雷刚 发自 凹非寺 量子位 报道 | 公众号 QbitAI
讲真，替华为Mate 20 X感到不值。
原本今年全球旗舰手机比拼中，华为Mate 20系列确实当得起机皇，从性能表现，到黑科技加持，风头无两。
但也正是整个系列亮点太多，而大众更偏爱屏幕、拍照、视频等显性表现，而往往会忽略那些更深层次、更拼技术功底的基础研发突破。
在这次以“ One more thing”亮相的华为Mate 20 X，就属此类。
其中最引人关注的新技术，莫过于石墨烯膜散热，而且该项技术的价值，短期内太容易被低估。
为何做？如何做？经历了怎样的困难和技术挑战？
这段研发往事，或许不止华为手机关注者感兴趣。
事情要从今年年初说起。
当时华为内部，产品经理先提需求，希望开发一款 Mate 新旗舰，在保留Mate科技创新基因的基础上，实现卓越的游戏体验，超过行业所有的竞争对手。
后来，这款手机被命名为华为Mate 20 X。
这里所谓的卓越游戏体验可不是指棋牌类小游戏，而都是《王者荣耀》、《刺激战场》、《荒野行动》，《堡垒之夜》之类的高性能负载型应用。
在华为邀请的100名顶级游戏玩家交流中，最核心的痛点，被锁定在4方面：
掉帧、卡、发热、长时间玩游戏的体验。
找到问题，下一步自然就是设定目标了，既然是极致的性能和体验，最基本的也应该是在长时间玩高帧率游戏时，不卡顿、不掉帧、散热跟得上。
卡顿和掉帧等问题，核心考验的是CPU和GPU，当时麒麟980已就绪，但散热要跟得上，并没有成熟方案。
传统的散热方案，包括石墨膜、铝合金、铜架构等。
当时拿传统方案一跑，《刺激战场》60帧情况下——特效全开，整个功耗是4瓦，持续运行15分钟之后，手机温度跑到41度，持续运行35分钟，跑到45度。
35分钟之后，手机就开始掉帧。因为整个CPU系统，温度上去后硬件就启动自我保护机制，导致掉帧、变频。
在温度和性能保持方面，这套方案显然不行。
在100名顶级游戏玩家的调研中，他们认为极致体验的标准，半小时属于入门，一小时属普通，极度玩家最长要玩4小时。
所以完成极致体验的目标，至少要做到1小时控制在41度，并且持续保持4小时。
但这并不容易，别说机器，哪怕是自然界里，如此标准的散热和性能保持都不简单。
参与研发的核心工程师说，那时看什么都会联系到工作，比如陪孩子看《动物世界》，听到猎豹的介绍——爆发速度惊人，每秒能跑30米，但只能高性能奔跑2、3分钟，因为猎豹身体温度达到41度后，速度就会下降。
因为猎豹身上没有汗腺，缺乏出汗散热的系统。
所以受猎豹启发，华为内部提出想法：能不能打造一只能跑马拉松的猎豹？既高性能，又持久。
而现在，高性能有麒麟980芯片打底，持久的关键则在于散热系统打造。
当然，华为Mate 20 X既然为游戏需求而生，纵有麒麟980，也要针对性优化。
总体来说，就是围绕CPU和GPU进行加强。
比如做了智能AI 调度系统，主要方法是经过大量精密计算之后，会预料可能的游戏场景、可能的游戏背景，以及CPU需要匹配的频率，然后提前预判，实现性能最优、功耗降低。
而GPU方面，则加码GPU Turbo。
最终这两项带来的性能提升，《刺激战场》游戏中，原先4瓦的功率，可以降到3瓦——听起来不多，但体验却已完全不同。
如果一次持续30分钟，85%以上的用户都会满意。
但这还不够，如果要进一步打破瓶颈，散热架构的高峰，不得不攀登。
大部分手机工程师可能都知道，按照传统散热架构，CPU防控体系上并没有任何散热设置，主要靠更外边的铝合金架构散热。
如果做得更用心一些，会以石墨片的方式散热，甚至使用复合石墨片。
但这套传统稳定的方案，缺点也如上所述，高性能要求下，基本状况应对没问题，但要持久就变得有挑战了。
而这时候，能跑马拉松的猎豹项目组，想到了石墨烯膜散热方案。
其实早在2015年，华为2012实验室，就已经研究并准备这套全新散热方案，但手机——特别是旗舰手机，稳定压倒一切。
到今年冥思苦想Mate 20 X散热方案时，一是麒麟980的性能基础，二是智能AI调度系统和GUP Turbo打底，华为研发团队觉得可以一试。
散热材料项目的工程师还反馈，如果用上这套石墨烯膜散热系统，能保证手机恒定3瓦不发热。
此时华为高层也收到相关汇报，认为放在Mate 20 X上，不仅考验技术，也展现决心。
于是批复：放手大胆干，出了问题有担保。
最终，包含首次石墨烯散热膜海量应用为核心的Super Cool散热方案，搭载进入每一台Mate 20 X.
总体来说，搭建了两道防线：
第一道防线，在CPU体系上搭建了VC(Vapor Chamber)液冷系统。
可以将热源的热量快速从热源芯片传出，并通过整机均温措施，避免局部热点的形成。
好比在猎豹快速奔跑中，心脏和血液作为第一道防线，把温度降下来。
第二道防线则为了马拉松准备。除了心脏和血液形成一套循环系统，还要有皮肤等散热方案，而石墨烯膜就是目前最符合要求的“皮肤”。
最后两道防线同时起作用，内有心脏血液系统循环，外还有皮肤系统循环，散热的问题就此得到解决。
在方案成型后，华为内部还展开多次别开生面的用户调研。
当时夏日炎炎，室内温度30度，但为了在最极限环境下测试，他们还开了电热器加热。
于是参加调研的玩家，就这样在挥汗如雨的场景中打游戏，一旦手机过热、真卡了、掉帧——都算华为研发团队输。
然而华为团队庆幸的是，方案测试通过，VC液冷 石墨烯膜方案正式成为Mate 20 X散热方案，实现业内首用。
参与研发的华为工程师感慨，因为现在方案成功了，所以一切似乎顺风顺水。
但在整个过程中，并非轻而易举。
比如在石墨烯使用上，因为石墨烯膜柔性好，所以它在切割的时候，早期良品率不到10%，但量产要达到良品率85%。
新工艺设备要重新选购，良品率要重新改——如果不是之前有过4年技术积累，简直不敢想象。
另外，更直接的是人力精力的付出。从今年5月开始，研发团队就开始驻厂，他们需要管控每一项工序，并协调好供应商。
华为工程师也感慨，很多合作伙伴，都是被扒了几层皮才达标的。
而如果让他们复盘此次石墨烯散热方案的经验，华为工程师会倾向于分享20%方法。
原来在华为手机研发中，自我要求是每一代手机都要比上一代优化20%，正是这样的目标，让团队不断迭代，虽然一代比一代更好，但每一次新品发布后，又意味着新的超越要开始——“这一次还能提升20%吗？”
当然，20%体现的是决心，但更不容忽视的是对基础技术研发的重视。
负责Mate 20 X散热方案的工程师介绍，华为在美国圣地亚哥、硅谷、日本横滨、瑞典斯德哥尔摩、白俄罗斯明斯克、乌克兰基辅等地均建有海外热设计实验室或团队，专门追踪全球最新热新材料新技术及其应用。石墨烯散热膜仅是露出水面的冰山一角。
而且类似前沿技术的研发，听起来是雄心，做起来在烧钱。
他们透露，每一款手机新技术应用背后，可能都要有上亿美元的投入。
但华为工程师自豪的是，内部从未在技术投资上手软过。
所以华为手机走到现在，从缺乏2C基因，到中国第一、全球第二，也是种瓜得瓜种豆得豆之结果，天底下真没有凭空掉馅饼的好事。
具体到这次石墨烯散热方案和华为Mate 20 X，同样有付出有回报。
单看京东售后评分一项，5000 评论，好评率99%。
这可是一台售价5千、能满足顶级游戏群体需求的手机！
这个好评不简单，足够说明一切。
— 完 —
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