主流消费机型散热及噪音专项测试
- 来源:微型计算机
- 关键字:散热,噪音,笔记本电脑
- 发布时间:2010-09-20 15:52
首先我们先来看看主流的消费笔记本电脑在散热性能上都有什么表现。
测试软件说明
我们主要利用以下三个软件来达到控制系统负载的目的。
Kpower：Kpower是一个小巧的线程软件，被用于工厂阶段的稳定性测试。每运行一个Kpower即可将CPU的一个核心占用率提升到100%，直到用户手动关闭这个软件。该软件也同样支持超线程技术，这意味着我们可以通过它简单并且相对精确地调节CPU负载。
以双核四线程的酷睿i5 520M为例，如果运行一个Kpower，可将CPU总体占用率维持在25%，运行两个则可以将CPU占用率控制在50%，以此类推。
Prime95：这是一个著名的稳定性测试软件，由于被广泛用于测试系统超频后的稳定性，超频玩家一定不会陌生。
它的“Torture Test”模式主要通过动用系统资源来不间断地计算梅森素数从而测试系统稳定性，只要CPU、内存或者芯片组有一点小瑕疵，计算过程即会报错。
Torture Test具有几个选项，其中的“Blend”模式将会将CPU、内存和芯片组提升至满负载。虽然标准版的Prime 95不支持多线程，不过，CPU测试的任务我们已经交给Kpower了。这里我们主要利用它对内存稳定性进行测试，在运行这一测试后，它会将所有空闲的内存资源耗尽。
FurMark：FurMark是一款OpenGL基准测试工具，通过皮毛渲染算法来衡量显卡的性能。它在不间断循环运行时又是一款测试GPU稳定性的软件，可以让GPU负载达到100%，达到任何游戏都达不到的高温，以致于只要通过了FurMark考验过的显卡，跑游戏都不会出问题。
测试设置
我们将每台待测笔记本电脑都安装干净的32位英文版Win d ows 7Ultimate系统，安装所有设备驱动，对Windows 7进行相同的设置。测试时所使用的电源管理方案均为系统自带的“平衡”模式，这也是笔记本电脑用户使用最普遍的电源管理方案。当然，我们取消了系统待机及自动关闭的选项，以保证无间断循环测试的顺利完成。通过灵活地搭配上述几个测试软件，我们能够轻松地模拟用户使用过程中最为常见及极端的运行模式。这几种模式包括：
闲置状态：启动笔记本电脑进入Windows操作系统后，不做任何操作，此时系统处于典型的轻负载环境。
C PU 负载5 0%：由于大部分待测笔记本电脑均采用了双核四线程的酷睿i 5 / i 3处理器，因此我们启动两个Kpower，使CPU负载达到5 0%（从等同计算能力的考虑，我们同样打开联想ideapad Z465三个核心中的两个，此时的负载应为66.6%），此时系统处于中等负载。日常应用的大多数时候，用户的笔记本电脑都处于这种负载。
CPU负载100%：打开四个Kpower软件。此时的CPU占用达到100%，处于较高的负载。不过，除了CPU，其它的部件并没有太高的负载。这种环境与经常同时打开多个软件的普通用户的环境相类似，评测工程师的笔记本电脑在就在大部分办公时间处于这种状态下。
全负载：在CPU占用率已经达到100%后，再启动Prime 95中“TortureTe s t ”的“B l e n d”模式；同时启动FurMar k，将GPU置于不间断满负载测试。此时的CPU、内存、芯片组以及GPU全部处于满负载状态，这种极限状态在日常应用中出现的概念较少，不过，如果您是一位《魔兽世界》这样3D网游的忠实玩家，热衷于长时间下副本；同时还要在后台运行各种各样的通讯软件。那么，在运行一段时间后，你会发现你的笔记本电脑正处于这样的状态。要是你的笔记本电脑散热设计不够好，那么……
每项测试进行10分钟后，温度已经稳定下来，此时我们开始测量笔记本电脑的表面温度。测试时我们会测量C面9点以及D面9点的温度。一方面，这两个部分对于用户的使用体验影响最为明显；另外一方面，笔记本电脑主要的热源被包裹在C面与D面之间，测量两面的温度实际上也是对于笔记本电脑的散热能力的一个考察。
我们并没有测试笔记本电脑内部的温度状况。一方面，根据以往的经验，并没有通用的可以适用所有笔记本电脑的测温软件，即使各家品牌附带的测温软件的误差值也存在相当大的波动，软件测温并不能达到要求。另一方面，芯片的耐热和保护能力其实远超大家的想象。以酷睿i5/i3移动处理器基于的Arrandale核心来举例，它可以承受105℃的高温，并且具有过热保护功能，在超过上限后会自动关闭。因此，只要不是山寨产品，都能够达到正常的要求。笔记本电脑毕竟是拿来使用的，机身发热对于用户使用体验的影响更加重要。一台内部散热极好但外表发热剧烈的笔记本电脑相信也没人会需要。这就像空调一样，大家只会关心它的制冷效果，有谁会去关心位于室外的压缩机会不会温度太高呢？当然，我们也通过测量出风口散热片的温度来间接估量内部芯片的温度。由于散热片通过热管与内部芯片直接连接，内部的实际温度应该在这个基础上增加大约10℃左右。因此，这里的温度相对精确地反映了内部状况。
我们共邀请到了主要笔记本电脑品牌的主流消费类笔记本电脑来进行测试，它们均为14英寸的独立显卡机型（惠普Pavilion DV3为13.3英寸）。需要说明的是，由于具体的配置还是有所不同的，比如所采用CPU和GPU型号的具体型号不同，因此测试的结果并不适合作为横向比较各品牌散热设计水平的依据，当然，如果用户要在我们测试的这些主流消费类笔记本电脑中选择购买，希望了解它们的真实发热状况，我们的测试结果还是可以用于参考的。
室外极限环境测试
在室外测试笔记本电脑的散热状况？其实这是我们在室外对笔记本电脑的无线网络性能进行测试后再次挑战的一个命题。评测工程师在手捧笔记本电脑在夏季烈日下来回穿梭时发现，尽管大家采用了几乎相同的硬件配置，尺寸也几乎相当，但机身表面的发热状况却大相径庭：有的产品在短时间暴露在室外后机身表面已经发烫得需要相当的勇气才能触摸，有的产品则要正常得多。仅仅一个轻负载的无线性能传输已经让部分产品难以承受，真不敢想象在高负载使用后机身又该发烫到何种程度了？它是不是还能正常工作？一切的一切，让我们慢慢道来。
我们在《微型计算机》办公楼的楼顶平台上来完成这一极限测试。“六月十五那天，天热得发了狂。太阳刚一出来，地上已经像下了火。一些似云非云似雾非雾的灰气低低地浮在空中，使人觉得憋气。一点风也没有。”老舍的这段经典文字用来描写测试当天的天气状况实在是太贴切不过了，非常适合进行极限散热测试。我们在午后3点左右开始测试。根据实际的测试，此时楼顶平台的温度实际上已经达到了40℃，日光照耀下的地表温度更是高达60.5℃。在商量了一番以后，评测工程师觉得这样的环境有些脱离实际，压根不会有人在烈日暴晒和地热烘烤时还有闲情雅致使用笔记本电脑。另外一个原因，前段时间频频发生的电池召回事件让我们对于它们能否在这样的环境下安然幸存多少有些缺少信心。在将测试场地移至平台的阴凉处后，温度降到了39℃，地表温度也降至48℃—这样的环境也足够称得上极端了。
在闲置状态（表1、2、3）下，待测产品都还算比较正常，除了少数几台笔记本电脑的某些位置突破了50℃大关，大部分产品的温度都维持在40~50℃之间。受到地表热量辐射的影响，普遍的情况是同一测温点的D面温度要高于C面温度，这也是意料之中的情况。此外，表面材质对于散热有明显的影响。如果C面采用金属材质，D面采用塑料材质，结果使得它的C面温度要高于同一区域的D面温度，尤其在散热孔一端更为明显。金属材质由于其较好的热传导性，对于机身散热大有裨益。不过，由于成本和设计的综合考虑，很少有笔记本电脑会在双面都采用金属材质。综合来看，索尼VAIO CW28的表现无疑是最好的。它的表面温度是最低的，C面最高只有44.5℃，D面最高为45.5℃。此外，它的散热均匀性相当出色，C面温差仅有2℃，D面温差也只有3℃，都低于平均水平。
随后我们进入50% CPU负载（表4、5、6）的测试。10分钟以后，待测笔记本电脑的表面温度都已经有了较为明显的提升。根据区域的不同，C面的温度基本升温在2~8℃左右。由于绝大部分待测产品的出风口附近表面温度都提升到了70℃以上，提升速度明显高于其它区域，表面最高温度与最低温度温差比之前有相当明显的提升。有意思的是，在提高负载后，C面和D面的温度与闲置时出现了不同的变化。即使地表的温度要远高于大气温度，但与C面的升温幅度相比，D面的升温幅度要小一些。热空气上行的影响是一方面，另外一方面，在极端条件下的测试显示，除了正常的散热渠道，C面不经意间成为了散热主力，而不是D面。这与产品的设计策略有关，笔记本电脑在考虑散热设计时需要综合多方面的因素。由于大腿的皮肤敏感度远远高于手指皮肤的敏感度，因此在设计时必须注意D面不能过热，以避免一旦用户将笔记本电脑置于腿上时产生强烈的不适。此外，还需要考虑外观设计和成本的需要，所有这些都导致了C面升温高于D面的结果。当然，在正常使用环境下大家并不用担心这个问题。索尼VAIO CW28依然保持了较为出色的散热性能，戴尔Inspiron 14R和三星R480则紧随其后。
接下来我们将CPU负载提升到100%（表7、8、9）。与50% CPU负载环境相比，此时的温度提升已经没有那么明显，同一区域的温度与之前相比变化不大。因此，索尼VAIO CW28依然保持了最低的表面温度。不过，此时它的表面最低温度其实也已经达到了45℃，实际感受表面发热已经较为明显了。
最严苛的测试终于来到了，在将系统置于全负载状态（表10、11、12）后，机身表面的温度进一步提升了大约2~3℃，部分机型的机身表面温度已经突破了60℃，给人的感觉已经相当热了。相反，出风口温度反而变化不大。
显然，此时的散热系统的散热能力已经达到了极限。此时大部分笔记本电脑的出风口温度都达到了70℃左右的水平，假设有用户在这种环境下使用笔记本电脑，一定需要注意不要过分靠近出风口，以免被热气流烫伤。即使散热表现相对较好的索尼VAIO CW28及三星R480，在一段时间的满载运行后，大部分位置的表面温度也接近了50℃大关，已经没有什么使用舒适性可言了。
不过，令人满意的是，尽管环境较为苛刻，但所有待测产品在一段时间的测试中均未出现花屏或者死机现象。
考虑到高热对于产品寿命的影响，我们并没有长时间地运行满负载测试。我们这里的测试只是一个极限测试，现实生活中大概是不会有人顶着烈日来进行高负载的运算的。即使你有这个打算，我们也建议你不要在这种环境下过长时间地使笔记本电脑保持高负载状态。
正常环境测试
室外测试不仅对于笔记本电脑，对于评测工程师也是一项极限测试。因此，在测试完成后，我们迫不及待地转战凉爽的办公室，测试正常使用环境下的状况。为了防止空调冷气对流的影响，我们将评测室空调调至微风，并将笔记本电脑置于远离空调出风口的位置。此时的室温为24℃，桌面温度25.5℃。
闲置状态（表13、14、15）下，待测笔记本电脑的温度都有明显降低。大部分笔记本电脑的表面温度基本都徘徊在30℃左右，基本感受不到产品的发热。三星R480表现最好，C面和D面温度均低于30℃。即使是出风口区域温度最高的联想ideapad Z465，也只有45℃左右，不会有明显的不适感。
在50% CPU负载（表16、17、18）下，笔记本的表面温度有一定提升，普遍的提升幅度大约在3～5℃之间。不过，与室外测试时相比，出风口以及附近区域的温度提升更加明显，最高可以达到10℃左右的温升。这与环境温度有密切关系，由于室外温度较高，闲置状态时散热系统热量高于室内测试，因此温差不一致。同样，受到环境温度降低的影响，没有热源的区域表面的温度变化很小。相对而言，三星R480的表现较为突出，无论C面还是D面，它的最高点温度和最低点温度都相对较低，D面9点中甚至有7点都低于30℃；并且散热分布相对均匀，C面温差只有6℃，D面也只有9℃温差。
100% CPU负载（表19、20、21）与50% CPU负载的测试结果区别不大，大部分待测笔记本表面温度小幅上升。不过，有所区别的是，由于环境温度并不高，闲置时表面温度较低的区域此时仍然维持原来的温度。而在室外测试中，即使是温度较低的区域由于受到热辐射以及机内高温的影响，温度也已经比闲置时的温度提高不少。在这项测试中，仍然是三星R480具有相对最好的表现，即使在这样严格的环境下，它的温度与50%负载时相比也没有什么变化，C面有5点，D面有7点低于30℃，此时你在机身表面依然感觉不到什么热量。
在开始全负载测试（表22、23、24）后，笔记本电脑的散热器噪音明显增大。待测笔记本电脑呈现了两个不同的趋势：部分产品的出风口温度几乎没有变化，但表面温度又有较为明显的提升，这说明其产品的散热能力在应付高负载环境时有些吃力，早早就达到了散热系统的能力限制，只能通过机身散热。设计良好的产品的表面温度与之前相比变化不大，但出风口温度则明显提升，显示了相当强劲的散热能力。几乎没有任何悬念，三星R480又一次表现了不错的散热能力。除了出风口及周边小幅区域温度提升较为明显，其它部分依旧保持了相对较低的温度，C面依然有5点低于30℃，D面更是有7点低于30℃，明显领先于其它产品。即使在此时，评测工程师在三星C面和D面大部分区域依然感觉不到发热。
噪音测试
接下来，我们进入到噪音测试中，看看谁能够为用户提供一个最安静的使用环境。
测试设置
我们在密闭的音频实验室中对待测笔记本电脑进行测试，测试使用TES1358音频分析仪。根据实际的测试，我们的音频实验室在完全安静的状态下的本底噪音为30dB。
为保证最大程度接近真实的使用环境，我们将TES 1358音频分析仪固定放置在笔记本电脑前，拾音头与笔记本电脑屏幕垂直，拾音头的边缘与笔记本电脑C面边缘处于同一位置—这个方位可以最佳模拟具体使用环境下人耳的位置。
测试项目
为最接近真实地反映用户的实际噪音感受，我们模拟了多种状态下的笔记本电脑噪音测试，以便提供给用户最全面的参考指南。
在测试过程中，我们利用T E S1358内置的记录与分析功能，针对每个测试项目测试最大噪音(Smax)、平均噪音(Se q)和最低噪音(Smin)，其中每个测试项目均测试三次取其平均值，确保较好的重现性并最大程度地消除误差。
开机噪音
从按下电源键到完全进入系统的的这段时间内的噪音表现。
待机噪音
启动笔记本电脑进入Windows操作系统后，不做任何操作，此时系统处于典型的轻负载环境。我们测试3分钟之内的噪音波动。
复制文件
该项目主要是测试硬盘噪音水平。我们在测试时复制一个大小为8.08GB的文件夹(包含超过5000个的小文件)，从待测笔记本电脑的一个分区粘贴到另一个分区，并记录从复制开始到复制完成这段时间内，笔记本电脑噪音的波动情况。
CPU 50%负载
与前面的散热测试一样，我们将CPU占用控制在50%。这也是日常绝大多数应用状况下的噪音表现水平，对用户平时的使用很有参考价值。我们的测试时间为5分钟，并记录噪音波动情况。
全负载
同样与前面的散热测试一样，我们将CPU、内存、芯片组和GPU都置于100%负载状态。并测试该状态时笔记本电脑的噪音表现，测试时间5分钟。
光驱复制文件
从光盘复制大小为4.2GB的文件夹到硬盘，并记录整个复制阶段的噪音变化波动。该项目主要测试光驱在播放视频影碟时的读盘噪声控制。
测试结果与分析
开机噪音
从开机启动的瞬间噪音来看，各个机型的表现并不一致。个别机型在开机的瞬间有较大的短暂风扇高速运转产生的噪音，不过持续时间较短，大致在3～5秒的样子。坦白说，我们认为开机噪音对于用户的使用体验而言并不算太重要，毕竟在长时间的使用场合下，笔记本电脑工作状态下的噪音控制才是用户真正最为关心的关键所在。因此这部分的测试成绩仅供大家参考，作为本测试的有益补充，不作为衡量参测产品真正噪音控制性能的主要衡量指标。在开机噪音测试中表现最好的当属三星R480与索尼VAIOCW28。尤其三星R480不到33dB的平均开机噪音几乎可说是细不可闻。而惠普Pavilion DV3平均38.5dB，最高44.2dB的开机噪音表现显然还有进一步改善的可能性。不过，考虑到开机时散热系统需高速运转，这一指标也还是可以理解的。
闲置状态噪音
闲置状态的噪声在很大程度上能代表笔记本电脑很多情况下的应用形态—比如正常办公、浏览网页等轻量级应用时，我们都可以将其近似地看作闲置状态—至少对于笔记本电脑的散热状态，尤其是风扇的转速来说，的确是如此。
待机状态下的噪音测试基本与我们的预想相符—各个厂家的机型之间差距并不太大，毕竟在闲置状态下，风扇只是以最低转速运行，甚至以暂停运行，彼此间噪音的差距并不明显。大多数产品的待机噪音都在33dB～36dB之间波动，表现最好的当属三星R480、索尼VAIO CW28以及同方锋锐K46C，它们的闲置状态噪音分别只有32dB、32.3dB和32.4dB，这已经非常接近环境噪声了。即使是闲置状态噪音最高的惠普Pavilion DV3也只有37dB，对于用户来说依然是非常安静的，当然，要是能把风扇在待机状态下的转速调低一点，就更加完美了。
硬盘分区复制文件
原本我们是希望能够测试硬盘操作时噪音对于用户的影响，然而，测试结果只表明了一个问题—现在的笔记本电脑硬盘的确很静音！最后的测试数据与闲置状态相比几乎没有出入。显然，现在笔记本电脑硬盘的噪声已经远低于散热系统，不再是主要的噪音源。有意思的是，或许是因为散热风扇的静音效果实在超凡脱俗，三星R480在复制文件过程的噪音测试中，其成绩相比闲置状态还有一定提升。
虽然从绝对数据上看仍然称得上是性能出色，不过也难免让人感觉有些美中不足，算是我们吹毛求疵的一个小小遗憾吧！类似的情况也发生在神舟优雅A430-i5身上。
50%处理器负载
50%的处理器负载相当于怎样的用户使用环境呢—大致就是开数个网页的同时打开QQ和MSN。是的，现在的即时通信软件并不是省油的灯。
在50% CPU负载下，待测笔记本电脑的散热风扇转速均相应提高。因此，各品牌笔记本电脑的噪音差距逐渐呈现了出来。对大部分参测产品而言，在50% CPU负载下，评测工程师已经能亲耳感受到风扇转速的提升带来的噪音变化。方正R430的提升最为明显，50%CPU负载下46dB的平均噪音水准，已经让处于安静环境的评测工程师觉得相当吵闹了。不过，让人略感意外的是华硕A42J与联想ideapad Z465的噪音相比闲置状态变化并不大。华硕和联想显然是注意到了噪音对于用户体验的影响，并且，也体现了相当深厚的噪音控制功力，值得赞扬。
全负载
在所有部件均处于满负载的极限状态下，笔记本电脑的噪音控制会有怎样的变化？如同评测工程师之前的预测—在全速状态下，为满足散热的需求，散热系统的风扇也以最大转速运转。此时，笔记本电脑的噪音已经达到了最大值。
测试结果与我们预期的一致，除了一款产品之外，所有参测机型的数据都突破了40dB大关。这唯一的例外来自三星R480，正如在之前的多项测试中表现出的不凡素质，它在满载噪音的测试中再次折桂—平均仅39.7dB的满载噪音相比某些机型高达49dB的噪音，无疑要让人愉悦许多。同样值得表扬的还有联想ideapad Z465与华硕A42J，满载下40dB左右的噪音成绩同样难能可贵。
光盘复制文件
几乎所有参测机型在进行光盘拷贝测试时都落马—光驱频繁读盘的噪音甚至逼近了满载下的风扇噪音。
不过，让人欣慰的是，三星R480光驱的静音效果依然不俗。即使在拷贝大容量文件时，它仍然保持了37dB左右的噪音水平，令人刮目相看。
MC点评 通过对室外和室内两种环境的测试，我们对目前主流消费类笔记本电脑的散热表现有了一定的了解。由于设计能力以及思路的差异，当前主流的笔记本电脑散热性能还是存在一定的差异。在经历了严格的测试后后，我们认为三星R480具有相对出色的散热表现，尤其是在正常使用的环境下，高出其它产品一截的散热表现让人侧目。当然，所有的笔记本电脑其实都能在严苛的环境下完成测试，不过，找出差异化是我们这次的目的。无论是从笔记本电脑的角度，还是从用户的角度，我们都推荐你还是为你的笔记本电脑营造一个凉爽的使用环境。
而在噪音测试中，参测的大部分笔记本电脑都有着不错的表现，说明噪音已经引起了各笔记本电脑品牌的重视。其中，表现最好的依然还是三星R480，无论是开机噪音、满载或是待机噪音都控制在一个非常理想的水平。尤其值得一提的是R480的光驱非常安静，拷贝文件时的噪音也未超过40dB，相比其它参测机型表现尤为突出。联系到散热测试同样优异的表现，让我们非常惊讶—竟然有一款笔记本电脑可以在提供安静使用环境的同时将散热控制到最佳。
总的来说，各参测机型均表现了良好的环保特性，相比以往的水平有了一定的提高。CPU和GPU等核心部件在集成度以及制造工艺上的进步是一个方面；另外一个更为主要的原因说明各厂商对于散热及噪音环保特性的重视相比以往已经有了较为明显的提高。
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