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《科技專訪》深入了解ASUS TUF GAMING電競筆電散熱設計,賦予剽悍造型與絕佳散熱效能

文.圖/Johan 2020-07-07 10:00:00
華碩(ASUS)在電競筆電產品的規劃上,除了擁有主打旗艦高階形象的ROG (玩家共和國)品牌之外,還有TUF GAMING品牌,後者以主打軍規穩定與低調潮流等形象,在電競筆電市場打出另一片天!

隨著Intel與AMD皆推出新世代行動處理器之際,ASUS TUF GAMING系列筆電也推出新一代機種,以滿足I粉與A粉的需求,由於電競筆電比一般筆電更需要具備良好的散熱設計,因此要如何兼顧外型美觀,同時滿足散熱效能,並維持超低噪音等多種需求,一直是華碩努力克服的目標。以下,就讓PCDIY!帶領讀者們前往華碩電腦總部,來深入了解ASUS TUF GAMING電競筆電的創新與散熱設計理念。

這次受訪的ASUS TUF GAMING電競筆電團隊(由右至左):機構熱傳導設計部副理 杻家慶(Jason)、產品經理 陳湘沂(Jocie)、產品經理 蕭邦寧(Bonnie)


與ROG不同,TUF GAMING訴求為「硬派電競」,主打年輕客群

在介紹TUF GAMING品牌電競筆電之前,我們先來了解其與ROG品牌的區別,產品經理 陳湘沂(Jocie)表示,ROG為華碩的旗艦品牌,主打旗艦(Extreme)玩家市場,因此在規格方面也是電競筆電中最高階的,以賦予玩家最極致的效能與玩樂體驗,ROG旗下的Zephyrus、Strix等系列,都是屬於這個範疇,其以高調、外觀吸睛的造型為主,其中Zephyrus主打輕薄機身卻有頂級效能,涵蓋滿滿的最新技術;而Strix則屬於個性、年輕化,並有針對女性玩家的造型設計,可說這兩種系列各有自己訴求的主打客群。

至於TUF GAMING品牌,則是走「硬派電競」風格,提供入門至中階的玩樂體驗。其目標客群主打學生、白領族群,以及一些想玩遊戲、但並非重度的玩家族群,甚至會拿來當成生產力工具的創作者等客群,都是TUF GAMING的主打對象。由於這類客群經常會把電腦帶出去使用,包含學校、教室、辦公室、咖啡廳等場所,他們不想要太招搖的筆電造型,因此TUF GAMING的背蓋也比較低調,採用雷雕設計。

ASUS TUF GAMING電競筆電的背蓋造型,採用金屬板平面設計,幻影灰色機身的中間有TUF暗色Logo,四個角則有鉚釘與切角造型,下方則採梯形切邊(V Cut)設計,賦予低調潮流的外型元素,這種筆電帶到辦公室時,會讓人覺得相對專業,因此非常符合想要一機兩用的工作者兼輕電競玩家之胃口。

ASUS TUF GAMING在規格可是一點都不馬虎,賦予玩家在同級產品中最棒的規格與效能,包括機身具備軍規等級的耐用度,鍵盤也有RGB背光設計,並可承受2000萬次的按壓耐用性。此外像是ROG系列必備的除塵散熱系統 (後述)設計也都具備,最重要的是,TUF GAMING的價位上非常親民,讓人人都輕鬆擁有高品質的電競筆電。

新一代TUF GAMING電競筆電,上蓋不發光、改放TUF Logo呈現設計,四角有鉚釘與切角造型設計,下方則採梯形切邊(V Cut)設計,賦予玩家低調且穩重的感覺


在筆電後側上方,放置了TUF GAMING的Logo,賦予玩家完整的信仰


至於TUF GAMING系列的黃色元素,則在螢幕的桌布上呈現。賦予玩家較顯眼的視覺體驗


TUF GAMING電競筆電,擁有軍規等級的耐用度,鍵盤具備RGB背光設計,並可承受2000萬次的按壓耐用性


產品經理 陳湘沂(Jocie)針對這次新一代TUF GAMING電競筆電的特色侃侃而談


Intel與AMD平台皆有,通過軍規耐用度,具備安裝親和力

TUF發音同Tough,有「剛毅」的意義!亦即該系列擁有絕佳耐用性,產品經理蕭邦寧(Bonnie)表示,TUF GAMING電競筆電有Intel平台和AMD平台。Intel平台有ASUS TUF GAMING F15/F17 (FX506/FX706)兩款,搭載第10代處理器,而AMD平台則有ASUS TUF GAMING A15/A17 (FA506/FA706)兩款。皆承襲先前TUF的精神,擁有堅固與耐用的基因,因此都通過MIL-STD-810H軍規測試,包含墜落、抗震、極端溫度 (高溫和低溫)、高濕度等測試條件,以提供玩家們最佳的耐用性。

ASUS TUF Gaming A15/A17 (FA506/FA706),主打採用AMD處理器


產品經理 蕭邦寧(Bonnie)詳述本次新一代TUF GAMING電競筆電的外型設計


此外,既然稱作電競筆電,其在硬體規格上也非常講究,以AMD機種來說,這次新一代TUF GAMING A15/A17系列能做到支援AMD Ryzen 9等級的8核心處理器,搭配NVIDIA GeForce RTX 2060等級的顯示卡,以提供絕佳的遊戲效能。除此之外,在螢幕上也提供到144Hz的IPS等級,且機身較上一代機種更小更輕薄。電池方面則配置48Whr正規版本電池。

螢幕右下角有標示此為首款採用7nm x86 AMD Ryzen處理器的筆電! 具備8C16T設計,效能快133%


TUF GAMING A17的規格貼,採用AMD Ryzen 7 CPU + GeForce GTX GPU的配置


此外,在儲存裝置方面,這一代TUF GAMING筆電裡,提供了兩組M.2 SSD插槽(內建1組SSD,另1組提供使用者擴充用),而在48Whr電池配置下另有預留2.5” HDD/SSD的安裝空間,讓玩家可以再擴充更大容量的儲存裝置,以便安裝更多大型遊戲,或是存放各種創作之作品資料。

預留一組M.2 SSD插槽,以供後續擴充容量用


預留一組2.5” SATA HDD/SSD安裝空間,以供後續擴充容量用


此外,TUF GAMING具有DIY Friendly (組裝親和)的特色,在筆電底蓋的右下角螺絲部份,採用易開式設計,當螺絲轉開之後,底蓋的一角就會自動彈起,螺絲不會掉落,讓玩家不需要用指甲去硬摳,即可輕鬆將底板取下,以便進行記憶體升級或是儲存裝置的加裝,升級不費力。

TUF GAMING筆電底部的螺絲孔,旁邊也是蜂巢式的六角形設計,其中這個螺絲轉鬆之後,底蓋則會自動彈開,讓玩家方便拆卸底蓋,以便升級


將所有螺絲轉下後,即可輕鬆拆下底蓋


散熱設計(1):外部採用6角形的「蜂巢式」設計理念

在說明內部散熱結構之前,先來了解TUF GAMING電競筆電的外部設計理念,為讓TUF GAMING強調的剛毅精神能讓玩家一眼就看出來,這次設計團隊在外觀設計上,採用了正六邊形、類似蜂巢式的設計,因為正六邊形組合起來的結構,其密度是最高的,且受力也最平均,以此呈現出最堅固的結構設計。

TUF GAMING筆電底部,採用蜂窩式開孔設計,其中有些蜂窩是有開孔的,有些則是純造型。其開孔部份經由熱對流優化設計,因此能達到最佳的空氣對流效果,以提升整體散熱效率


此外,除了底部採用六角形設計,在筆電的背部散熱孔,也都看得到蜂巢式的開孔設計,就連鉚釘造型也是六角形的設計,以賦予最堅固、最Tough的外觀造型。

金屬平面上蓋的四個角採用斜切搭配鉚釘造型設計,鉚釘本身也是六角造形


散熱設計(2):內部設計以「熱平衡」為理念

為達到最佳化效能,TUF GAMING電競筆電使用全新的散熱模組與散熱風扇,以確保內部的氣流更加流暢。這次TUF GAMING在機身後側中間有進氣孔(請參考圖A),冷空氣從中間進入,並將CPU與GPU的廢熱從兩側的蜂巢式散熱孔排出,另外由於GPU通常比較燙,因此在機身右後側也有開散熱孔,累計共有三個熱空氣出風口,讓廢熱能順利排出。

圖A:冷空氣從機身後側進入,以及機身底部的蜂巢式通風孔(共6處)進入,即可將內部發熱元件的廢熱帶走


此外,為搭配散熱氣流路徑,在螢幕的下方同樣採用ROG的造型梯形切邊(V Cut),使螢幕翻開後,不會擋到機身後面的散熱孔,同時讓熱空氣能快速且順利從上方排出,以提升整體散熱效率,維持系統高效能運作。同時也能延長電競筆電的使用壽命 (參考圖B)!

圖B:TUF GAMING筆電的氣流路徑圖,左側為GPU (有後側與旁側開孔),右側為CPU (後側開孔)


至於玩家也許會納悶,為什麼TUF GAMING底蓋的蜂巢式設計,不是全部都開孔呢?這是因為其開孔部份,是有經由熱對流優化設計,因此能達到最佳的空氣對流效果,以提升整體散熱效率。要是全部開孔的話,反而會造成底部氣流路徑的混亂,無法順利將廢熱排出。

機構熱傳導設計部副理 杻家慶(Jason)解釋TUF GAMING與ROG系列不同處,在於其底部以蜂巢式開孔設計,搭配後側及右側的三開孔設計,來達到應有的散熱效果。


機構熱傳導設計部副理 杻家慶(Jason)解釋,為兼顧TUF GAMING筆電內部所有的系統元件的散熱需求,包含CPU、GPU、VRAM、DRAM、Power MOSFET…等等,由於Power過熱的話,對於CPU、GPU以及系統整體也會受到影響,因此出風孔徑的大小就必須根據其散熱路徑來設計,有些大、有些小。以上述的氣流路徑圖為例,從機身後面吸入冷空氣之後,就會先將筆電內部中間區的Power和DRAM做到冷卻的作用,接著再將氣流吹到兩側較熱的發熱元件(CPU與GPU),讓廢熱從兩邊與後側排出。

簡單來說,TUF GAMING筆電的散熱開孔設計,都是研發部門實測,做出最優化的散熱路徑之後,才定案的,所以這也就是目前我們可以看到其創新理念,不僅兼顧外型時尚美觀,同時又兼顧散熱效率。

15吋筆電版本Intel機種的內部設計,可以看到上方的兩側各有一組散熱風扇,左側GPU風扇搭配更大的散熱片,右側為CPU風扇,兩者中間採用串聯式的銅管設計,可以達到熱平衡作用


17吋筆電版本AMD機種的內部設計上方的兩側各有一組散熱風扇,左側為GPU風扇搭配一樣的散熱片,只是銅管拉比較長一點,右側則為CPU風扇,兩者中間採用串聯式的散熱銅管設計,可以達到熱平衡作用


在散熱銅管方面,不管是15或17吋、Intel或AMD機種,都可以看到有些散熱銅管是有串接在一起的(上面兩管),有些則是獨立分開的(下面一管)。這樣設計的好處,就是能發揮出「熱平衡」的效果。舉例來說,當玩遊戲時,GPU的使用率通常會比CPU還高,產生的熱量也比較多,此時銅導管就能將GPU的高熱傳到CPU那邊,並透過CPU風扇來幫助散熱;反之,當玩家執行CPU高負載的應用程式時,則廢熱就往GPU的方向跑。這樣的用意是,能讓兩顆處理器的溫度快速發散出去,不要過於集中在GPU或是CPU元件上,以達到平衡的散熱效果。

在導熱管內部則含有水,當水受熱時會轉換為蒸氣,蒸氣會往冷端去跑,TUF GAMING筆電參考CPU和GPU的設計功耗(TDP),來微調熱管內部的水量,並算出熱通量的最大值,來達到熱量平衡。加上獨立的那支熱銅管,則可讓GPU的廢熱有多一條的方向(共5個方向)可以散出。CPU則共有4個方向可以散出。至於玩家所看到總共有2+1根銅管的設計,是因為這樣搭配的最大熱通量,已可符合該機種的最佳散熱效率。因此不需要像其他廠商一窩蜂塞入更多銅管,同時也可減少重量與體積。

那麼要是執行那種又吃CPU又吃GPU資源的應用程式時,銅管兩邊同時發熱的情況會怎麼樣呢?結果是:廢熱會往溫度比較低的方向跑,有點「哪邊涼快哪邊去」的現象!當然兩邊都太熱的話,系統就會讓散熱風扇轉快一點。

散熱設計(3):搭載「低噪音」高效能風扇,並有除塵通道設計

再來看看風扇部份,由於風扇扮演著極為重要的導流角色,為兼顧其低噪音量以及散熱效率,TUF GAMING筆電都會搭配最適合轉速的風扇,以達到該機種的最佳散熱效率,也因此CPU和GPU所搭配的風扇不一定會相同。

GPU風扇,採用高效率風扇,旁有除塵通道,左側則有超大鋁質散熱鰭片。其散熱孔有兩處(後側與旁側)


CPU風扇同樣採用高效率風扇,旁有除塵通道。其散熱孔有一處(後側)


此外,筆電的風扇長期使用下來很容易積塵。因此,TUF GAMING筆電也採用跟ROG一樣的特殊除塵通道,能匯集並將微粒、粉塵導出機身,以預防因灰塵堆積而犧牲的內部散熱元件之效能,同時提升整體系統的穩定性。

銅質散熱鰭片剛好面向筆電的後側,左邊有除塵通道,讓風扇能將廢熱與灰塵吹出


機構熱傳導設計部副理 杻家慶(Jason)表示TUF GAMING的散熱設計,採用熱平衡的設計,在經過實際的熱流測試,同時搭配不同的CPU與GPU風扇,以達到絕佳的散熱效率


提到風扇的部份,玩家也可以透過Armoury Crate軟體裡面的HyperFan功能,來設定不同的模式,TUF GAMING機種提供靜音、效能和Turbo等三種模式,讓玩家可以針對不同應用情境來做設定。例如要將筆電帶去圖書館或是會議室開會,此時就可以設定成靜音模式,若需要玩遊戲的話,就可以調整至Turbo模式。由於每個模式都有其定義的風扇轉速與效能等級,因此不用擔心系統會有過熱的問題,就算開到Turbo模式,風扇轉速全開,噪音也只有到48dB,不會吵雜。

Wi-Fi卡上方也提供散熱與防電磁波片


目前主打入門電競,未來有更高檔版本

透過上述的散熱3招式,賦予TUF GAMING電競筆電能兼顧高效能、低噪音與絕佳散熱效率,讓玩家不管是工作或是遊戲,都能游刃有餘。以目前TUF GAMING的散熱設計來說,可以支援到AMD Ryzen 9 4900H與RTX 2060。而Intel機種亦可支援到第十代Intel Core i7-10750H。那麼未來機種是否有可能支援更高檔的版本呢?答案是肯定的!亦即未來TUF GAMING也會有更高規格版本推出喔!

以上就是TUF GAMING的散熱設計,透過互連的銅管設計,來達到熱平衡,提升散熱效率


從ASUS到TUF,TUF GAMING賦予年輕族群的信仰圖騰

先前TUF GAMING的上蓋,還是標示著ASUS的Logo,隨著TUF GAMING品牌電競筆電主攻年輕世代,必須賦予新的信仰圖騰,以打造新的流行元素,因此這一代的TUF GAMING電競筆電已改成TUF的圖騰,該圖騰看起來是TUF三個字所組成,含有盾牌跟翅膀的意義。此外,產品也隨附信仰貼紙,以期攻佔消費者的心!

TUF GAMING筆電採用TUF的Logo圖騰,並同樣附贈信仰貼紙,以攻佔年輕族群的心


透過上述分析,可知華碩TUF GAMING團隊在設計TUF GAMING系列輕電競筆電時,就融入該品牌訴求的Tough(剛毅)基因,來打造出兼顧蜂巢式外觀設計、具備熱平衡的導流設計,再搭配低噪音風扇,讓玩家們享有工作與娛樂一機兩用的全新選擇。

此外,TUF GAMING筆電以DIY Friendly的設計,賦予玩家輕鬆升級的特色,為筆電增加戰力,再搭配其售價非常親民,讓學生、上班族、創作者都能負擔得起的價格來入手!不管是15吋或17吋,AMD或Intel機種,入門或中階GPU,玩家都能挑選到適合自己的TUF GAMING電競筆電,不僅在工作上能得心應手,在遊戲時也能玩得暢快!

捏不到ROG等級? 沒關係! 那就改加入TUF GAMING吧!一樣有滿滿的華碩信仰!



廠商資訊
廠商名稱:ASUS - 華碩電腦股份有限公司
廠商電話:0800-093-456
廠商網址:www.asus.com



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