휴대폰은 매년 더욱 강력해지고 있습니다. 프리미엄 휴대폰은 미드레인지 PC보다 훨씬 더 강력하며, Intel 통합 그래픽이 탑재된 울트라북보다 더 강력한 그래픽 처리 기능을 갖추고 있습니다. 하지만 그 모든 성능에도 불구하고 휴대폰에 팬이 없다는 사실을 알아차린 적이 있나요? 왜 그럴까요?

움직이는 부품에는 더 많은 공간이 필요하고 파손될 수 있음

휴대전화 제조업체는 기기를 가능한 한 얇게 만드는 데 수년을 투자해 왔으며 이러한 휴대전화의 두께는 몇 밀리미터에 불과하지 않습니다. 팬. 팬은 부피가 커서 움직일 공간이 필요합니다. 또한 학대를 받으면 꽤 빨리 부서집니다.

무엇이 학대에 해당하나요? 음, 전화기로 하는 거의 모든 일이요. 소파에 던집니다. 조깅할 때 손목에 묶으세요. 케이스가 있든 없든 침대에서 바닥으로 떨어뜨립니다. 휴대전화의 다른 모든 항목은 문제 없이 작동할 수 있지만 팬이 덜거덕거리기 시작할 것입니다. 여전히 시끄럽게 제 역할을 할 수도 있습니다. 아니면 제 역할을 제대로 하지 못하게 되어 다른 모든 것이 점차 과열되어 실패하게 될 수도 있습니다.

팬은 작고 어두운 공간을 좋아하지 않습니다.

냉각을 팬에 의존하는 장치는 일반적으로 비좁고 비좁은 공간에 보관되는 것을 좋아하지 않습니다. 집중적인 작업을 수행하는 동안 노트북을 베개 위에 올려놓고 상황이 얼마나 빨리 정체되기 시작하는지 확인하세요.

이제 주머니에 더 작은 버전의 노트북을 넣고 다니는 것을 상상해 보세요. 즉시 관심을 끌 만큼 뜨거워지지 않으면 어느 시점에 종료될 수도 있습니다. 배터리 수명은 확실히 타격을 입을 것입니다. 지갑이 더 좋지만 아마도 그다지 많지는 않을 것입니다. 결국, 노트북은 메신저 백과 충분히 잘 어울리는 이유는 그것이 꺼져 있거나 거의 비슷하기 때문입니다.

​모바일 CPU는 더 적은 전력을 사용하고 더 적은 열을 발생시킵니다.

CPU의 에너지 효율성을 판단할 때 찾는 핵심 용어가 하나 있습니다. 바로 열 설계 전력입니다. TDP는 일반적으로 와트 단위로 표시되며 최대 부하에서 실행될 때 CPU가 생성하도록 설계된 최대 열량을 보여줍니다. 이는 장치가 매시간 얼마나 많은 에너지를 끌어들이는지 알려주지는 않지만 예상되는 상한선을 제공합니다.

Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3는 가장 까다로운 게임을 플레이할 수 있는 기능을 갖춘 고급 스마트폰용으로 설계된 동급 최고의 모바일 칩입니다. TDP는 12.5W입니다. 이는 초기 스냅드래곤 CPU의 5w보다는 높지만, 저전력 인텔 CPU와 맞먹는 수준이다.

NVIDIA GeForce RTX 4090 그래픽 카드의 TDP는 450w이며 이는 PC의 한 구성 요소일 뿐입니다. 이러한 수준의 에너지 사용량은 배터리를 소모해야 하는 모바일 장치에는 적합하지 않으며 수동 냉각이 처리할 수 있는 것보다 더 많은 열을 발생시킵니다. 이것이 바로 데스크톱과 노트북에는 팬이 필요한 이유 중 하나이지만 휴대폰에는 팬이 필요하지 않습니다. 이는 휴대폰이 아무리 발전했음에도 불구하고 아직 전용 게임 PC의 그래픽 성능을 따라잡지 못하는 이유 중 하나이기도 합니다.

휴대폰 CPU는 어떻게 강력하고 효율적으로 관리되나요? 기술 잡초에 대해 알아보려면 Cadence PCB Designs의 이 보고서를 확인하세요. 방법에는 온도 인식 스케줄링(쿨 프로세서를 선호하여 핫 프로세서의 속도를 늦추는 것), 트래픽 조절(핫스팟을 피하는 방식으로 칩을 통해 네트워크 트래픽을 전달하는 것), 클록 게이팅(한 번에 몇 마이크로초 동안 프로세서 로직을 중지하는 것)이 포함됩니다. 하지만 이는 단지 표면만 긁는 것일 뿐입니다.

​모바일 앱은 열을 덜 발생시켜 냉각 필요성을 줄입니다.

소프트웨어는 물리적 공간을 차지하지 않는 것처럼 보일 수 있지만 에너지 형태로 공간을 차지합니다. 까다로운 소프트웨어에는 더 높은 에너지 요구 사항이 있습니다. 잘못 작성된 코드도 마찬가지입니다. 앱이 네트워크에 끊임없이 핑을 보내서 잠자기 상태에서 깨어나기 위해 백그라운드 프로세스가 지속적으로 필요하다면 기기가 더 많은 에너지를 사용하게 되는 것입니다.

모든 모바일 앱이 훌륭하게 작성된 코드 조각은 아니라고 말하는 것이 누구의 기분을 상하게 하는 것은 아니라고 생각합니다. 하지만 모바일 앱을 만들 때 배터리 수명에 미치는 영향은 관심을 가져야 하는 요소입니다. 앱을 실행하면 휴대전화를 더 자주 충전해야 하는 경우 사용자로부터 이에 대한 소식을 듣게 됩니다. 에너지 사용량은 열로 변환됩니다. 앱의 에너지 효율성을 유지함으로써 개발자는 능동 냉각의 필요성을 줄입니다.

​스마트폰은 수동 냉각을 사용합니다.

팬은 능동 냉각의 한 형태입니다. 스마트폰은 기계 부품의 도움 없이 재료 간의 전도도 차이만을 사용하여 열을 교환하는 수동 냉각에 의존합니다. 간단히 말해서, 아무것도 움직일 필요 없이 상황을 식힐 수 있습니다. 집을 시원하게 하기 위해 에어컨을 가동하는 것이 능동 냉방입니다. 창문을 열어 두는 것은 수동 냉각입니다. 전화기는 일반적으로 열을 발산하기 위해 전기 부품과 외부 본체 사이에 금속판을 사용합니다.

수동 냉각은 일상 작업에 매우 적합하지만 능동 냉각과 달리 제거할 수 있는 열의 양을 늘릴 수는 없습니다(창을 여는 것과 같이). 그렇기 때문에 일부 휴대폰은 게임과 같은 집중적인 작업을 수행할 때 특히 따뜻해집니다. CPU에서 더 많은 열이 발생하고 휴대폰에는 이를 보상하는 기능이 부족합니다. 이때 열 조절이 시작되어 성능이 저하되어 구성 요소를 냉각할 시간이 줄어듭니다.

​팬을 위한 더 많은 대안이 개발 중입니다.

일부 틈새 휴대폰에는 팬이 포함되어 있습니다. Lenovo Legion Phone Duel 2는 실제로 그 중 두 가지를 포함했지만 주류가 될 것이라고는 결코 예상하지 못했습니다. 스마트폰 제조업체들은 집중적인 부하가 걸리는 동안 스마트폰을 냉각하기 위한 다른 옵션을 조사하고 있습니다. 한 가지 옵션은 액체의 증발 및 응축을 사용하여 전기 부품을 냉각시키는 증기 챔버 냉각입니다. 예를 들어 Samsung Galaxy S23 시리즈는 증기 챔버 냉각 시스템을 활용했습니다. 더 과거로 돌아가고 싶다면 갤럭시 노트9에는 수냉식 탄소 냉각 시스템이 있었습니다.

삼성은 혼자가 아닙니다. 다음은 Loop LiquidCool 기술을 설명하는 Xiaomi의 비디오입니다.

하지만 휴대전화 안에 선풍기를 넣는 대신 뒷면에 끈으로 묶는 옵션이 있습니다. 이것이 바로 ASUS가 AeroActive Cooler 6을 통해 취한 접근 방식입니다. ROG Phone 6용 액세서리입니다. ROG Phone 6는 열 전도체 역할을 하는 재료가 내부적으로 흑연 시트를 사용하는 전화기입니다. 네, 에어로액티브 쿨러 7도 있어서 일회성이 아니었습니다.

팬은 축복이기도 하고 저주이기도 합니다. 그들은 기계를 더 크고, 더 시끄럽고, 더 취약하게 만듭니다. 또한 장치를 더욱 강력하게 만들 수도 있습니다. 스마트폰에 팬이 있다면 더 강력할 수 있지만, 스마트폰을 훌륭하게 만드는 많은 측면도 잃게 될 것입니다. 대신, 휴대폰은 없이도 더 나은 성능을 얻을 수 있는 방법에 대한 혁신을 장려해 왔습니다.