Одним из популярных технических решений в смартфонах 2018 года стало использование систем водяного охлаждения — например, трубки с жидкостью стоят в Pocophone F1, Honor Note 10, Xiaomi Black Shark и Samsung Galaxy Note 9. Новинкой это решение назвать едва ли получится, поскольку впервые это было использовано в NEC Medias X в далеком 2013 году, в 2015 появились Lumia 950 и 950 XL 2015 с водяным охлаждением, позже такая система стояла в Samsung Galaxy S7. Но именно в тренд это оформилось только сейчас и связано со значительным ростом производительности чипов, наличием со-процессоров для искусственного интеллекта и машинного обучения, увеличением тепловыделения и ростом требований к производительности топовых мобильных игр.

Подписаться на iGuides в Telegram, чтобы узнать обо всем первым — t.me/iguides

Системы водяного охлаждения в смартфонах позволяют не только снизить температуру начинки (а значит, и корпуса) под нагрузкой и не допустить дискомфортного перегрева, но также обеспечивают более стабильную производительность устройств при продолжительной игре и выполнении любых других ресурсоемких операций. Все дело в том, что контроллеры тепловыделения и энергопотребления могут снижать производительность процессора при продолжительной нагрузке и увеличении температуры, что негативно сказывается на пользовательском опыте. За примерами далеко ходить не надо — достаточно несколько раз подряд прогнать бенчмарки типа AnTuTu и сравнить полученные данные. Это станет отличной иллюстрацией того, как меняется производительность устройств в играх с продолжительными сессиями типа Vainglory, PUBG или WoT Blitz.

Водяное охлаждение должно способствовать более эффективному отведению тепла и снижению температуры процессора, однако пока далеко не все пользователи доверяют этим системам. Есть мнение, что все это — маркетинговая уловка и водяное охлаждение в рамках смартфонных габаритов не может помогать в эффективном снижении температуры. Впрочем, тесты устройств с наличием и отсутствием этого компонента говорят об обратном. Компания Samsung решила рассказать о том, как в смартфонах Galaxy Note9 им удалось не просто установить водяное охлаждение, но также повысить его эффективность за счет новой системы водяного охлаждения с применением углеволоконных технологий – Water Carbon Cooling.. Ниже приводим текст из пресс-рума компании.

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.

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.

Цель



При создании Galaxy Note9 в Samsung поставили перед собой сразу несколько целей: 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 большой емкости и мощным процессором, а это, в свою очередь, предъявляло повышенные требования к системе охлаждения. Новая система охлаждения должна была работать быстрее и эффективнее, чем системы предыдущих поколений.

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.

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, 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.

Результат



Благодаря улучшенной системе охлаждения Water Carbon Cooling, смартфон Galaxy Note9 способен эффективно рассеивать тепло, генерируемое его 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.