龙810,但为什么对于普通人来说,这些旗舰SOC却没有给我们留下火龙的感受呢?
(图3)
其实,在现在的功耗测试中,大多数数据都是以峰值功耗作为落脚点。如果单纯以处理器所能达到的峰值功耗和发热程度来看,即使是骁龙8Gen3和天玑9300芯片,都会和骁龙810一样翻车,甚至可能更惨。以小米14 Pro为例吧,用目前对性能要求最高的3DMark来进行压力测试时,它的正面温度甚至达到了53.8度,功耗达到14W。这个发热程度下基本即使一台废机,都不用考虑用了。
(图4)
然而,需要注意的是,大多数情况下根本不可能出现需要将处理器跑满的场景。
就说《原神》吧,作为一款代表目前移动手机市场负载较高的场景,它的整机功耗只有4.6W,最高温度也只到42.5度左右而已。尽管很多游戏都可以利用多线程,但即使是PC游戏,也不能充分利用超过4个CPU核心。比如在《赛博朋克2077》这样的游戏中,一个10核/20线程的CPU利用率为76%,这说明即使是高性能的多核心CPU也未能被游戏完全榨干。
(图5)
更别说用来处理日常计算任务了,像文字处理,基本网页浏览,看剧刷视频等,通常都不用动用高性能。时钟速度在2.0到3.5GHz之间的双核和四核CPU就已经足够高效的处理任务了。
(图6)
所以说在现在这个时代,处理器的峰值功耗固然非常高,但是基本很难遇到需要跑满的情况。也就是说,现在手机性能已经远超主流移动互联网的发展速度了,大多数SOC都会处于中低负载的阶段,所以发热问题自然就没有那么严重了。
(图7)
放在十年前,手机要散热基本只能依靠自然空气对流,热辐射和传导等纯被动散热来散发热量,分分钟表演一个温度飙升。而现在随着技术的发展,手机散热技术有了质的提升。可以用石墨散热片将手机发热的中心温度均匀分布在一个二维平面上,保证均匀散热;可以在手机内部放置一块金属背板,将热量传递到金属板上,从而保证手机可以在正常温度下运行;可以运用热管散热器,利用真空状态下液体的沸点降低,汽化潜热比显热高等原理来散热......
(图8)
这些手段都能够让设备在长时间的运行时,将机身温度维持在一定的水平,防止出现高温情况,不会频繁触发温度墙,性能释放当然就比之前好多了。


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