Zakaj se nekateri telefoni prehitro grejejo in kako to vpliva na zmogljivosti?
Marjan Kodelja 27. junija 2022 ob 06:22

Telefona imata enak procesor in strojne komponente. V praksi pa nista enako zmogljiva, kajti eden se ponaša z bolj učinkovitim odvajanjem toplote, zato sistem hitrosti jeder ne zmanjša oziroma jih zmanjša občutno manj od sistema drugega s slabšim odvodom toplote.

Vsak čip se bolj ali manj segreva, kajti del električne energije se med tem, ko teče skozi logična vrata, spremeni v toploto. Seveda izredno preprosto povedano. Bolj zapleten je čip, več tranzistorjev ima in ti delujejo z višjo frekvenco delovanja (taktom), več toplote sprošča v prostor. Ne ves čas. Kajti manj se greje, kadar poganja manj zahtevna opravila, kot takrat, ko so zmogljivosti navite do krajne meje. Največkrat med igranjem grafično zahtevnih mobilnih iger.

Toplota je strup za baterijo in elektroniko

Sistem in njegovi sestavni deli imajo toplotne omejitve. Najvišje ali najnižje, ko ne more več delovati, kot bi moral oziroma znotraj pričakovanj, za katere je bil zasnovna. Na zgornjem delu temperaturnega intervala ne smemo dopustiti, da bi temperatura ušla izpod nadzora. Baterija bi se vžgala, elektronika pregrela in po domače rečeno »izgorela«. Ker bi to pomenilo dokončno uničenje telefona, operacijski sistem spremlja temperaturo na določenih točkah in v primeru, da temperatura naraste preko predpisane meje, začne zmanjševati takt procesorskim in grafičnim jedrom. Posledično začnejo padati zmogljivosti, kar se v igrah kaže v manj gladkem delovanju, slabši grafiki in padanja hitrosti prikazanih sličic na sekundo (fsp).

Bistvo težave je odvod toplote stran od procesorja oziroma morebitnih drugih »vročih« točk matične plošče. Silno preprosto povedano, se toplota najprej iz čipa prenese v prostor okoli njega, zato boste vročino najprej začutili na delu ohišja, pod katerim je. V tem, kaj se zgodi kasneje, so razlike med posameznimi telefoni. Če se toplota ne širi po ohišju ali se širi prepočasi, potem bo temperatura blizu procesorje prej prešla mejo, ko mora sistem posredovati kot v primeru konstantnega in dovolj hitrega širjenja. V prednosti so večji telefoni, saj imajo več površine za odvajanje toplote, medtem ko tečaj prepogljivega deluje kot pregrada. Na primer pri telefonu Huawei P50 Pocket se greje le zgornja polovica ohišja, v kateri je procesor, ko druga ostaja relativno hladna.

Redko se pripeti, pa vendarle lahko na papirju tehnično manj zmogljiv procesor deluje v nekem telefonu hitreje od zmogljivejšega v drugem s slabšim pasivnim hlajenjem, saj je procesor prisiljen kmalu možno znižati frekvenco delovanja.

Na termične lastnosti ravno tako lahko vpliva mesto procesorja. Pri večini telefonov je blizu zgornjega roba. Toplota se ne širi enakomerno v vse smeri, saj je razdalje do zgornjega okvirja manjša od razdalje do spodnjega. Bolje je, če je v sredini naprave, saj se v tem primeru toplota enakomerno širi v vse štiri smeri. Elementi ohišja z drugačno toplotno prevodnostjo so v vseh smereh namreč enako oddaljeni.

Prenos toplote na hrbet in od tam v zrak

Skoraj vsi telefoni imajo pasivne sisteme hlajenje, pri katerih z ustreznimi elementi oblikujejo poti za odvod toplote na površino ohišje. Zadnje leto so popularne plasti iz grafita, ki je odličen prevodnik toplote. Izdelovalci so se zato zapletli v igri, kdo bo vgradil plast s čim večjo površino. Kot bi bilo le to povezano z učinkovitostjo odvajanja toplote. Ni namreč dovolj, da toplota preide nanjo, tudi iz nje mora. Prevajanje toplote je še vedno slabo, če so med grafitno plastjo, vroče elektroniko in nenazadnje elementi ohišja slabo prevodni materiali. Kot je zrak. Zaradi strukture telefona so med sestavnimi deli vedno zračni žepki. Naslednja velika stvar v iskanju učinkovitejšega hlajenja bo najbrž polnjenje žepkov s snovjo, ki bolje prevaja toplota. V igri je menda spojina borov nitrid.

S stališča odvajanja toplote ni nepomembno, iz kakšnih materialov je okvir in hrbet telefona. Plastične mase niso najbolj primerne, saj sta kovina in steklo, iz česar so dražji, neprimerno boljša toplotna prevodnika. Kot sem že dejal. Veliko telefonov iz enakih materialov sem imel v rokah in toplota se ni pri vseh enakomerno širila po površini hrbtne ploskve!

Zakaj večina telefonov nima ventilatorja?

Zastavlja se nam logično vprašanje. Zakaj skoraj noben telefon nima po vzoru prenosnih računalnikov in še katerih naprav, pri katerih segrevanje močno vpliva na zmogljivosti, aktivnega sistema hlajenja. Vgradnja ventilatorja v telefon je sicer mogoča, taki so modeli Redmagic, toda hkrati povzroči dve dokaj veliki težavi. Zaradi majhnosti in tankosti ohišja je v njem prostor le za majhen ventilator. Da bi bil učinkovit, se mora vrteti izredno hitro, kar pomeni večjo mehanično nestabilnost in visoke, moteče zvoke ali vsaj zelo dobro slišen piš.

V avtomobilu je preprosta rešitev za pretirano vroč telefon. Postavite ga v nosilec tako, da vanj od zadaj piha hladen zrak klimatske naprave.

Rešitev so zunanji ventilatorji, ko je na primer ROG-ov AeroActive Cooler. Postavljen je neposredno na sredini igričarskega telefona Rogphone, saj ima ta tam procesor, da odvaja toploto iz površine ohišja v zrak. Rešitev pripomore, a ni popolna. Toploto namreč odvaja posredno, ta se mora najprej prebiti na površino naprave, in ne neposredno, kot bi to počel ventilator nad procesorjem. Ker so vgrajeni različno, tovrstni dodatki ne morejo biti univerzalni, temveč so vedno namenjeni točno določenemu modelu, kar, kakopak drugače, vpliva na ceno in dobavljivost.

Z napredkom zmogljivosti mobilnih procesorjev se ti vse bolj segrevajo, zato hlajenje postaja vedno večja težava oziroma lastnost, ki neposredno vpliva na zmogljivost naprave. Vse pomembneje bo razmišljanje še o tej plati, ko se bomo odločali za nov telefon.

Naslovna fotografija: DepositPhotos

Avtor Marjan Kodelja
mm
Marjan se s tehnološkim novinarstvom ukvarja od leta 1997 in v tem času je videl že mnogo stvari, ki se nikoli niso uveljavile ali pa so imele kratek čas trajanja. Začel je pri računalniški reviji Moj mikro in ter 2000 postal njen urednik. Veliko kasneje je bil urednik naprej tednika Stop in nato še tednika Vklop, trenutno pa kruh služi s pisanjem tehnoloških člankov.
Marjan Kodelja - prispevki
Brez komentarjev

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen.