Незаметно формируется тенденция: смартфоны постепенно превращаются в настольные компьютеры. Этот процесс продолжается уже более десяти лет, начиная с аппаратных экспериментов вроде ноутбучного корпуса со встроенным смартфоном (Motorola ATRIX 4G Laptop Dock). Издание Wired тогда прогнозировало:”менее чем за два года смартфон может стать вашим единственным компьютером» . Производители же решили действовать иначе — вместо массовой интеграции смартфона с ноутбуком сделали такие док-станции дорогими аксессуарами, чтобы заработать больше.
Впрочем, эволюция смартфонов в направлении персонального компьютера продолжилась благодаря программным решениям . Теперь пользователь может подключить клавиатуру, мышь и монитор непосредственно к телефону и получить полноценный рабочий стол. С появлением USB-C возможности такого подключения значительно расширились. Самым известным примером стала технология Samsung DeX, хотя существуют и подобные решения – Motorola Ready For, Huawei Desktop Mode, Android Native Desktop.
Кроме того, мобильные операционные системы постепенно приобретают черты десктопных. Google уже официально объявил о планах по продвижению Android в качестве платформы для ноутбуков на процессорах Qualcomm. iPad, который базируется на iOS, ныне практически стал MacBook, а поговаривают, что Apple может объединить iOS и macOS в одну систему.
Однако остается главная аппаратная проблема: у смартфонов очень слабое охлаждение. Это фактически делает невозможным превращение их в полноценную альтернативу компьютеру. Некоторые считают, что наличие паровых камер решает проблему, но это не так. Такие камеры лишь распределяют тепло к корпусу смартфона, который обычно изготовлен из стекла или пластика – материалов с низкой теплопроводностью. Если же устройство помещено в защитный чехол, эффективность охлаждения снижается в несколько раз.
В последние годы появилось несколько моделей смартфонов с воздушным охлаждением, то есть со встроенным вентилятором. Некоторые модели даже поддерживают внешние вентиляторы.
Основная проблема заключается в том, что воздушное охлаждение требует большой площади теплообмена. В жидкостном охлаждении эта проблема решается иначе: тепло можно отводить в любую часть корпуса, а горячая жидкость транспортируется по каналам.
Недавно произошло то, что назвали прорывом в сфере охлаждения смартфонов – был представлен первый смартфон с полноценной жидкостной системой охлаждения. Модель RedMagic 11 Pro Plus имеет настоящую жидкость , каналы для ее циркуляции и насос. Но является ли это настоящим технологическим прорывом или просто маркетинговым трюком? Действительно ли система охлаждает или это просто декоративная анимация? И стоит ли устанавливать такое охлаждение в iPhone? Ниже приведены результаты проверки.
Почему повышение производительности процессоров сегодня означает больше тепла
Технология кремниевых процессоров, используемых практически во всех современных устройствах, почти исчерпала свой потенциал. Для потребителя это означает, что увеличить производительность без повышения энергопотребления становится все труднее.
С физической точки зрения любой процессор является, по сути, нагревателем. Да, очень сложным и высокотехнологичным, но все же нагревателем. Процессор преобразует электричество непосредственно в тепло, поэтому параметр TDP (тепловыделение) имеет прямую корреляцию с производительностью в одной архитектуре.
Apple недавно продемонстрировала это на практике со своими процессорами M4 и M5. Как показал канал Space Design Warehouse, MacBook M5 Pro в среднем на 30% быстрее MacBook M4 Pro, но при одинаковой нагрузке потребляет примерно в 1,5 раза больше энергии.
Процессоры смартфонов также демонстрируют ту же взаимосвязь между TDP и производительностью. Тест эффективности питания, проведенный Geekerwan в 2022 году, показал, что флагманский чип Snapdragon 8 Gen 1 (2021) уступает Snapdragon 865 (2019). При таком же потреблении энергии он демонстрирует более низкую производительность и сравняется только с Snapdragon 855 (2018). Чтобы достичь конкурентных показателей, Snapdragon 8 Gen 1 увеличил энергопотребление почти вдвое – до 11 ватт.
Процессоры iPhone также повышают производительность за счет увеличения энергопотребления. Например, средняя мощность в предыдущих моделях составляла 6-7 ватт , в то время как Apple A14 потребляет почти 10 ватт.
Для понимания: средняя емкость батареи смартфона составляет примерно 18 ватт-часов. Итак, если процессор Apple A14 или Snapdragon 8 Gen 1 будет работать на максимальных 10 ваттах, батарея разрядится менее чем за два часа. Однако на практике этого не происходит, поскольку ч ерез слабое охлаждение процессоры быстро перегреваются и начинают снижать производительность на 30-50%, уменьшая энергопотребление .
В некоторых случаях процессоры нагреваются настолько, что становятся опасными. Например, Snapdragon 810 перегревался настолько сильно, что в Японии владельцам Sony Xperia Z4, Sharp Aquos Zeta SH-03g и Fujitsu Arrows F-04g выдавали предупреждения, как избежать ожогов. А в моделях вроде Xiaomi Poco X3 Pro от перегрева со временем разрушались паяные соединения, превращая телефон в неработающее устройство.
Как реализовано охлаждение в RedMagic 11 Pro Plus
Маркетинговые материалы RedMagic 11 Pro Plus обещают невиданное: жидкий металл, паровая камера, фторированная жидкость, вентилятор со скоростью 24 000 оборотов в минуту. И вишенка на торте-возврат 3,5 мм аудиоразъема, который другие производители считают “слишком громоздким для корпуса”.
К счастью, смартфон быстро попал в руки Kingmi Mobile, и стало возможным проверить эффективность этой системы охлаждения на практике.
На видео видна синяя жидкость с белыми пузырьками воздуха внутри. В характеристиках указано” фторированная жидкость “ – вероятно, речь идет о метилперфторопропиловом эфире (”сухой воде»), который не проводит электричество и безопасен для электроники. Синий краситель, вероятно, добавлен только для эффектного вида.
Наклейка скрывает большую часть системы, оставляя только небольшую область видимой. Без нее устройство выглядит даже лучше.
Система жидкостного охлаждения представляет собой отдельный автономный модуль, содержащий жидкость и насос в левом нижнем углу.
Насос работает на пьезоэлектрическом принципе: Кремниевая пластина деформируется под действием напряжения, создавая эффект микрошприца. Для его работы требуется более 70 вольт. Для сравнения: аккумулятор смартфона имеет напряжение 3,7 или 7,4 вольта, подсветка экрана – 15-30 вольт, а розетка в США или Канаде – 110 вольт.
Контактная площадь системы с воздухом минимальна, а сама она расположена поверх аккумулятора, под пластиковой пленкой и стеклянной крышкой – все эти элементы являются теплоизоляторами. Следовательно, влияние на охлаждение минимально. Это скорее декоративный элемент с технологичным видом, а не функциональная система охлаждения.
Установка жидкостного охлаждения на iPhone для проверки эффективности
Конструкция охлаждающего модуля позволяет установить его почти на любой смартфон. Это было протестировано на моделях iPhone 17 Pro Max и iPhone XR.
Первое устройство (оранжевый iPhone) показало результат 2 456 000 баллов в тесте Antutu без модуля и 2 652 000 после его установки – прирост менее 8%. Второй (белый iPhone) продемонстрировал еще меньшую разницу: 645 368 против 641 581 балла. Для сравнения, RedMagic 11 Pro Plus показал 4 144 000 баллов с жидкостным охлаждением и 4 124 000 без него.
Несколько выводов перед завершением
Первый массовый смартфон с жидкостным охлаждением оказался скорее маркетинговым, чем технологическим прорывом.
Подвижная жидкость на задней панели выглядит интереснее, чем другие декоративные решения – например, мигающие элементы Nothing Phone или задний OLED-дисплей Xiaomi 17 Pro.
Дизайнерам RedMagic стоило сохранить идею с цветной жидкостью и белыми пузырьками воздуха, но честно отметить: это сделано исключительно для эстетического эффекта, а не для реального охлаждения устройства.
За маиеріалами: https://eb43.github.io/articles/liquid-cooling-smartphone-efficacy.html
