Frore博客听说我们的一位出色客户工程师ChienYi Lo正在进行一些颠覆认知的实验，于是我们决定过去和他聊聊。
Frore：ChienYi，您在散热管理领域拥有丰富的工程经验……是什么让你决定分析笔记本电脑风扇呢？
ChienYi: 在完成本科和研究生之后，我在散热工程领域的经验也已经超过15年了。我一直热衷于研究热量如何影响电子设备，以及工程师们如何设计设备的热量管理，才能充分发挥现代CPU功率等问题。尤其是在当今这个时代，消费者们希望拥有更薄但功能更强的设备，这当然使解决散热挑战变得更加严峻。
因此，我决定深入研究目前在紧凑设备中的主动散热方式。我选择了市场上最薄最轻的笔记本电脑之一，三星Galaxy Book2 Pro 13（GBP13）——顺便说一句，它也拥有目前笔记本电脑中最薄的风扇。三星在GBP13上做得非常出色，我觉得深入了解这款世界级产品中的风扇散热动态会很有趣。于是，我着手进行一些实验来确定风扇散热的效果到底如何。
Frore: 请简要介绍一下Galaxy Book2 Pro 13”（GBP13）和您评估的风扇。
ChienYi: 三星将GBP13描述为纤薄、轻巧、性能强大。其厚度为11.2毫米，重量不到2磅，是他们最薄、最轻的笔记本电脑。它配备了英特尔第12代i7处理器，8 GB内存和256 GB固态硬盘。该 CPU 的 TDP（TDP = 热设计功耗）为 28W，因此它是测试主动风扇散热，并进行一些有趣实验的该 CPU 的 TDP（TDP = 热设计功耗）为 28W，因此它是测试主动风扇散热，并进行一些有趣实验紧凑且性能强大的理想样本。
三星在这款笔记本上使用的风扇型号是“AVC BAPB0804R5HY002”，这个名字有点拗口，所以我就简称它为“风扇”。它的宽度为75毫米，深度为56毫米，厚度为3.7毫米。
有趣的是，当您查看笔记本电脑风扇的规格时，它们可能会误导人。制造商总是发布那些在实验室桌面上测得的风扇性能数据，而从来不会在实际使用风扇的设备内部测量。这里面存在一个非常重要的原因，一旦风扇放置在笔记本电脑内部，尤其像 GBP13 这种超轻薄的机型时，风扇的性能就会大大降低。
Frore: 真的吗？为什么会有这样的差异？
线会相应地向右上方移动，从而增加气流和静态压力。但是更高的风扇转速会带来更高的风扇功耗和更高的风噪声。
ChienYi: 嗯，不想把细节讲得太技术化，简单来说，风扇性能有一个衡量指标叫做 PQ 曲线。PQ 曲线是基于两个参数绘制的风扇性能图：静态压力（单位帕斯卡）和气流（单位 CFM）。
一组PQ曲线显示了风扇在一系列不同转速（RPM）下的性能。随着风扇转速的增加，PQ曲线会相应地向右上方移动，增加气流量和静压。但更高的风扇转速会导致更高的风扇功耗和更大噪音
下面你可以看到我们测量到的用于 GBP13 的风扇的 PQ 曲线，图中的直角对角线显示了风扇在开放空间中（即在笔记本外部零阻力运转时）的性能。从图表中可以看出，当风扇运行在其最高（噪音最大）6500 RPM水平时，它可以产生2.25 CFM的气流量，但是所产生的静压只有110帕斯卡，这是一个较低的值。
但不幸的现实是，一旦将风扇集成到GBP13内部，它就会遇到系统阻力。笔记本电脑内的系统阻力是指由散热片、PCB、进气口和出风口等组件造成的空气流动的累积阻力。GBP13内部的系统阻力对FAN的性能产生了巨大影响。FAN实际实现的气流量取决于FAN的静压和系统阻力。下面添加的绿色线显示了GBP13的系统阻力，风扇实际实现的气流由给定 RPM 的风扇 PQ 曲线与 GBP13 系统阻抗曲线的交点处的 x 轴截点决定。
因此，在最高功率（噪音最大）6500 RPM 的情况下，风扇只能产生大约 1.18 CFM 的气流，仅为厂商宣传标称值的 2.25 CFM 的一半左右。
Frore: 那这对用户们来说意味着什么呢？
ChienYi: 低气流（CFM）基本上意味着风扇无法充分冷却系统，会导致GBP13性能显著下降 - 笔记本电脑将通过减少CPU性能（节流）来避免过热损坏。在这种情况下，尽管GPB13的第12代i7 CPU能够以28瓦的功率运行，但由于风扇性能低下，它在GBP13内部只能实现16.9瓦的功率（下降了40%）。这是一个巨大的降幅！更不用说用户通常讨厌高噪音风扇。为了达到16.9瓦的功率，风扇需要达到6500 RPM，那噪音就会达到36.2分贝。这就像工作时大腿上放了一台冰箱一样。如果风扇关闭，让用户得到他们真正想要的安静环境，那就会使CPU性能降至仅8瓦（减少71%），这真的太疯狂了。
Frore: 所以用户只得到了他们所支付的性能的一小部分？你说得对，这真是很疯狂！你提到做了实验... 你做了什么？
ChienYi: 正如我之前提到的，风扇的性能及其散热能力会受到GBP13系统阻力的严重影响，即任何阻碍或阻挠气流的因素都会产生影响。有趣的是，这正是你会发现GPB13背部覆盖板上到处都有通风口的原因，这些进气口直接位于风扇位置下方，为了最大程度地减少系统阻力。这些进气口需要保持畅通，因此添加了支架以确保桌面和机器背面覆盖板之间的间隙。但是，如果你仔细想想，后盖实际上是设置通风口最糟糕的位置，因为只要你将 GBP13 放在膝盖上，或者在家工作时放在床枕头上，气流就会完全被切断。更不用说风扇会通过这些进气口吸入灰尘……知道你最近写了一篇关于灰尘引起严重问题的博客，以及灰尘有多讨厌！！哈哈 (Frore Systems：是的,的确写过一篇，感谢您的阅读:)...)
所以，了解了GBP13中风扇的真实散热性能后，我们还想了解更多。
众所周知，目前市场上最流行的轻薄笔记本电脑是MacBook Air。最新款的MacBook Air完全没有风扇，因为苹果希望实现完全无噪音的运行，而且它非常薄，根本无法容纳风扇。因此，MacBook Air是无风扇的，背板干净整洁 - 没有任何排气口，以确保它可以防尘。我们想看看如果我们想知道如果将GBP13背板上的通气口完全封闭，让它与MacBook Air一样干净，会发生什么情况。此外，我们还想看看如果将GBP13的底部做得像MacBook Air一样薄，并且使GBP13防尘，会发生什么情况。
Frore: 你都进行了哪些实验？
ChienYi: 我们进行了四种不同的实验。我们在四种条件下测量了分贝（dBA噪音水平）、气流量（CFM）和瓦特数（CPU功率）。
实验1：原始的GBP13 - 底座厚度为8.7mm。
实验2：有干净背板（无排气孔）和相同8.7mm厚度底座的GBP13。
实验3：GBP13有干净的背板，底座厚度与MacBook Air类似 - 厚度为7.6mm。
实验4：有干净背板的GBP13，底座厚度与MacBook Air类似 - 厚度为7.6mm，但额外添加了覆盖其余后部进气口的防尘滤网，使设备防尘。
结果令人深思！
Frore: 我可以想象…一个尺寸与MacBook Air相同的Galaxy Book Pro，具有主动散热功能又防尘防水 - 谁不会喜欢呢？
ChienYi: 没错！如我在实验1中提到的，原始的GBP13由于风扇在笔记本中安装后，必然会遇到的系统阻力而导致性能大幅下降，只实现了1.18 CFM和16.9瓦的CPU性能，噪音水平为36.2分贝。
您可能已经猜到，实验2中底部没有通风孔的GBP13表现进一步下降。气流量从1.18降至仅0.78 CFM。CPU性能也显示出相关下降，从16.9瓦降至15.2瓦。
然后，在实验3中，将GPB13改装为与MacBook Air类似的7.6mm厚底座…一切都崩溃了。气流量直接降至0.59，CPU性能更是直线下降至9.69瓦。
毫无疑问，实验4时表现最糟糕的，当我们将新款更薄、更轻的GBP13做成防尘型时，因风扇无法产生足够的静压（或背压）通过防尘滤网吸入空气，而导致气流量为0 CFM，CPU性能下降至仅8瓦。非常糟糕。
我将为您提供测试中的所有数字 - 这些数字非常有说服力。（Frore：数据在本次访谈的结尾）。与此同时，这里也有一张图表直观的显示CPU性能的直线下降。
Frore: 事实上三星公司在GBP13上已经尽了最大努力是吗？试图在风扇性能特性较差的情况下平衡CPU性能？
ChienYi: 绝对是的。GBP13是您可以买到的最好的轻薄笔记本电脑之一 - 但它们使用的仍是几十年前的散热解决方案…风扇。
作为散热设计专家，我曾一直为主动散热缺乏创新感到沮丧。热量确实是限制CPU性能的主要因素。CPU制造商一直在推动令人难以置信的创新水平，因此功耗越来越多，产生的热量也随之增加。随着人工智能的兴起，热量限制CPU性能的挑战将变得更加严峻。预测显示，人工智能将需要至少是当前这些设备中可用 CPU 性能的 2 倍，才能充分利用AI应用程序。
但正如您从我的实验中可以看到的那样…对于像采用风扇这样的主动散热系统的性能水平来说，根本无法实现。
Frore: 我预感您马上要告诉我们您为什么加入Frore Systems的原因了！哈哈
ChienYi: 您猜对了…哈哈。能够致力于研发全新的主动设备散热解决方案，以帮助释放CPU性能，这一直是我梦想的工作。AirJet可以使一个尺寸与MacBook Air相同的无尘GBP13成为可能，同时显著提高CPU性能！这并不是空想白日梦…我们已经做到了！Linus Tech Tips的Linus Sebastien在他自己的工作室里使用了三个AirJet Mini来升级MacBook Air，将MacBook Air的CPU性能从12瓦提升到20瓦 - 这与MacBook Pro相同！您需要看一下这段视频！（Frore：LTT MacBook Air升级视频可以在此处观看 - 实际结果如下所示）我们还将当前的原始GBP13改装为搭载了4个AirJet Mini的设备，将CPU性能从目前的16.9瓦提升到20瓦，同时采用了防尘设计和干净的背板。噪音水平也从使用风扇时的36.2分贝降低到了使用4个AirJet Mini也近乎无声的27分贝。因此，我们每天都在进行的工作实在是令人兴奋。（Frore：如果您想了解AirJet是如何实现这些惊人结果的，请查看此处关于为超薄设备散热的精彩博客）
Frore: ChienYi, 您认为制造商将来会在未来的设计中使用AirJet吗？
ChienYi: 当然会。我们已经在与许多制造商合作，但我知道您懂的，我暂时不能透露他们是谁。哈哈。但老实说，我真不知道他们怎么可能不使用AirJet。正如我的实验表明的，风扇根本无法满足当前的散热需求。要想能具备AI所需的更高性能，同时又保持消费者真正想要的紧凑设备，没有AirJet是不可能实现的。
Frore: ChienYi, 非常感谢您抽出时间向我们解释您的精彩工作。这的确很有启发性。
ChienYi: 不客气…感谢您前来采访，很高兴与大家分享我的工作，我们会继续做更多测试的更新！
完整测试结果：
MacBook Air测试结果：
Linus Sebastien在自己的工作室里使用了三个AirJet Mini对MacBook Air进行了升级，将MacBook Air的CPU性能从12瓦提升到20瓦 - 与MacBook Pro相同！
关于ChienYi Lo- Frore Systems高级工程师
CY是一位资深的机械工程师，拥有丰富的热管理和风扇技术领域的专业知识。在他的职业生涯中，一直负责管理顶级品牌的笔记本电脑，和台式机的创新风扇和散热模组解决方案的开发。CY推进了包括电气控制、直流电机设计、声学控制和优化制造工艺等新技术的进步。他的成就包括多项与散热设备、风扇速度控制系统以及电子元件散热相关的专利。
在超过20年的职业生涯中，他专注于热工程和空气移动设备领域深耕，始终致力于为满足电子产品苛刻的要求，提供尖端的散热解决方案。
