一定程度上,膝上型電腦的輕薄和效能始終是個悖論。
MacBook Air 產品線一誕生就成為了輕薄本的「經典符號」,但在 MacBook 產品序列中,Air 一直是效能最弱的產品線。
盡管在蘋果統一芯片架構、全面采用 M 系列自研芯片之後,MacBook Air 相比英特爾時代有了質的飛躍,還是很難在效能上比肩采用同款芯片的 MacBook Pro。
但要知道,最新 14 英寸 MacBook Pro 的重量已經達到了 1.6kg,早就超出了輕薄本的範疇。
不過,筆記本輕薄和效能的悖論是建立在不引入其他變量的情況下,芯片技術和產品的叠代就在很大程度讓今天的輕薄本獲得了強大得多的效能,而另一個可以打破輕薄本「悖論」的關鍵變量則是:
散熱。
根據 The Verge 和 MacWorld 的報道,初創公司 Frore Systems 近期將旗下的全新散熱系統—— AirJet(確切說是 3 個 AirJet Mini)塞入了 MacBook Air(M2)之中,並與官方原版進行對比。
在【古墓麗影:暗影】的遊玩測試中,剛開始兩者的差距微乎其微,AirJet 版本 29fps、官方版本為 28fps;但在連續遊玩半小時後,AirJet 版本還能以 27fps 執行,官方原版的 22fps; 等到 40 分鐘後,AirJet 版本還在繼續正常執行,官方原版則已經出現了嚴重的卡頓,幾乎沒法遊玩。
Cinebench R23 測試,圖/ Frore Systems
在 Cinebench R23 的測試中,AirJet 版本 MacBook Air(8720)甚至能夠超越 M2 MacBook Pro(8711)的得分。
這並不意外,從 M1 芯片開始,MacBook Air 就砍掉了傳統的散熱系統——風扇,以此換來了更薄的機身和更安靜的執行環境。但相對應的是,在高負載場景下,MacBook Air 就幾乎放棄了所有應對措施,只剩下降頻和等待機身被動散熱。
AirJet 散熱系統的加入可以讓熱量不再堆積在內部,自然可以讓 MacBook Air 更長時間地維持高效能輸出。 就像 MacBook Pro 為了更好的效能表現,仍然保留了風扇設計,而這也是同芯片版本 Pro 比 Air 效能更強的核心原因。
M1 MacBook Pro 的風扇,圖/ iFixit
但 AirJet 最讓人驚奇的並非散熱效果,而在於超薄的尺寸以及極低的功耗和噪音。問題它是怎麽做到?更重要的一點是,散熱芯片會替代傳統的風扇,成為包括 MacBook Pro 在內絕大部份筆記本的未來嗎?
AirJet,是芯片不是風扇
AirJet 的背後是一家籌資 1.16 億美元的矽谷初創公司 Frore Systems,第一代產品就是 AirJet Mini 和 AirJet Pro 壓電散熱芯片,官方口徑稱其為「固態主動散熱芯片」。
不同於傳統風扇透過扇葉轉動加速內外空氣交換,使內部堆積熱量得以傳導外部。 AirJet 內部是利用 MEMS 技術制造的微小壓電薄膜,以超音波頻率振動,然後這些壓電薄膜產生強大的氣流, 使外部的冷空氣透過裝置(比如膝上型電腦)的進風口進入 AirJet 散熱芯片,並從裝置的通風口帶走內部堆積的熱量。
藍色為冷風,紅色為熱風,圖為空氣經過散熱芯片,圖/ Frore Systems
以改裝後的 MacBook Air 為例,裝置執行時,受 AirJet 產生的氣流牽引,空氣會從螢幕鉸鏈附近(改造部份)進入機器內部並經過 AirJet 散熱芯片,然後帶著熱量從喇叭孔(改造部份)排出。
根據 Frore Systems 的說法,單顆空氣粒子能以每小時 200 公裏的速度飛快地掠過 AirJet 散熱芯片,這意味著高效率的空氣流通以及散熱效果。官方數據顯示, AirJet Mini 能以 1W 的功耗散掉大約 5W 的熱量,而 AirJet Pro 能以 1.75W 的功耗散掉大約 10W 的熱量。
而在閑置狀態下,AirJet 的功耗還能低至 0.1W 或 0.2W,芯片主體保持關閉。考慮到輕薄本大部份時間都是在中低負載場景下,我們大可放心 AirJet 這套散熱系統本身的耗電問題。
與此同時,散熱芯片還要更輕更薄。
AirJet Mini,圖/ YouTube@Charbar
比起膝上型電腦內部已經「小型化」的散熱風扇,AirJet Mini 的重量僅為 9g,尺寸為 27.5mm x 41.5mm x 2.8mm;另一款產品 AirJet Pro 會大一些,尺寸為 31.5mm x 71.5mm x 2.8mm。
2.8mm 的厚度,也得以讓 3 個 AirJet Mini 能夠塞入已經高度整合化的 MacBook Air 之中。 但不僅是 MacBook Air,理論上只要采用 AirJet 散熱系統,所有輕薄本都能節省出難能一定的厚度和空間,廠商可以選擇讓膝上型電腦更薄,或是塞入更大的電池或者其他設計。
但對更多使用者來說,散熱芯片更重要的可能還是——靜音。
以 AirJet Mini 為例,全功率執行時能以 1W 的功耗散掉約 5W 的熱量(閑置功耗可低至 0.1W),同時產生的雜訊僅為 21 分貝,就算是功率更高的 AirJet Pro,產生噪音也僅為 24 分貝。
事實上,很多輕薄本使用者對無風扇設計 MacBook Air 的偏愛,關鍵不在於熱風,而在於噪音。尤其是在安靜環境中,或者開會場景下,噪音對於使用體驗的影響極其重要。
MacBook Air,圖/蘋果
而按照普通人的聽覺,AirJet 執行產生的 21-24 分貝的噪音都屬於非常安靜,在大部份時候都能媲美「無風扇」的靜音體驗,同時又有一定的主動散熱能力。
也正因為在散熱、尺寸以及靜音等方面的優勢,Frore Systems 已經獲得了英特爾、GiS、高通等多家主流大廠的支持,英特爾還計劃在未來的 Evo 標準膝上型電腦中采用 AirJet 散熱芯片解決方案。
英特爾移動創新副總裁 Josh Newman 就指出,Frore Systems 研發的 AirJet 散熱芯片解決方案提供了一種基於 MEMS 技術的創新固態散熱方法, 「可為未來的英特爾 Evo 膝上型電腦提供優秀的散熱效能。」
散熱芯片,輕薄型計算裝置的未來?
看到這裏,其實都能明白,散熱芯片相比傳統散熱風扇能夠提供更好的散熱體驗。同時,散熱風扇實質上已經沒有多少改進空間,整體叠代速度緩慢,從這個角度,散熱芯片也是更有前景的一種方向。
目前來看,輕薄本可能是散熱芯片最關鍵的市場,畢竟相比更厚重的創作本和遊戲本, 輕薄本對於散熱系統的尺寸、厚度以及靜音要求都更加迫切和嚴苛,尤其是高端輕薄本,理論上會更願意采用這一套散熱解決方案。
不過長期來看,Frore Systems 希望將 AirJet 擴充套件到各類裝置上。他們指出,AirJet Mini 適合於平板電腦以及輕薄本,AirJet Pro 則為效能更加強大的膝上型電腦和遊戲機而設計,同時還在考慮未來將 AirJet 擴充套件到更多計算平台。
事實上,Frore Systems 兩位創始人—— Seshu Madhavapeddy 和 Surya Gant 的「野心」並不小。
在創立 Frore Systems 之前,他們都在高通任職,因為在壓電式超音波指紋傳感器計畫上的合作時相識。 也是在這個階段,他們受到了壓電式超音波指紋傳感器技術的啟發,最後決定離開高通,成立 Frore Systems 打造壓電散熱芯片。
但更大也更重要的原因是,他們都意識到了今天處理器發熱對裝置效能造成的巨大限制,從智慧型手機到膝上型電腦,再到方興未艾的 XR 裝置。
可以這麽說,散熱已經成為了影響個人計算裝置效能的關鍵因素。而在個人計算裝置對輕便性和整合性沒有止境的追求下,很有理由相信,散熱芯片會在不遠的將來成為一種常態,幫助我們的裝置有更好的散熱和體驗。