小小的身體

大大的能量

蜂鳥是全世界最小的鳥類，但飛行速度極快。根據(jù)種類的不同，蜂鳥飛行時每秒鐘能拍打翅膀12到80次。但不像人類可以通過空調(diào)瞬間降溫，蜂鳥（鳥類）不僅沒有汗腺，在飛行時連個電扇都沒有。比如紅喉北蜂鳥能憑借其7厘米長、4克重的身軀，不間斷飛行20小時，跨過寬度接近1000公里的墨西哥灣——想想就已經(jīng)開始流汗了。

懸停狀態(tài)的蜂鳥和它的小jio | Gizmodo

當蜂鳥的身體長時間保持著高速運動，它們的心跳大致可以達到每分鐘五六百次，相比其他鳥類，蜂鳥身體內(nèi)部會產(chǎn)生更大的熱量。它們必須想辦法釋放這些熱量，否則身體就會過熱而影響正常的生理機能。

不過，到了2015年可能終于有研究團隊開始關心蜂鳥到底飛得熱不熱了。通過研究星蜂鳥（Selasphorus calliope）的散熱特點，人們發(fā)現(xiàn)蜂鳥可以根據(jù)飛行速度主動調(diào)節(jié)散熱方式，而且蜂鳥飛行時的主要散熱區(qū)域是頭側(cè)的眼周、兩翼基部的關節(jié)軸和腳趾。

當蜂鳥在懸停和低速飛行時，它們甚至還會把腳伸出來以進一步增加散熱效率；而高速飛行時（10～12m/s），它們則會把腳縮回去以降低風阻，這時眼部以及腋下關節(jié)處則成為主要散熱位置。[1]

紅外線圖片清晰地表達了頭側(cè)（眼周）、腋下關節(jié)和腳趾是與周圍環(huán)境進行熱交換的集中區(qū)域，當飛行速度快起來之后（超過6m/s），腳趾就不再是主要散熱位置了| Powers DR / Royal Society (2015)

做大做強

也要做小做精

當然不論大鳥小鳥都是自然的造物，但對于科技來說目前很大一部分產(chǎn)品都在進行著“蜂鳥化”。大家可以看看世界上第一臺計算機的設計概念——由蒸汽和齒輪驅(qū)動的“分析引擎” [2]。

巨大的復原“分析引擎” | Wikimedia Commons

計算機的體積每年都在變小變薄，這正符合1965年英特爾公司大佬戈登·摩爾提出的一條“鐵律”：每兩年芯片中元件的數(shù)量都會增加一倍，性能也會提升一倍。所以越來越多的公司都開始將芯片元件做得越來越小，但同時越來越小的芯片本身也得以被用在手機、手表這樣更小的電子設備中，讓人類生活變得愈發(fā)智能、舒適。

Google巨大的數(shù)據(jù)中心就像一個烤箱| Wikipedia

但芯片和電子元件的物理堆疊和更加高性能的算力提升，內(nèi)部元件功耗也大，讓智能電子產(chǎn)品每分每秒都產(chǎn)生著巨大的熱量，這對散熱又拋出了嚴苛要求。

手機說自己像燙手的山芋

山芋都不敢吭聲

為了解決內(nèi)部高溫問題，像IBM的超級計算機就采用了水冷的方法。在處理器內(nèi)有許許多多的孔道讓液體流入，從而將核心溫度降至85攝氏度以下。

但計算機還不夠“蜂鳥”，隨著性能的日益提升，手機在拍照、文檔處理、視頻編輯和高精度游戲等方面日漸全能。再加上時刻不離手的“人肉保溫”，手機往往成為了一個行走的熱源。但是過高的溫度不僅會對內(nèi)部元件的運行產(chǎn)生負面影響，還會對電池等重要零部件造成致命的損傷。尤其像在追求性能的道路上越走越遠的手機，散熱是一個大坎。

比如最近剛剛上市的OPPO Reno 10倍變焦版，高性能芯片在長時間的拍照，高強度的游戲，連續(xù)的辦公的同時，消耗的功率是跟性能成正比的。手機本身AI 性能是上代旗艦芯片的3 倍，再加上最高8GB的運行內(nèi)存……總之，強悍的性能也給手機散熱帶來了挑戰(zhàn)。

OPPO Reno 10倍變焦版- 霧海綠| OPPO

不過OPPO Reno既然有能力將性能水準拔高到這樣的水準，自然在散熱方面也留足了后路。導熱凝膠、銅管液冷和石墨片的散熱三部曲，盡可能地讓手機即使火力全開，也要keep calm and carry on。下面有一個超級直觀的3D動畫視頻，可以看到手機世界里中二又賤萌的熱量小鬼是如何“鬼在囧途”一樣被世界拋棄。親測本片不含文科生不友好成分，大家可放心食用。

OPPO Reno 10倍變焦版的第一層導熱結(jié)構(gòu)中，導熱凝膠就像電梯一樣將熱量飛速往外送。微米級的導熱凝膠可塑性也很強，可以填滿元器件之間微小的縫隙，實現(xiàn)真·無縫散熱。并且由于銅的導熱系數(shù)高，在第一層界面還額外加了一層銅質(zhì)導熱版，方便熱量快速傳到下一層熱管。

就像前文提到的大型計算機系統(tǒng)使用水冷來降溫，手機又未嘗不可，OPPO Reno 10倍變焦版的第二層靠的就是銅管液冷技術(shù)。在厚度僅為0.4毫米的超薄銅管上，采用了獨有的編織網(wǎng)Wick結(jié)構(gòu)，讓熱量的冷凝面積更大。在收到上一層傳過來的熱乎“貨物”后，冷水的來回運動不斷刷新著CPU附近的溫度，配合銅管讓熱量快速“滾蛋”。

為了全面覆蓋手機內(nèi)部處理器、芯片、電池等多個高發(fā)熱模塊，最后一層散熱結(jié)構(gòu)來自CNC 6系鋁合金中框與三層碳纖維材料（石墨），相當于給手機蓋上一塊無比透氣的夏涼被，導熱面積高達9203平方毫米。

在生物界，蜂鳥的獨特存在是自然選擇的結(jié)果，這對于恒溫動物而言看似離譜的運動頻率，經(jīng)過千萬年的進化，蜂鳥已經(jīng)在飛行-散熱-飛行的技術(shù)上越發(fā)成熟；而在人類文明攀升的螺旋階梯上，每一個科技突破還需要人為去創(chuàng)新、測試，才會帶來技術(shù)的進步。利用導熱凝膠、銅管液冷和石墨片來散熱只是OPPO Reno 10倍變焦版在升級道路上為平衡性能提升所提供的一種優(yōu)質(zhì)解決方案，或許今后還有更先進的科技有待探索，但至少現(xiàn)在，OPPO Reno 10倍變焦版不會讓你感到燙手。

參考文獻

[1] Odum, E. P., Connell, C. E., & Stoddard, H. L. (1961). Flight energy and estimated flight ranges of some migratory birds. The Auk, 78(4), 515-527.

[2] Powers, D. R., Tobalske, B. W., Wilson, J. K., Woods, H. A., & Corder, K. R. (2015). Heat dissipation during hovering and forward flight in hummingbirds. Royal Society open science, 2(12), 150598.

[3] Babbage, H. P. (1982). Babbage’s analytical engine. In The Origins of Digital Computers (pp. 67-70). Springer, Berlin, Heidelberg.