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智慧型手機散熱面臨極限?實測顯示:蘋果、高通與三星旗艦晶片效能已超越冷卻能力!

隨著行動處理器效能不斷突破,智慧型手機散熱技術卻似乎遇到了瓶頸!最新測試指出,無論是蘋果 A19 Pro 還是三星 Exynos 2600,在極限運作下都面臨嚴峻的降頻危機。
new results show smartphone thermal capabilities

智慧型手機散熱技術撞牆:效能狂飆背後的隱憂

每一代智慧型手機的晶片都在打破效能紀錄,甚至能以不錯的畫質運行 AAA 級遊戲大作。然而,在讚嘆這些 SoC 效能的同時,卻往往忽略了功耗與溫度的致命問題。就有國外網友最近在 Reddit 上的測試數據引發討論,那就是智慧型手機製造商越來越難以有效冷卻這些高效能晶片,而且情況似乎還會持續惡化。

以最新的三星 Exynos 2600 為例,這顆採用台積電 2nm GAA 製程的晶片在極限測試下,峰值功耗竟然逼近 30W 的驚人數字。如果這發生在筆記型電腦上或許還好,但把 30W 的熱量塞進輕薄的手機機身中,或多或少會讓人感到憂心。

另一方面,即使是配備了均熱板的 iPhone 17 Pro Max 也無法倖免。有國外網友透過 3DMark Wild Life Extreme 進行壓力測試,發現雖然初期效能驚人,但隨著時間拉長,分數便開始如溜滑梯般下滑,出現明顯的降頻現象。手機為了強制降溫,甚至會自動調暗螢幕亮度。這背後的物理限制在於,現代智慧型手機晶片在載入應用程式或執行繁重任務時,往往會瞬間飆上 15W 甚至更高的功耗,然而緊湊的手機機身最多只能散去約 6W 的熱量,超過這個數值,手機外殼就會燙得讓人難以握持。

面對這種情況,晶片大廠們的應對策略出現了有趣的分歧。雖然採用台積電的 2nm 晶片微影技術能改善一定的功耗,但底層架構的改變同樣重要。在這一點上,蘋果展現強大的統治力,其 A19 Pro 晶片內建的節能核心在部分測試中,能比前代 A18 Pro 提升高達 29% 的效能,但功耗卻幾乎沒有增加,顯示出蘋果將研發重心重壓在降低電源消耗上。

相較之下,高通則選擇了截然不同的激進路線。據傳其即將推出的 Snapdragon 8 Elite Gen 6 Pro 測試時脈高達 5.00GHz,超越前代 Gen 5 的 4.74GHz 門檻。雖然高通亟欲在效能數據上擊敗蘋果等競爭對手,但似乎並未在抑制手機功耗上下足功夫,這也讓兩家公司在設計理念上產生了鮮明的對比。

為了解決發熱問題,許多品牌開始尋找體制外的解決方案。例如中國品牌紅魔(REDMAGIC )就大膽在手機內部加入了主動式散熱風扇與水冷迴路,藉此壓制高通 Snapdragon 8 Elite Gen 5 運作時高達 20W 至 24W 的功耗。不過,像蘋果與三星這樣的國際大廠,考量到大眾市場的設計語言與美學,自然不可能採用這種散熱設計。

這並不代表傳統大廠束手無策。除了幾乎成為標配的均熱板之外,三星正積極研發能改善熱傳導的新技術,他們在 Exynos 2600 上導入了熱傳導區塊(HPB)技術,直接在矽晶粒上覆蓋銅散熱片,並將 DRAM 記憶體晶片移至側邊而非直接疊加在上方。此外,三星更計畫在未來的 Exynos 2700 晶片上測試並排散熱(SBS)架構,這不僅能改善持續效能表現,還能解鎖 30% 到 40% 的記憶體頻寬提升。

或許有人會問,手機難道不能做得厚一點來容納更大的散熱模組嗎?這當然是可行的,但手機的厚度與重量息息相關,過於笨重的裝置將嚴重損害使用者的握持體驗。因此,在極為有限的功耗與散熱框架內,如何透過硬體與架構的創新來突破現狀,將是未來幾年手機產業發展的最精彩看點。

快速 Q&A 整理

為什麼現在的智慧型手機容易遇到散熱瓶頸?

因為現代手機晶片效能越來越強,瞬間功耗動輒超過 15W,但輕薄的手機機身受限於物理體積,最多只能散去約 6W 的熱量,導致多餘熱量無法及時排出。

蘋果 iPhone 17 Pro Max 在高負載下會出現什麼問題?

根據實測,iPhone 17 Pro Max 在長時間運行極限效能測試時,即使內建均熱板依然會出現熱力降頻現象,導致效能下滑,系統甚至會自動調暗螢幕亮度以強制作為散熱補償。

蘋果和高通在面對晶片發熱問題上採取了什麼不同策略?

蘋果的 A19 Pro 專注於提升能效比,在不增加功耗的情況下大幅提升效能;而高通的 Snapdragon 8 Elite Gen 6 Pro 則傾向於持續推高時脈至 5.00GHz 以追求極致效能,對手機功耗控制較未多作妥協。

為了提升散熱效能,三星在未來的晶片上導入了什麼新技術?

三星在 Exynos 2600 上採用了 HPB 熱傳導區塊技術,將記憶體移至側邊並覆蓋銅散熱片。未來 Exynos 2700 更預計採用 SBS 並排散熱架構,進一步優化散熱與記憶體頻寬。

為什麼手機廠商不直接把手機做厚一點來增加散熱空間?

雖然增加手機厚度可以容納更龐大的散熱模組,但這會讓手機變得更重、更笨重,嚴重影響使用者的握持手感與日常使用體驗,因此廠商在機身設計上受到極大限制。

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