笔记本：撞墙的重灾区

和智能手机相比，笔记本（包括Windows系统的平板电脑）是芯片相同但性能不同的“重灾区”（图1）。所以，在这里我们就先从它们入手，探讨一下导致这一原因的根源所在。

性能表现的怪现象

Windows下有很多测试软件，比如鼎鼎大名的3DMark、PCMark、CineBench R15等等，很多玩家都习惯通过跑分成绩的对比，判断某款产品的强弱。然而，一个奇怪的问题便出现了。

跑分异常，谁在说谎？

同一个型号的笔记本，某媒体给出的3DMark成绩是6000，为何用户买回家实测成绩却仅有5000？难道媒体敢虚假宣传？

同一型号的处理器，A款笔记本在CineBench R15测试中成绩为200，B款笔记本却只有160，难道后者敢“以次充好”？

还有更尴尬的，作为Broadwell架构（第五代酷睿处理器）成员，酷睿M-5Y71主频为1.2GHz～2.9GHz，而酷睿M-5Y30主频则为0.9GHz～2.4GHz，显然是酷睿M-5Y71秒杀后者的节奏。然而，搭载酷睿M-5Y71的一款设备（售价5000元起）的3DMark11成绩仅有P674（图2），而搭载酷睿M-5Y30的产品（售价3000元起）却能获得P1006的分数（图3）。

怎么样，很奇怪吧？价格高，处理器档次更高的产品，竟然打不过配置低且便宜的竞品。不是我不明白，而是这个世界变化快！

排除测试环境影响

造成以上尴尬的因素有很多，有一些的责任在于厂商，而还有一些责任就得由用户“背锅”了。比如，无论是笔记本还是平板电脑，在使用电池供电时都无法全速运行（原因下文会详细分析）；电源计划中的模式也至关重要（如果你设定在省电模式，自然性能就要差很多）（图4）；此外，测试的环境温度（比如夏日屋里有无开空调）、运行测试软件的顺序都会对最终结果造成影响。

然而，如果在排出上述人为影响后，相同型号的处理器和显卡还是出现了明显的性能差异，那我们就可得出一个结论：它们“撞墙”了。

温度&功耗两堵看不见的墙

台式机拥有庞大的身材，可以轻松塞进夸张的散热器，电源的额定功率也动辄400W起步。可以说，台式机体内的CPU（处理器）和GPU（显卡）可以无视任何压力，始终“满血”运行（图5）。但是，笔记本受限于身材和便携属性，不可能配备太过豪华的散热模块以及大功率适配器。为了兼顾性能、散热和续航时间，就不得不面对“两堵墙”----“温度墙”和“功耗墙”的限制了。

温度墙：谁也躲不掉

我们都知道，CPU和GPU的发热量取决于它们的负载情况，看视频时肯定没有玩游戏的时候高。另一方面，越高端、性能越强的芯片，它们在满负载运行时的温度也就越高。为了避免CPU或GPU芯片因温度过高而导致系统死机甚至烧毁芯片的情况发生，每一款笔记本的处理器和显卡，都会预设一个具体的温度阈值。而这个阈值，就是所谓的“温度墙”。

温度墙是这样玩的

以英特尔处理器为例，每一款处理器都存在一个Tjunction参数（图6），我们可以将它理解为核心温度（代表核心和核心所在PCB板之间所容许的最大温度），如果CPU核心温度突破了这个数值就有烧毁的危险。“温度墙”，则是可供OEM厂商自由发挥的一种控温手段，它的数值要低于Tjunction且可上下浮动，玩法更多。

比如，OEM厂商可以对某CPU设定如下的温度墙：

当温度≤60℃：不进行任何限制；

当温度＞60℃：加大风扇供电让其全速运行（噪音增加）；

当温度＞70℃：强制处理器降频，这个数值就是广泛意义上的温度墙；

当瞬间温度＞80℃：强制重启系统；

当瞬间温度＞85℃：强制关机。

于是，我们就可以解释前文涉及的一些怪现象了。同一款芯片（泛指CPU或GPU），如果笔记本A的温度墙设定在60℃就开始降频，而笔记本B则是70℃才开始降频，此时显然是B可以跑出更好看的成绩，因为它能更长时间运行在较高的频率上。

但是，凡事都有例外。在散热模块设计的影响下，笔记本B也有机会反超笔记本A。

散热设计引发无限可能

我们都知道，笔记本的散热模块是由热管、散热风扇和散热鳍片组成。其中，热管粗细和数量、风扇扇叶多少和转速、散热鳍片材质都会影响一款散热模块的降温效率。在CPU和GPU芯片型号一致的情况下，双风扇双热管的设计肯定不如双风扇四热管（图7，图8）。

但是，如果笔记本散热模块设计足够优秀，哪怕它的温度阈值设定偏低，也能减少芯片温度超过温度墙的几率和次数；如果笔记本散热模块用料缩水，温度阈值设定再高也有撞墙风险，而且很可能直接跳过降频的阈值，而是一步到位因温度过高而触发重启或关机。想一想吧，正当LOL面临关键的团战瞬间，你的笔记本突然重启了……

翻越温度墙的探讨

温度墙是一种对芯片的保护机制，它不可或缺。但是，也不排除一些OEM厂商太过谨小慎微，散热模块明明可以承受75℃的考验，但却将降频阈值设定在了65℃。这就好像你正坐在行驶在高速公路上的一辆宝马轿车中，道路空旷，明明轻踩油门就能达到120km/h（散热设计优秀），但司机就只开到80km/h（厂商设定的温度墙），作为乘客的你说郁闷不郁闷。

很遗憾，温度墙的设定取决于BIOS定义，而厂商又没有开放BIOS中有关温度设定的选项。所以如果你想翻越温度墙的限制，就只能从如下几个方面入手了。

升级BIOS：一些热门的游戏本，在网上可以下载到由网友修改过的提升了温度墙阈值的BIOS，将它们下载后按照升级BIOS的教程一步步操作，就能突破温度墙封锁。

屏蔽睿频：很多笔记本之所以撞上温度墙，是受到了睿频加速的“拖累”（图9）。比如酷睿i5-6200U默认主频为2.3GHz，遇到高负载环境时会睿频加速到2.8GHz。但是，如果笔记本散热不利，很容易因睿频而突破温度墙的阈值，最终导致CPU降到了1.3GHz。在这种情况下，睿频不是拖累还是什么？

与其让CPU因过热降频，反而不如禁止睿频

此时，屏蔽睿频，让处理器始终稳定运行在2.3GHz，显然要比动不动就降频更具效率。而屏蔽睿频的方法很简单，依次进入“控制面板→电源选项→编辑计划设置→更改高级电源设置”，将“最大处理器状态”从100%改为98%即可（图10）。

提升显卡阈值：想提升显卡的温度墙，可以借助“NVIDIA inspector”这款超频软件，将其中对应温度的一项拉高即可（图11）。但是，如果你对笔记本的散热没有信心，就请谨慎调整增温的幅度。

提升散热效率：不想笔记本撞墙，提升笔记本的散热效率则是最佳选择。其中，最简单的方法就是定期给笔记本除尘，重新涂抹硅脂，避免因散热风扇和散热鳍片被堵而影响散热效率。此外，通过购买散热底座，或是固定在散热孔位置的抽风式散热器（图12），同样可以起到明显提高散热效率的作用。

如果你的用手能力足够强悍，就可以考虑进阶方案：对笔记本散热模块进行优化和改造了。比如，在笔记本原有散热模块的基础上，增加更多散热片或热管，增加散热材料的面积。但是，热管的选购与焊接存在很多讲究，并非越多越好，需要考虑到内部冷凝液回流的问题（图13）。

少数传统（偏厚）的笔记本有DIY水冷散热的潜质，合理借助内部结构进行定制改造，可以在不影响保修的前提下加入水冷单元（图14）。

功耗墙：隐藏的性能杀手

笔记本因过热而降频很好理解，但这依旧解释不了笔记本在玩游戏等高负载程序中途性能骤降，或是跑分成绩明显偏低的所有问题。原因很简单，在表层的温度墙的背后，还隐藏着一个性能杀手，它就是“功耗墙”（图15）。

需要注意的是，功耗墙和温度墙是相辅相成。功耗墙越高，意味着芯片发热量越高，也就距离温度墙越近。无论先撞上那一堵墙，都逃脱不了降频的宿命。

一些现象的反思

有些处理器的睿频加速频率最高可达3.2GHz，但通过软件检测，它实际所能达到的最高主频却只有3.0GHz；有些笔记本在玩游戏时遭遇突然卡顿，通过监测发现是CPU出现了降频，但此时CPU温度并不高；按照前文方法关闭了睿频，调高了显卡的温度阈值，但在高负载环境下依旧遭遇频繁的降频。以上，就是功耗墙的“功劳”。

TDP的另一层意思

还记得TDP吗？这个名为“热设计功耗”的参数，原本是用于辅助散热模块设计的参考标准。实际上，TDP还有一层意思。

以英特尔处理器为例，其对TDP的定义就是：以瓦特为单位，表示所有活动内核在英特尔定义的高复杂性工作负载下，以“基本频率”运行时消耗的平均功率，请注意“基本频率”（又称默认主频）这个关键词哦（图16）。

每一款英特尔处理器的TDP都是可配置的。以最新的七代酷睿i5-7200U为例，它的标准TDP为15W，可配置的TDP-up为25W，而可配置的TDP-down则为7.5W（图17）。这意味着，笔记本厂商可以根据实际需要（主要体现在散热模块的设计，以及针对续航时间的预期），对酷睿i5-7200U在7.5W～25W之间指定一个数值作为功耗上限，而这个数值，就是所谓的“功耗墙”了。

如果笔记本厂商将功耗墙设定在最高的25W，那么恭喜这颗i5-7200U，它的性能已经超越了更高端的酷睿i7-7500U（功耗墙为默认的15W时）了。只是，此时需要给i5-7200U准备用料更扎实的散热模块，否则会因CPU过热而直接装上“温度墙”而降频。

如果笔记本厂商将功耗墙设定在最低的7.5W，那么也恭喜你，你“免费”得到了一款更低端的酷睿M3-7Y30，此时i5-7200U的性能也不会超过真正的酷睿M3-7Y30太多。

这就是功耗墙的妙用。更高的功耗墙，可以提升CPU的基础频率，并可更长时间地运行在睿频加速的最高频率上，以增加功耗（和耗电量）换取犹如打了鸡血般的性能；更低的功耗墙，则是以降低基础频率，牺牲睿频加速功能为代价，换取了更低的发热量，有利于笔记本瘦身并延长续航时间。

用事实做个例证

为了让大家可以更清醒地甚至到功耗墙的威力，我们不妨看看notebookcheck.net网站对联想MIIX4（酷睿M5-6Y54）和微软Surface Pro 4低配版（酷睿M3-6Y30）的对比评测。从理论上看，MIIX4的处理器秒杀Surface Pro 4，但实际的跑分情况却是，两款产品的CPU性能几乎一样，但GPU性能反而是Surface Pro 4遥遥领先（图18）。

究其原因，则是因为联想MIIX4给酷睿M5-6Y54设定的功耗墙为默认的4.5W，而微软Surface Pro 4低配版则给酷睿M3-6Y30设定在了夸张的9W（甚至超过了酷睿M的TDP-up最大值）。这就好像两部跑车，虽然联想的跑车规格更高，但它却只能跑在国道上，微软跑车规格随低但却可以上高速，二者在单位时间里跑出去的里程，自然是高速上的车辆为尊了。

那么，为啥联想不能为MIIX4设定更高的功耗墙呢？除了出于续航时间的考虑，再有就是MIIX4内部的散热设计“太简陋”，完全依靠石墨贴纸将CPU表面温度传递到金属后盖散热（图19）。而微软Surface Pro 4之所以可以突破酷睿M的TDP极限，则是它内置2根加粗加长的热管，再结合金属后盖，散热效率自然更佳（图20）。