С 2018 года в таких смартфонах как Pocophone F1, Honor Note 10, Xiaomi Black Shark и Samsung Galaxy Note 9 появилась система водяного охлаждения, представляющая из себя медную трубку с теплопроводящей жидкостью, что стало интересным техническим решением. Давайте разберёмся насколько эффективно данное охлаждение и как оно работает на практике.
Сама технология довольно проста и ненова, к слову, в 2013 году подобная система отвода тепла от системного чипа была установлена в NEC Medias X, позже в 2015 использовалась в Lumia 950 и 950 XL 2015, и была замечена даже в Samsung Galaxy S7. Благодаря увеличению мощности ARM-процессоров, а также появлению различных со-процессоров для обработки операций искусственного интеллекта, тренд наличия в смартфонах системы водяного охлаждения закрепился совсем недавно, в добавок поспособствовали этому явлению серьезные мобильные игровые проекты, которые непременно приводят к повышенному тепловыделению в SoC.
С помощью водяного охлаждения в смартфонах производители смогли добиться снижения температуры ни только процессора, но и корпуса, не допуская дискомфорта от перегрева устройства, при этом обеспечив стабильную работу устройства при продолжительном использовании ресурсоёмких задач, таких как игры или ретуширование изображений. При долгой высокой нагрузке процессор сильно нагревается, а контроллеры энергопотребления и тепловыделения обычно снижают производительность вычислительных ядер. Для наглядного примера можно несколько раз подряд запустить на гаджете бенчмарк Antutu и сравнить результаты тестирования. Данные манипуляции отлично демонстрируют падение производительности при долгих игровых сессиях в PUBG, Mobile Legends или WoT Blitz.
СВО в смартфонах должна увеличить эффективность отведения тепла, снижая температуру SoC, однако многие пользователи скептически относятся к данному нововведению. Бытует мнение, что «Водянка» в смартфонах ничуть не более, чем обычная маркетинговая уловка со стороны производителя, ибо данная система охлаждения не работает при столь малых габаритах корпуса мобильного устройства. Впрочем, тесты устройств с наличием и отсутствием этого компонента говорят об обратном. Компания Sumsung рассказывала про повышение производительности и стабильности работы в смартфонах Galaxy Note9 за счёт использования СВО с применением углеволоконных технологий — Water Carbon Cooling.
Главной проблемой мощных смартфонов всегда являлся троттлинг, он вызывает периодические зависания и подтормаживания у приложений при долгой многозадачной работе и высокой нагрузке, из-за того, что скидывает тактовые частоты вычислительных ядер, дабы избежать перегрева. Решить данную проблему помогает грамотно спроектированная система охлаждения.
В водяной системе охлаждения на смартфонах Galaxy S7 применялся радиатор пористого типа (porous thermal spreader), наполненный водой, которая поглощает тепло, и, превращаясь в пар, передает тепло по трубке. После того, как тепло рассеивается, пар снова конденсируется в воду. Эта система послужила прототипом для водяного охлаждения Water Carbon Cooling, которое используется в Galaxy Note9, однако новая система стала более комплексной и эффективной.
По началу в СВО использовалось всего два материала, и один из термоинтерфейсов был изготовлен из углеволокна, который обладал высокой теплопроводностью. Но позже был добавлен слой меди, который расположился посреди двух слоёв пластин. Новое решение позволило передавать ещё больше тепла, и обеспечило более эффективное его рассеивание. Кроме того, в Samsung разработали более широкий радиатор охлаждения объемом 350 кубических миллиметров по сравнению с 95-мм радиатором Galaxy S9, что позволило рассеивать тепло через большую площадь поверхности.
Если ваш смартфон сильно перегревается при долгих сессиях в играх, то можно установить портативное водяное охлаждение, которое продаётся на Алиэкспресс.
Для его установки не требуется разбирать смартфон, нужно всего лишь разместить водоблок на задней стороне гаджета.
Данное водяное охлаждение эффективно отводит тепло и поможет избежать троттлинга.
Купить портативную систему водяного охлаждения для смартфона.
Новости
Пока разработчики полупроводниковых компонентов ломают голову, как обеспечить эффективное охлаждение процессоров в условиях постоянного уплотнения компоновки и усложнения интеграции, мобильные устройства становятся всё более производительными и функционально развитыми. Японская компания NEC применила тепловую трубку в смартфоне ещё в далёком 2013 году, и с тех пор мобильные устройства такого типа взяли на вооружение испарительные камеры, а тепловые трубки для этой сферы применения становятся всё тоньше и популярнее. В конце прошлого года издание Taipei Times предположило, что предстоящий переход на 5G существенно увеличит спрос на тепловые трубки для смартфонов. Следующее поколение мобильных устройств обзаведётся более производительной «начинкой», потоки информации расширятся, а тепловыделение возрастёт. Такие прогнозы уже вызвали рост котировок акций производителей испарительных камер и тепловых трубок.
Источник изображения: AKIBA PC Hotline
Оказывается, существуют производители аксессуаров для смартфонов, которые готовы помочь тем, кто считает штатную систему охлаждения своего мобильного устройства недостаточно эффективной. Возможно, кто-то задумывается и о разгоне смартфона — эксплуатации устройства в режимах, выходящих за рамки штатного. Японский сайт AKIBA PC Hotline приводит сразу два примера подобных необычных аксессуаров. На местном рынке, например, можно приобрести систему жидкостного охлаждения для смартфонов Apple поколения iPhone X и старше.
Источник изображения: AKIBA PC Hotline
На смартфон надевается полимерный чехол, к задней крышке которого подведены две трубки, по которым подаётся и отводится охлаждающая жидкость. Непосредственно корпус смартфона жидкостью не омывается, в месте контакта с ним в чехле предусмотрена полость, которую и заполняет жидкость. Получается что-то вроде «грелки наоборот».
Источник изображения: AKIBA PC Hotline
Резервуар с охлаждающей жидкостью можно наполнить льдом, поскольку специального теплообменника в этой системе нет, и корпус смартфона постепенно будет нагревать жидкость, циркулирующую в контуре. В этом же резервуаре располагается погружная помпа, способная прокачивать до 20 литров жидкости в час. Питается она от порта USB, для работы достаточно силы тока не менее одного ампера. По большому счёту, питание от USB позволяет рассчитывать на некоторую степень автономности, хотя в сборе такая система всё равно выглядит громоздко и нелепо. Кстати, в японских магазинах она уже распродана, а цены без учёта налогов приближались к 1853 рублям. Новая партия систем охлаждения данной модели поступит в продажу в начале сентября.
Источник изображения: AKIBA PC Hotline
Однако жидкостным охлаждением дело не ограничивается. Здесь же можно купить необычную систему охлаждения для смартфона на базе так называемого «модуля Пельтье». Составная полупроводниковая пластина при подаче напряжения сильно охлаждается с одной стороны и пропорционально сильно нагревается с другой стороны. Холодную сторону пластины обычно прикладывают к компонентам, которые нужно охлаждать, а горячую обдувают достаточно производительным и шумным вентилятором. Надо сказать, что полноформатные термоэлектрические модули потребляют немало электроэнергии, а поделка китайской фирмы, замеченная японскими репортёрами, довольствуется кабелем Micro-USB. Для работы системы охлаждения необходима сила тока не менее полутора ампер. От одного источника питаются сам модуль Пельтье, вентилятор и его подсветка. Последнюю можно отключить, если в этом возникнет необходимость.
Источник изображения: AKIBA PC Hotline
В отличие от чехла для iPhone X с жидкостным охлаждением, модуль Пельтье облачён в металлический корпус с универсальным нерегулируемым захватом, позволяющим установить его на смартфонах с диагональю экрана от 4,7 до 6,5 дюймов. В месте контакта системы охлаждения с корпусом смартфона предусмотрена термопрокладка. Подобная система монтажа подразумевает постоянное нахождение системы охлаждения на смартфоне, что не очень удобно в повседневной эксплуатации.
Источник изображения: AKIBA PC Hotline
Во-первых, высота системы охлаждения достигает 35 мм, а весит она 46 г. Во-вторых, температура холодной стороны пластины может опускаться до трёх градусов Цельсия, и в определённых климатических условиях это неизбежно вызовет появление конденсата, от которого может пострадать и сам смартфон. В Японии такое чудо техники стоит не более 1729 рублей без учёта налогов, что позволяет производителю аксессуара рассчитывать на спрос, даже мотивированный чистым любопытством.
Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Самые обсуждаемые публикации
Современные смартфоны оснащены мощными процессорами, качественной графикой и большим объемом памяти. Cегодня они по функциональности не уступают лэптопам, которые умещаются в кармане. Смартфон Galaxy Note9 создан для пользователей, стремящихся повысить свою продуктивность, – он построен на базе новейших, самых высокопроизводительных чипов, имеет до 8ГБ памяти и оснащен батарей емкостью 4000мАч.
При всей его высокой мощности требуется настоящая инженерная магия, чтобы обеспечить должное охлаждение компонентов смартфона, когда вы запускаете игры или работаете с ресурсоемкими многозадачными приложениями. Компания Samsung разработала инновационное решение для охлаждения Galaxy Note9 и представила принципиально новую систему водяного охлаждения с применением углеволоконных технологий – Water Carbon Cooling.
Впервые Samsung применила систему водяного охлаждения в своем смартфоне Galaxy S7. В модели Galaxy Note9 компания повысила мощность и эффективность охлаждения устройства. Как этого удалось этого добиться расскажем в этом материале.
1.Проблема
При создании телефонов, способных работать от батареи в течение всего дня и запускать игры как на игровых приставках, мы сталкиваемся с тем, что телефон ощутимо нагревается. Если внутренности смартфона нагреваются слишком сильно, то срабатывает защита от перегрева (thermal throttling), и процессор автоматически снижает частоту своей работы, что приводит к потере производительности. Зависающие игры и медленная работа многозадачных приложений – две важных проблемы, решить которые помогает грамотно разработанная система охлаждения.
2.Цель
При создании Galaxy Note9 мы поставили перед собой сразу несколько амбициозных целей. Мы хотели получить смартфон, который бы мог работать от батареи в течение всего дня, который можно было бы использовать в качестве обычного ПК при подключении к док-станции Samsung DeX, и который позволял бы запускать игры с насыщенной графикой, такие как Fortnite. Это означало, что смартфон должен быть оснащен батареей емкостью 4000мАч и мобильным процессором, работающим с частотой 2,7ГГц, а это, в свою очередь, предъявляло повышенные требования к системе охлаждения. Новая система охлаждения должна была работать быстрее и эффективнее, чем системы предыдущих поколений.
3.Идея
В водяной системе охлаждения на смартфонах Galaxy S7 применялся радиатор пористого типа (porous thermal spreader), наполненный водой, которая поглощает тепло, и, превращаясь в пар, передает тепло по трубке. После того, как тепло рассеивается, пар снова конденсируется в воду. Эта система послужила прототипом для водяного охлаждения Water Carbon Cooling, которое используется в Galaxy Note9, однако новая система стала более комплексной и эффективной.
4.Решение
Первоначально в системе использовалось два материала термоинтерфейсов (Thermal Interface Materials, TIM), один из которых был выполнен из углеволокна с высокой теплопроводностью и был предназначен для отвода тепла от процессора. Новое решение заключалось в добавлении слоя меди между этими двум материалами, что позволило передавать еще больше тепла между ними, чтобы потом обеспечить его более эффективное рассеяние. Кроме того, мы разработали более широкий радиатор охлаждения объемом 350мм3 по сравнению с 95мм3 радиатором Galaxy S9, что позволило рассеивать тепло через большую площадь поверхности.
5.Результат
Благодаря улучшенной системе охлаждения Water Carbon Cooling, смартфон Galaxy Note9 способен эффективно рассеивать тепло, генерируемое его мощным процессором. За счет более широкого радиатора охлаждения и улучшенного термоинтерфейса, выполненного из углеволокна, система охлаждения хорошо справляется с отводом тепла с процессора на поверхность устройства. Это позволяет непрерывно использовать смартфон в режиме максимальной производительности. В сравнении с Galaxy Note8, обновленная система охлаждения обладает втрое большим теплопоглощением и 3,5 раза более высокой теплопроводностью.