阿里入局 AI+AR 眼镜，为雷鸟创新独家定制眼镜版大模型
行业观察
|
2015-09-02
芯太热，这或许是做移动产品最大的技术问题
视频监控领域也正在经历这样的变革。但几乎所有的移动解决方案，都必然面临一个最大障碍：芯片太热了！「芯太热」是一个普遍现象，以下我尝试用专业技术知识来剖析下，为什么会太热？
本文由杨作兴博士授权「球盟会登录入口网页版」发表，在原文基础上有略微改动。
未来是移动的天下，这已经是不争的趋势！视频监控领域也正在经历这样的变革。
百度的「小度 i 耳目」摄像头，360 的小水滴智能摄像机，还有丁丁拍和极路客等这些产品，都不迫不及待地摆脱了数据线的束缚，迈出了从固定向移动的重要一步。而 GoPro，腾讯的 Qlippie，多轴无人机等则更加彻底一些，已经完全放弃了有线数据传输，真正实现了移动监控摄像头的功能。从固定到无线，可谓是大势所趋。
但几乎所有的移动解决方案，都必然面临一个最大障碍：芯片太热了！「芯太热」是一个普遍现象，以下我尝试用专业技术知识来剖析下，为什么会太热？
球盟会登录入口网页版先看看一个基本物理规律：
P=K_c2s * deltT_c2s=K_s2a * deltT_s2a。
P：监控设备芯片的总功耗；
K_c2s：监控设备从芯片的 PN 结到设备表面的散热系数，跟监控设备的散热表面积的大小有关，表面积越��，这个系数越大；
deltT_c2s：监控设备从芯片的 PN 结到监控设备表面的温差；
K_s2a：监控设备表面到大气环境的散热系数，跟监控设备的散热表面积的大小有关，表面积越��，这个系数越大；
deltT_s2a：监控设备表面到大气环境的温差。
举个例子，一个监控设备的功耗 P 是 3W，散热系数 K_c2s 是 0.1W/度， 那么温差 deltT_c2s 就是 30 度，散热系数 K_s2a 是 0.2W/度， 那么温差 deltT_s2a 就是 15 度。如果大气温度是 25 度，那么产品表面温度就是 40 度（25 度+15 度=40 度），芯片 PN 结结温就是 70 度（40 度+30 度=70 度）。
球盟会登录入口网页版知道芯片是移动智能产品的核心，最关键的部件。一件合格的移动产品，需要保证两个温度不能超标：一个是芯片 PN 结的结温不要超过 120 度，超过 120 度就不在芯片的安全保证范围了，可能让芯片过热，出现永久损坏；另外一个是设备表面的温度不要超标，40 度以内为好，55 度就有些烫手了。根据上面那个公式，球盟会登录入口网页版来看看以下三个应用领域实际效果和问题。
一、家用无线监控摄像头
假定居室温度平均温度为 25 度，那么：
1. 如果，将产品做��，表面积缩小一半，那温升基本会 double，即产品的表面温度将从 40 度提高到 55 度（25 度+30 度=55 度），芯片 PN 结温将从 70 度提高到 115 度（55 度+60 度=115 度）。
2. 如果，将图像分辨率从 720P 提高到 1080P，功耗 P 基本会 double,温升会 double，即产品表面的温度，将会从 40 度提高到 55 度，芯片 PN 结温将从 70 度提到到 115 度。
3. 如果，将解码芯片从 H264 升级到 H265，功耗 P 基本会 double，温升会 double，即产品表面的温度将从 40 度提高到 55 度，芯片 PN 结温将从 70 度提到到 115 度。
也就是说，以现有芯片的技术和特性，目前家用监控摄像头的温度控制情况是——通过控制散热面积和功耗，将设备表面温度控制在 50 度左右，虽然略微有点高，但还可以接受。不过，如果接下去技术继续革新，开始使用 1080P 分辨率和 H265 芯片，那么，家用监控摄像头的温控效果，恐怕就要面临比较大的挑战了。
二、行车记录仪
行车记录仪面临的挑战比家用监控摄像头更大：
1. 此类摄像头的视频分辨率基本上以 1080P 为主，功耗基本上是家用的两倍，温升也是加倍。
2. 汽车一个新的趋势是「24 小时监控」，这里的一个主要技术难题是室外停车：在汽车被暴晒的情况下，车内温度可能达到 70-80 度，即行驶记录仪的大气环境提高了 50 度左右，这时，可能造成芯片过热，形成产品永久损坏。
所以，理论上来说，行车记录仪在温控方面的挑战，要远远大于家用无线监控产品。此时，芯片的功耗如果没有数倍的降低，「24 小时监控」也许只能是一个梦想而已。
三、穿戴式摄像头
以目前的应用场景来了解，我认为穿戴式摄像头在温控上的挑战可能是最大的，理由如下：
1. 体积适宜方面，对穿戴式摄像头要求更高。作为上述三种摄像头里边体积最��，表面积也最小的设备，在同样功耗下，产品表面温度也会更高。
2. 客户体验方面，用户希望设备表面的温度最好是比体温低一点，一种凉爽感觉为适宜，如果超出范围，会直接导致用户体验过差，影响产品效果。
显然，由于穿戴用品的两个必然前提方面，对芯片的技术耗能要求非常苛刻，苛刻到目前的主流监控芯片，可能都无法满足这个要求。
综上所述，从固定到移动是一个共同梦想，但却面临着「芯太热」这个大门槛。如何有效解决这个难题？是减低产品性能，还是在低功耗方面发力？希望芯片业界的低功耗专家能在低功耗方面有所突破，这样球盟会登录入口网页版才能在保持高性能的基本前提下，让「移动的梦想」飞起来。
^_^