Мобильные телефоны с каждым годом становятся все мощнее. Телефон премиум-класса гораздо мощнее ПК среднего класса и даже имеет более мощную графическую обработку, чем ультрабук со встроенной графикой Intel. Но, несмотря на всю эту мощь, вы когда-нибудь замечали, что в вашем телефоне нет вентилятора? Почему это?

Движущимся деталям требуется больше места, и они могут сломаться.

Производители телефонов потратили годы на то, чтобы сделать свои устройства как можно тоньше, и эти телефоны не были бы толщиной всего в несколько миллиметров, если бы им приходилось учитывать фанаты. Вентиляторы громоздки, и им нужно пространство для перемещения. Они также довольно быстро ломаются, если подвергать их жестокому обращению.

Что можно считать оскорблением? Ну, почти все, что вы делаете с телефоном. Бросив его на диван. Прикрепите его к запястью во время пробежки. Сбивает его с кровати на пол, в чехле или без него. Все остальное в вашем телефоне, возможно, сохранится, но вентилятор начнет дребезжать. Он все еще может выполнять свою работу, просто шумно. Или он может плохо выполнять свою работу, что приведет к постепенному перегреву и выходу из строя всего остального.

Вентиляторы не любят маленьких темных помещений.

Устройства, охлаждение которых зависит от вентиляторов, обычно не любят храниться в тесных, тесных помещениях. Положите ноутбук на подушку во время интенсивной работы и посмотрите, как быстро все начнет тормозить.

А теперь представьте, что вы носите в кармане уменьшенную версию ноутбука. Если бы он не нагрелся настолько, чтобы сразу привлечь ваше внимание, он, вероятно, в какой-то момент просто выключился бы. Срок службы батареи наверняка пострадает. Кошелек лучше, но, наверное, ненамного. В конце концов, ноутбук достаточно хорошо уживается с сумкой-мессенджером только потому, что он либо выключен, либо почти выключен.

Мобильные процессоры потребляют меньше энергии и выделяют меньше тепла

Пытаясь определить, насколько энергоэффективен ваш процессор, вам нужен один ключевой термин: расчетная тепловая мощность. TDP обычно указывается в ваттах и ​​показывает максимальное количество тепла, которое процессор способен генерировать при работе под полной нагрузкой. Это не говорит вам, сколько энергии ваше устройство потребляет каждый час, но дает вам верхний предел того, чего ожидать.

Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 — лучший в своем классе мобильный чип, разработанный для смартфонов высокого класса и способный играть в самые требовательные игры. Его TDP составляет 12,5 Вт. Это выше, чем 5 Вт у ранних процессоров Snapdragon, но сравнимо с процессором Intel с недостаточной мощностью.

Видеокарта NVIDIA GeForce RTX 4090 имеет TDP 450 Вт, и это всего лишь один компонент ПК. Такой уровень потребления энергии невозможен для мобильного устройства, которому необходимо работать от аккумулятора, а также оно выделяет больше тепла, чем может выдержать пассивное охлаждение. Это одна из причин, по которой настольным компьютерам и ноутбукам нужны вентиляторы, а вашему телефону — нет. Это также одна из причин того, что телефоны, несмотря на то, как далеко они продвинулись, еще не способны соответствовать графическим возможностям выделенного игрового ПК.

Как процессоры телефонов могут быть одновременно мощными и эффективными? Если вы хотите углубиться в технические тонкости, ознакомьтесь с этим отчетом Cadence PCB Designs. Методы включают планирование с учетом температуры (замедление работы горячих процессоров в пользу холодных), регулирование трафика (направление сетевого трафика через чип таким образом, чтобы избежать появления точек доступа) и синхронизацию часов (остановка логики процессора на несколько микросекунд за раз). Но это только поверхностное впечатление.

​Мобильные приложения генерируют меньше тепла, чтобы уменьшить потребность в охлаждении

Может показаться, что программное обеспечение не занимает физического пространства, но оно занимает его в виде энергии. Требовательное программное обеспечение имеет более высокие требования к энергопотреблению. То же самое происходит и с плохо написанным кодом. Если приложение постоянно пингует сеть, постоянно требуя, чтобы фоновые процессы вышли из спящего режима, это приводит к тому, что ваше устройство потребляет больше энергии.

Я не думаю, что кого-то оскорбит, если я скажу, что не все мобильные приложения представляют собой блестяще написанные фрагменты кода. Тем не менее, когда вы создаете мобильное приложение, вам следует обратить внимание на влияние на время автономной работы. Если запуск приложения приводит к тому, что телефон приходится заряжать чаще, вы узнаете об этом от своих пользователей. Использование энергии преобразуется в тепло. Поддерживая энергоэффективность приложений, разработчики сокращают потребность в активном охлаждении.

​Смартфоны используют пассивное охлаждение

Вентиляторы — это форма активного охлаждения. Смартфоны полагаются на пассивное охлаждение, при котором теплообмен осуществляется только за счет разницы проводимости материалов без какой-либо помощи механических компонентов. Проще говоря, вещи могут остыть, и ничего не нужно будет перемещать. Включение кондиционера для охлаждения дома — это активное охлаждение. Оставлять окно открытым — это пассивное охлаждение. В телефонах обычно используются металлические пластины между электрическими компонентами и конструкцией их внешнего корпуса для рассеивания тепла.

Пассивное охлаждение очень хорошо подходит для повседневной работы, но, в отличие от активного охлаждения, оно не может увеличивать количество отводимого тепла (опять же, как при открытии окна). Вот почему некоторые телефоны особенно нагреваются при выполнении интенсивных задач, например игр. Ваш процессор выделяет больше тепла, а телефон не способен это компенсировать. Именно в этот момент срабатывает тепловое регулирование, снижающее производительность, чтобы дать компонентам время остыть.

​Больше альтернатив фанатам находятся в разработке

Некоторые нишевые телефоны уже содержат фанатов. Lenovo Legion Phone Duel 2 на самом деле оснащен двумя из них, но никогда не ожидалось, что они станут массовыми. Производители смартфонов изучают другие варианты охлаждения смартфона при интенсивных нагрузках. Одним из вариантов является охлаждение паровой камерой, при котором для охлаждения электрических компонентов используется испарение и конденсация жидкости. Например, в серии Samsung Galaxy S23 использовались системы охлаждения с паровой камерой. Если вы хотите вернуться назад во времени, у Galaxy Note 9 была водоугольная система охлаждения.

Samsung далеко не одинока. Вот видео от Xiaomi, объясняющее технологию Loop LiquidCool.

Однако вместо того, чтобы вставлять вентилятор внутрь телефона, можно прикрепить его к задней части телефона. Именно такой подход компания ASUS применила с AeroActive Cooler 6. Это аксессуар для ROG Phone 6, телефона, внутри которого используются листы графита из-за того, насколько хорошо этот материал работает в качестве проводника тепла. Да, еще есть AeroActive Cooler 7, так что это не единичный экземпляр.

Фанаты — это одновременно и благословение, и проклятие. Они делают машины более громоздкими, шумными и хрупкими. Они также позволяют устройству быть более мощным. Смартфоны могли бы быть более мощными, если бы у них были поклонники, но они также потеряли бы многие аспекты, которые делают телефоны великолепными. Вместо этого телефоны стимулировали инновации в том, как повысить производительность, обходясь без них.