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索尼PS 5为何用上液态金属?

maomaobear 2020-10-10 10:30:47

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日前,索尼公布了PS 5的官方拆机视频。硕大的PS 5游戏机拆开之后,人们不仅发现了巨大的风扇,巨大的散热片,还发现了量产电子产品非常少见的液态金属导热材料。

液体金属作为硅脂的替代品用于导热,一般只是极限超频爱好者采用。量产产品只有华为的发烧级别游戏笔记本使用过,而且问题不少。

因为液体金属导电,而且具有流动性,一旦出问题,意味着整个设备短路报废,风险性很高。

索尼PS5游戏机,作为寿命长达数年,预计销量千万级别的产品,敢于这样做让人有些吃惊。

索尼PS 5为了要用液态金属这种激进的散热的方案呢?我们来看一下。

游戏机是怎么散热的?

游戏机最初性能很低,不需要特别设计散热,但是随着3D时代的来临。游戏机和PC越来越接近,也就需要做散热设计了。

索尼从PS2开始做散热,用的就是笔记本电脑的散热方案。用一个很小的涡轮风扇把热风吹出去。

而微软的XBOX基本就是一台PC,所以用得也是PC的散热方案,用类似于PC的散热器和风扇。

而索尼的设计从PS3到PS4、PS5一脉相承。

XBOX虽然也是类似于PC的散热方案,但是一直有所变化了。

到了最新一代的游戏机,情况就不同了。现在高密度发热的芯片,对散热要求提高到了很高的高度。

上一代游戏,功耗100多W的时候。xbox用PC台式机的散热方案,热管顶吹,索尼用PS4用了笔记本电脑的方案,热管散热片,涡轮吸风,都还能应付。

只是索尼到了高功率的时候,风扇噪音会大一些。所谓PS4 Pro玩游戏像飞机起飞的梗就是这么来电。

因为游戏的CPU和GPU是做到一块芯片上,虽然功率一直不小。虽然性能不是顶级,但是功耗往往与顶级CPU和GPU差不多。

如今,最新一代游戏,功率到了200W以上,峰值要在300W左右。

索尼和微软的方案就开始看出优劣了。

日本的一根筋

从理论上看,索尼一直用笔记本电脑的方案其实是有点问题的。

笔记本电脑为了轻薄,是把CPU和GPU芯片上覆盖上热管,引出到一个小散热排上,用涡轮风扇把热风吹出来。这种方案做40W散热是很不错的,游戏本峰值能做到200W就很厚重了。

而到了PS5这种350W电源(游戏峰值估计会到300W)的设备上

索尼依然用了笔记本电脑散热方案,就只能暴力增加风扇尺寸,增加热管尺寸,而当这些常规手段还不行的时候,液态金属这种手段就上去了。

PS5的散热体现了日本人一贯的轴。一条死路走到头,战略不合适,战术去补。

笔记本电脑的方案解决40W是合适的,到100W就有点勉强了。加料堆到300W,必然高成本啊,黑科技啊。费效比很低。

PS 5的液态金属就是这样上去的。

聪明的微软

相比之下xbox series x就聪明多了去,它的核心方案是变相的台式机热管侧吹方案。

但是,微软很聪明的搞了一块能当散热器的大背板吸热,这等于PC侧吹的加强版。

普通PC的背面是钢铁的机箱,而且与主板有一定的空隙。微软直接贴上一块巨大的散热板。既加强了游戏机的整体结构,又能放置两块主板,还可以提升被动散热。堪称精明。

同时,微软用了远比PC散热器更大的风扇。

大风扇的好处是低速大风量。这样同等风量,噪音可以比PC散热器低。大风扇和机箱一样大,顺便把电源风扇给省了,其他设备也能风冷散热。

中间原本被动散热的巨大背板,也能用风冷散热。这个设计很优秀。

未来的散热

其实,现在单芯片300W的不止游戏机,NVIDIA的显卡也是300多W,3090到了350W。而显卡散热的空间比主机小多了,热管不能做大,噪音也得有限制。

NVIDIA用了一个更聪明的办法,NVIDIA的公版3090用两个风扇,一个吸风吹芯片和显存。风吸进来不让漏掉,用盒子把热风密封起来。

然后,用另外一个风扇把热风吸走散发出去,形成高速风道。

这样,NVIDIA的3090仅仅用四根热管,两个风扇,就解决了350W发热。

从原理上说,微软的方案属于机箱整体散热,NVIDIA的方案属于高热芯片局部散热,两者结合起来,会有更高的散热效果。

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