以性能为代价

先从TDP谈起

从台式机和笔记本的大小及形态，我们就知道它们搭载的肯定就不是同一类处理器。但对英特尔和AMD来说，单独为台式机和笔记本设计不同架构的处理器非常不经济，所以行业通用的惯例是将一套平台拆分。

比如英特尔第十代酷睿就可被细分为Comet Lake-S（台式机，65W～125W）、Comet Lake-H（游戏本，45W～65W）、Comet Lake-U（轻薄本，15W～25W）和Comet Lake-Y（二合一，4.5W～9W），它们的工艺和微架构完全相同，差异只是不同的物理/逻辑核心数量、主频和高速缓存的搭配组合（图2）。如果需要用一个核心指标将它们加以区隔，那就是TDP。

TDP是个老生常谈的参数了，它的英文全称是“ThermalDesign Power”，翻译过来就是“热设计功耗”。从字面的意思我们就能看出，它代表的并非处理器运行时的功耗（也可理解为能耗和功率），而是处理器在高负载时所释放出来的热量等级。在现实中，处理器的实际能耗要远大于TDP。我们可以将TDP理解为对OEM（笔记本厂商）的警告——散热模块必须足以镇压不小于该TDP的热量（图3）！如果笔记本同时搭配有独立显卡，还需考虑到CPU和GPU的温度叠加问题。

一般来说，散热模块越豪华的笔记本，就能给处理器开放更高的功耗墙和温度墙，让它可以长时间运行在远超默认TDP的实时功耗上，相应的性能也就越加强悍。

正视性能的差距

规格相似的笔记本和台式机处理器，它们的实际性能却可能相差20%甚至更高，这就是TDP的神奇之处。以英特尔第十代酷睿i7-1070 0K和i 7-10875H为例，它们都是8 核心16线程，内置16MB高速缓存，单核睿频加速频率都可达5.1GHz。但是，由于i7-10875H的TDP只有45W，所以它的默认和全核睿频加速频率分别只有2.3GHz和4.4GHz，i7-1070 0 K的TDP高达125W，所以它的默认和全核睿频加速频率也被开放到3.8GHz和4.7GHz（表1）。

正如前文所述，TDP并不代表处理器的实际能耗。从CFan评测机械革命X3-S时记录的数据来看，在AIDA64单烤测试时，哪怕将i7-10875H的实时功耗开放到80W～90W，几乎是TDP的2倍，但此时它实际的全核睿频频率也只能达到3.7GHz左右（图5），距离4.4GHz的理论值还相差甚远。

i7-10700K在AIDA64单烤时可以轻松“摸”到4.7GHz的全核频率，但此时它的实际功耗也达到了恐怖的215W，几乎也是TDP的2倍。当然，这个功耗对台式机来说并不算高，DIY玩家甚至还可以将全核频率都超频至5.1GHz，而代价则是功耗会进一步上涨到250W左右。

看到了没有？因为i7-10700K的TDP更高，台式机的空间也很充裕，所以可以塞进包括水冷在内的豪华散热器（图6），轻松搞定处理器高负载时全核睿频加速时的发热量。i7-10875H之所以性能受限，就是游戏本受制于相对苗条的“小身板”，内置的散热模块只能勉强应付80W～90W的实际功耗。如果可以将i7-10875H塞进台式机里，那它也能跑出200W的实际功耗并达成全核睿频的“满血”目标。

同理，以适用于轻薄本的第十代酷睿i5-10210U为例（4核心8线程，默认TDP15W，默认主频1.6GHz，单核睿频4.2GHz，全核睿频3.9GHz），哪怕它的实时功耗达到了35W，此时其全核睿频频率也只有3.3GHz～3.4GHz左右，如果想达到3.9GHz的满血值可能需要50W左右的功耗，但此时的发热量可就不是轻薄本那单薄的小身板和可怜的散热模块可以支撑的了。

散熱设计的取舍

之所以花费大篇幅重新强调TDP的重要性，就是因为无风扇设计的笔记本，都必定会以牺牲性能为代价。

CFan曾在本刊2018年第17期《热管风扇鳍片三要素轻薄本散热能力怎么看》和2019年第20期《聚焦散热三要素之一笔记本散热风扇的效率之谜》等文章中解析过，热管、散热鳍片和散热风扇是一套标准散热模块的“铁三角”，如果笔记本想获得更好的性能输出，这三件套缺一不可（图7）。

请注意缺一不可的前提：“如果笔记本想获得更好的性能输出”。

换句话说，在不考虑性能的前提下，散热模块的三件套是可以进行取舍的。考虑到散热鳍片和散热风扇是形影不离的搭档组合，所以它们往往就是取舍过程中的牺牲品——取消内置风扇，散热鳍片也就没有了意义，所以需要一起拿掉（图8）。

问题来了，为什么总有笔记本喜欢对散热模块进行精简呢？

无风扇的优势

如果大家经常关注笔记本的拆机图，就不难发现风扇和散热鳍片都特别占用空间，很多高端游戏本甚至需要搭配双风扇+四组鳍片才能解决散热的隐忧（图9）。如果笔记本想实现更性感的轻薄化设计，拿厚实占地儿的风扇和鳍片“开刀”就在情理之中了。

当笔记本取消了风扇（包括鳍片），它能获得如下好处：

1. 在搭配SSD时可以营造一个零噪音的工作环境;

2. 可以实现更轻薄小巧的外观设计;

3. 可以塞进更大的电池，获得更持久的续航。

本文开篇时提到的MateBookX2020就享受到了这3个优点。实际上，这种无风扇的被动式散热并非华为独创，在很多极致轻薄的笔记本和二合一设备上我们也经常可以看到类似的设计，其中最具代表性的就是微软SurfacePro系列。

最近几代的SurfacePro都延续了一种策略：搭载i3和i5的低配/中配型号采用无风扇的散热模块，通过多根热管和大面积的石墨贴片实现被动式散热（图10）。可惜，微软比较偷懒，中低配的SurfacePro并没有利用取消风扇节省下来的空间做什么，只是换来了相对轻一点点的重量和零噪音。

无风扇的代价

前文我们说过，笔记本的散热模块设计取决于处理器的TDP下限。在轻薄本领域，1个风扇、1组散热鳍片、1根8mm宽度的热管（如果是独显平台需要双热管或双风扇）是确保15W TDP处理器高水平发挥的基础。如果取消了其中的风扇和鳍片，单靠热管很难疏导处理器的发热量，很容易触发降频机制而导致性能骤降。

因此，英特尔才会在15WTDP的U系列酷睿的基础上，衍生出4.5W～9WTDP的Y系列酷睿处理器，通过进一步降低主频和睿频频率，以满足无风扇的被动式散热环境。MateBookX2020属于比较特殊的存在，它虽然没有内置风扇和鳍片，但选用的却是15WTDP的i7-10510U或i5-10210U。为了提升散热效率，这款产品取消了传统的热管，改用大面积的VC散热板（图11），并将VC散热板与转轴紧密地结合（图12），可以将热量通过转轴向屏幕后侧的A面传递，从而获得更大的散热面积。

但即便如此，MateBookX2020的無风扇设计也需要付出极大的代价。在AIDA64的CPU单烤测试中，i7-10510U在满载时的实时功能只有7W，主频也只能维持到1.8GHz左右，基本就是Y系列处理器的性能表现。因此，如果你对MateBookX2020感兴趣，笔者更推荐搭载i5-10210U的低配版，在TDP受限时它的性能其实是和i7-10510U差不多的。

小结

总的来说，在当前的技术条件下，无风扇设计和高性能是无法兼顾的。如果你追求极致轻薄和绝对零噪音，就必须接受性能有所折扣的现实。否则，传统的轻薄本和游戏本才是你的菜。