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笔记本散热不完全指南

笔记本散热系统的原理与解析可以参见消费电子散热漫谈（其二）的第二部分。
笔记本电脑的内部空间寸土寸金，所以一般情况下不需要对散热模组做任何修改，在开始动手前，我们需要明确几个事情：
  1. 高性能笔记本电脑在高性能输出模式下一定会非常烫，CPU温度在90度上下是正常情况。
  2. CPU和GPU的性能在理想情况下都可以100%输出，但理想情况是少数，所以如果是为了更好地运行游戏，优先保障GPU性能释放。
  3. 笔记本电脑需要定期进行维护，且维护周期小于台式机电脑，灰尘多的环境推荐6个月，其他环境则为12个月。
  4. 本指南目标是在尽可能不改动原有硬件设计的前提下，最大程度释放电脑的性能。

Step 0 准备工作

⚠风险提示
本文包含的所有测试、性能参数调整均有一定几率损坏您的笔记本电脑，笔者无法保证没有任何意外情况的发生。请在实际动手之前，确认您已做好了以下心理建设工作：
  • 不怕弄坏电脑的钱包厚度
  • 不摔杯子的耐心
  • 不糊弄的态度
每一台电脑的使用环境，性能输出设定都不尽相同，在解决问题之前我们需要先定位问题，所以你可能需要以下几款免费软件：
  1. HWMonitor
  2. Cinebench R23
  3. FurMark
⚠请尽量避免使用鲁大师

CPU散热测试

打开Cinebench R23与HWMonitor，切换到Cinebench软件窗口，点击Multi后面的Start，然后检查HWMonitor软件中的以下三项数据：
  • CPU Clock
  • CPU Power
  • CPU Temperature

CPU测试结果分析

  1. CPU温度从来没有达到过95℃以及更高，CPU核心频率没有出现下降，CPU功率没有降低，那说明此时笔记本电脑的散热系统状态尚可，需要进一步测试GPU。
  2. CPU温度在测试开始的60秒内迅速爬升至100℃，几分钟后核心频率与功耗大幅度降低，该电脑需要全面彻底的清洁维护工作，见后续内容，请跳过后续散热测试环节。
  3. CPU温度缓慢爬升至100℃，几分钟后下降至80 – 85℃，同时核心频率与功耗降低，但降低幅度不大，说明此时散热系统需要一定的清洁与维护，已经无法压制住默认设定下的CPU性能输出，可以考虑跳过后续散热测试，直接进行清洁维护工作。

双烤散热测试

当Cinebench R23的测试运行完毕后，静置电脑5 – 10分钟，等CPU恢复到开始测试之前的温度，然后打开Furmark软件，不用做任何设置，直接点击开始即可将GPU处于100%负载下，接着继续运行Cinebench R23的压力测试，此时您的笔记本已经处于“双烤”模式下，即CPU与GPU都满载运行。
⚠如果您的笔记本电脑长时间没有清理与更换硅脂，请谨慎进行此项测试！！
继续观察HWMonitor软件里面的读数，此时需要多观察3项指标：
  1. GPU Clock
  2. GPU Power
  3. GPU Temperature 至少运行20分钟以确定散热系统的极限

双烤散热结果分析

99.9%的笔记本电脑CPU在双烤15分钟内会出现一定程度的核心频率与功率的降低，此时就可以判断出该笔记本目前的散热系统情况：
  • GPU核心频率与功耗没有任何变化，说明此笔记本电脑散热设计出色，一切正常，可以不用进行任何维护与性能调校，继续用就OK。
  • GPU核心与功率有部分下降，但幅度保持在20%上下，经过本指南后续的调校后可以保持GPU全程100%性能输出。
  • CPU和GPU核心频率与功耗同时大幅下降，幅度超过50%，则需要对散热模组进行一定的改造才能保持GPU性能的输出（很不幸，笔者的笔记本电脑属于这一类）。

Step 1 清灰与更换硅脂的注意事项

请您自行在B站、百度贴吧、沙雕群友处获取您电脑的拆机教程。
拆机清灰与更换硅脂前，请准备好：
  1. 型号齐全，质量可靠的螺丝刀具，笔记本电脑的螺丝都非常小，且质量良莠不齐，如果滑丝，虽然对正常使用一般没有影响，但心里会有疙瘩。
  2. 一个防静电手环或脚环，注意接地，如果不想麻烦，可以在动手前摸一摸铁制楼梯扶手。
  3. 带磁性的金属盘用来存放拆解完毕的螺丝。
  4. 用于更换的硅脂，笔者推荐使用：信越7868，或者其他手边上有的硅脂。不推荐使用液态金属。 近几年上市的游戏笔记本电脑的维护工作相当便利，除了某些将主板反装的型号外。只要将底面螺丝全部拧开即可卸下面板。
⚠请拔掉电池排线，让电脑彻底断电。
拆卸散热模组后，将CPU与GPU上的残余硅脂清理干净，散热模组上的硅脂也同样需要清理，使用普通的湿纸巾就有比较好的清洁效果，有没有酒精都无所谓。如果距离上一次清理时间很久（超过24个月），或者干脆买来就没有清理过，建议将散热风扇与热管的连接处拆开，一般会用胶带粘上，撕开，然后你会发现惊喜。笔者的Dell G7 7590，因为家里有猫，所以某一次拆开连接处后发现了一层紧密的猫毛+灰尘混合物，整体散热效果可想而知。
移动平台的CPU与GPU核心部分面积相对较小，所以更换硅脂的时候挤黄豆粒大小就可以，可以手动涂抹均匀，也可以直接将散热模组压上去，散热效果没有区别。
⚠请把电池排线插回去再安装底部面板。

Step 2 检验清灰与更换硅脂效果

当你完成了前面的步骤后，再次参照Step 0进行一次双烤测试，这一次至少运行30分钟，可以让刚刚更换的硅脂充分与芯片接触，直到CPU与GPU的核心频率与功耗不再变化：
  1. 如果GPU的功率保持双烤测试开始时的读数，不再降低，那么您的笔记本电脑可以正常使用了，如果您想进一步挖掘CPU的性能潜力，可以继续阅读后续内容。
  2. 如果GPU频率还是随着时间流逝而降低，请将稳定后的CPU与GPU频率、功率读数记录下来作为我们后续性能调校的参考。

Step 3 软件调校

原理解析

在实际动手之前，我们先了解一下调校原理：
P = U ∗ I
这是初中物理就介绍过的功率计算公式，P代表功率，U代表电压，I代表电流。在前文反复提到的保障GPU性能输出，实际上就是尽可能让GPU功率保持在标定的最大值，比如笔者电脑的GPU标称功率为80W，只要能够让GPU一直以80W运行，就可以输出100%的性能。但是如果CPU和GPU的温度太高，超过了阈值温度一段时间，主板内部的保护程序就会介入，强行降低两者的功率达到降温的效果，避免硬件损坏。
这也就是我们用笔记本电脑玩游戏刚开始不会卡，玩到一半就掉帧的原因，刚开机的时候，散热系统并没有过载，所以主板尽可能让CPU与GPU以最大功率运行，等温度超过阈值后就强行降低，造成严重的卡顿和掉帧。
解决的思路也很简单，因为笔记本内部空间实在太小，CPU的运行温度通常都会高于GPU，所以我们直接提前降低CPU的最大功率，确保不会因为CPU温度过高而连带着GPU的温度超过阈值。只要主板的保护程序不介入，我们的GPU就可以一直以最大功率运行，确保游戏不会大幅掉帧，造成卡顿。

ThrottleStop

我们以目前市场保有量最大的Intel CPU为例，本指南并不使用Intel官方的Intel XTU软件来进行调校，因为Intel XTU的使用上略显繁琐，而且十分臃肿。我们使用一款第三方软件ThorttleStop来完成Intel CPU的性能调校，AMD Ryzen移动处理器也有类似的软件，叫做Ryzen Contoller，原理一样。
ThrottleStop有两种方式来降低CPU的温度：
  1. 直接调节CPU的功率上限
  2. 精确控制CPU核心频率与电压
我们从功率上限的调整开始，打开ThrottleStop后，点击TPL按钮，直接修改PL1与PL2的值，保存后即可生效，但我们怎么确定应该改成多少呢？
ThrottleStop主界面
还记得之前记录的双烤后稳定的CPU与GPU功率吗，将这两个数字相加就得到了您笔记本散热系统目前可以压制的功率上限，比如CPU稳定在35W，GPU稳定在105W，那么此时散热系统最多可以冷却140W的热功率。假设GPU标定功率为120W，那么用140 – 120，就得到了极限状态下GPU不降频时，CPU的最大功耗，即20W。
温馨提示：您可以在商品宣传页、B站、百度贴吧或沙雕群友处获取您笔记本电脑所标定的CPU与GPU功率值。
不过需要注意的是，双烤是非常极端的情况，一般玩游戏的时候CPU并不会100%满载，只有GPU会，所以可以适当放宽CPU的功率上限，比如相减得到20W，可以设定为25W，留有一定的冗余让CPU的性能多释放一点。
笔者更推荐第二种精确控制CPU核心频率与电压的方式，因为不仅可以降低CPU的温度，甚至还可以提高CPU的性能输出。降低温度的部分就不提了，说一下如何提高CPU的性能。 还是请出上面那个公式：
P = U ∗ I
CPU的性能输出很大程度上受到核心频率的影响，核心频率由电流来控制，我们可以在功率P上限不变的情况下，通过降低电压 U 来提高CPU的核心电流 I，达到提高核心频率的效果。
以笔者的Dell G7 7590所得到的测试结果来验证一下这个思路。 测试条件：
  • 室温：25℃
  • CPU型号： Intel i7 8750H， TDP：45W
  • 机身未垫高，无其他辅助散热措施
测试数据汇总
不同调校参数下的性能表现
将所有调校项目还原，原厂状态下运行Cinebench R23的多核测试项目，连续运行5次取平均值，从表中的结果可以看到，原厂状态下的最高温度超过90℃，而R23多核得分为最低的5033分，因为在功率稳定在45W时，CPU的核心频率仅为2853MHz。
其它3组测试中，笔者将核心电压降低0.154V，同样运行5次测试，由于电压降低，所以当CPU功率稳定在45W时，电流增加，核心频率相比原厂状态有了400Mhz的提升，得到了超过16%（1030分）的性能提升。
更加有意思的是，当笔者将最大频率从3893Mhz降低到3500MHz后，最后的性能几乎没有损失，这是因为最大频率需要在超过标称功率的情况下才能达到，这种状态只能维持很短时间，最后在45W时，频率都会降低到3250Mhz，所以性能没有变化。
最后一组测试将最大频率直接拉低到3000MHz，此时CPU的稳定功率从45W降低到了36W，但由于电压更低，实际上核心频率反而比原厂状态更高，所以性能输出也更强，且最大温度直接降低14度，稳定输出时的温度也降低了6度。
0.154V这个数据是笔者经过多次反复尝试，验证后得到的最佳参数，如果您也想尝试给CPU降低电压，建议从0.05V开始，并且以0.025V为一个档位不断累加，每次调整后建议跑一次Cinebench R23测试，如果没有出现蓝屏、死机的情况就继续递增，直到出现蓝屏或者您满意了为止。后续日常使用遇到反复蓝屏、死机，适当调高一点电压即可解决问题。
实际上ThrottleStop里面不仅可以调整CPU的核心电压，还能修改内置显卡iGPU，核心缓存以及其它unCore部分电压，笔者除了核心电压是0.154V以外，其它全部统一降低了0.1V，目前稳定运行超过一年，没有任何问题出现。
我们接下来开始实际调整电压，如图为ThrottleStop的电压调整界面，从主界面的FIVR按钮进入，下面介绍一下各个模块的功能：
  1. 配置文件切换，点击即可切换。
  2. CPU模块选项，选择需要调整电压的模块。
  3. 最大睿频倍率选项，100MHz 乘以对应的数字即可得到最大CPU核心频率，请注意，该数值上限受到主板BIOS控制，未解锁的CPU无法突破此上限。
  4. 电压调整选项，请确保勾选上面的Unlock Adjustable Voltage，并选择Adaptive选项。确保mV前面的读数为负值，否则CPU会加大电压，造成温度急速上升。
  5. 选择以何种模式来保存修改的结果，第一个为不保存，第二个为退出ThrottleStop再保存，第三个为Apply后立即保存。
  6. 目前CPU各模块电压的调整情况。
电压调整界面

结论

  • 想要进一步压榨CPU的持续输出能力，降低电压，不需要修改功率上限
  • 想要大幅度降低CPU温度，降低电压的同时也降低核心频率上限
ThrottleStop可以存储多个调校方案，笔者设置了3个方案：
  1. 3A游戏，将核心频率锁定在3.0GHz，确保GPU永远不会降低功率造成卡顿
  2. 轻度游戏，将核心频率锁定在3.5GHz，尽可能让CPU多干点活儿
  3. 日常模式，仅降低电压，不修改核心频率上限，让CPU火力全开 配合自定义的快捷键，可以在一秒钟内无缝切换多个性能模式，不需要重启，在游戏中也可以瞬时生效，非常方便快捷。
快捷键设置可以从主界面的Option按钮进入，每个配置文件可以单独设置，笔者设置为Ctrl + Shift + 1/2/3/4。

吐槽

首先我要感谢一下Dell 游匣系列的硬件工程师与软件工程师，我于2019年的1月份购入这台Dell G7 7590，时值寒冬，所以当时散热并没有什么问题，性能输出一切正常。可是到了夏天，我的噩梦就开始了，当时看中这款笔记本是因为比较内敛，没有主流游戏笔记本张扬的造型，相对来说也比较轻薄。
可是轻薄的机身并不能搭载足够强力的散热系统来压制14nm+++++++++的i7 8750H，夏天开了空调的情况下也无法有效压制CPU的温度，导致了BIOS强行介入，按照正常厂商的逻辑，当温度太高的时候，游戏笔记本需要优先考虑的肯定是GPU的性能输出。可是聪明的Dell软件工程师们决定确保CPU的性能输出，GPU的核心频率与功率直接砍到5分之1，而CPU核心还在不停地往上窜，所以这篇指南能够和大家见面需要感谢一下Dell团队里面的卧龙凤雏。
希望这篇指南能够或多或少地帮助到您，也希望您的笔记本电脑能够在这一通操作后顺利开机，我们下次再见！
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