I telefoni cellulari diventano ogni anno più potenti. Un telefono premium è molto più potente di un PC di fascia media e ha persino un’elaborazione grafica più potente di un ultrabook con grafica integrata Intel. Eppure, nonostante tutta quella potenza, hai mai notato che al tuo telefono manca una ventola? Perché?
Le parti mobili necessitano di più spazio e possono rompersi
I produttori di telefoni hanno passato anni a rendere i loro dispositivi quanto più sottili possibile, e questi telefoni non avrebbero uno spessore di pochi millimetri se dovessero tenere conto dei fan. I ventilatori sono ingombranti e hanno bisogno di spazio per muoversi. Inoltre si rompono abbastanza rapidamente se sottoposti ad abusi.
Cosa si qualifica come abuso? Beh, praticamente tutto ciò che fai con un telefono. Buttandolo sul divano. Legatelo al polso mentre vai a fare jogging. Buttandolo giù dal letto e sul pavimento, caso o non caso. Tutto il resto nel tuo telefono potrebbe sopravvivere bene, ma la tua ventola inizierebbe a vibrare. Potrebbe ancora fare il suo lavoro, solo rumorosamente. Oppure potrebbe peggiorare il suo lavoro, portando tutto il resto a surriscaldarsi gradualmente e a fallire.
Ai fan non piacciono i piccoli spazi bui
I dispositivi che dipendono dalle ventole per il raffreddamento generalmente non amano essere tenuti in spazi stretti e angusti. Appoggia il tuo laptop su un cuscino mentre svolgi un lavoro intenso e osserva quanto velocemente le cose iniziano a impantanarsi.
Ora immagina di portare in tasca una versione più piccola del tuo laptop. Se non diventasse abbastanza caldo da attirare immediatamente la tua attenzione, probabilmente ad un certo punto si spegnerebbe. La durata della batteria subirà sicuramente un duro colpo. Una borsa è meglio, ma probabilmente non di molto. Dopotutto, un laptop va abbastanza d’accordo con una borsa a tracolla solo perché è spenta o quasi.
Le CPU mobili consumano meno energia e creano meno calore
Qualcomm Quando provi a determinare l’efficienza energetica della tua CPU, c’è un termine chiave che stai cercando: Potenza di progettazione termica. Il TDP è solitamente indicato in watt e mostra la quantità massima di calore che la CPU è progettata per generare quando funziona a pieno carico. Questo non ti dice quanta energia consuma il tuo dispositivo ogni ora, ma ti dà il limite superiore di cosa aspettarti.
Il Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 è il top della sua categoria, un chip mobile progettato per smartphone di fascia alta con la capacità di giocare ai giochi più impegnativi. Ha un TDP di 12,5 W. È superiore ai 5 W delle prime CPU Snapdragon, ma è paragonabile a una CPU Intel sottoalimentata.
Una scheda grafica NVIDIA GeForce RTX 4090 ha un TDP di 450 W e questo è solo un componente di un PC. Questo livello di consumo energetico non è fattibile per un dispositivo mobile che necessita di una batteria e produce anche più calore di quanto il raffreddamento passivo possa gestire. Questo è uno dei motivi per cui desktop e laptop hanno bisogno di ventole, mentre il tuo telefono no. Questo è anche uno dei motivi per cui i telefoni, nonostante i progressi compiuti, non sono ancora in grado di eguagliare la capacità grafica di un PC da gioco dedicato.
In che modo le CPU dei telefoni riescono a essere potenti ed efficienti? Se vuoi addentrarti nelle erbacce tecniche, dai un’occhiata a questo rapporto da Progetti PCB di cadenza. I metodi includono la pianificazione in base alla temperatura (rallentando i processori più attivi a favore di quelli più freddi), la limitazione del traffico (indirizzando il traffico di rete attraverso il chip in modo da evitare gli hotspot) e il clock gating (arrestando la logica del processore per pochi microsecondi alla volta). Ma questo è solo l’inizio.
Le app mobili generano meno calore, per ridurre la necessità di raffreddamento
Può sembrare che il software non occupi spazio fisico, ma lo fa, sotto forma di energia. Il software più impegnativo ha requisiti energetici più elevati. Lo stesso vale per il codice scritto male. Se un’app esegue il ping della rete incessantemente, richiedendo costantemente che i processi in background si riattivino dalla modalità di sospensione, il tuo dispositivo consuma più energia.
Non penso che offenda nessuno affermare che non tutte le app mobili sono pezzi di codice scritti in modo brillante. Tuttavia, quando crei un’app mobile, l’impatto sulla durata della batteria è un fattore a cui dovresti prestare attenzione. Se l’esecuzione di un’app comporta la necessità di caricare il telefono più spesso, ne verrai informato dai tuoi utenti. Il consumo di energia si traduce in calore. Mantenendo le app efficienti dal punto di vista energetico, gli sviluppatori riducono la necessità di raffreddamento attivo.
Gli smartphone utilizzano il raffreddamento passivo
I ventilatori sono una forma di raffreddamento attivo. Gli smartphone fanno affidamento sul raffreddamento passivo, lo scambio di calore sfruttando esclusivamente la differenza di conduttività tra i materiali senza alcun ausilio di componenti meccanici. In termini più semplici, le cose possono rinfrescarsi senza che nulla debba spostarsi. Far funzionare l’aria condizionata per rinfrescare la tua casa è un raffreddamento attivo. Lasciare una finestra aperta è un raffreddamento passivo. I telefoni generalmente utilizzano piastre metalliche tra i componenti elettrici e il design del loro corpo esterno per dissipare il calore.
Il raffreddamento passivo funziona molto bene per il funzionamento quotidiano, ma a differenza del raffreddamento attivo, non può aumentare la quantità di calore che è in grado di rimuovere (di nuovo, come aprire una finestra). Ecco perché alcuni telefoni diventano particolarmente caldi durante l’esecuzione di attività intensive, come i giochi. La tua CPU genera più calore e il telefono non ha la capacità di compensare. Questo è quando entra in azione la limitazione termicariducendo le prestazioni per acquistare tempo per rinfrescare i componenti.
Altre alternative ai ventilatori sono in fase di sviluppo
Alcuni telefoni di nicchia contengono ventole. IL Telefono Lenovo Legion Duel 2 in realtà ne confezionava due, ma non ci si sarebbe mai aspettato che diventasse mainstream. I produttori di smartphone stanno esaminando altre opzioni per raffreddare uno smartphone durante carichi intensivi. Un’opzione è raffreddamento in camera di vapore, che utilizza l’evaporazione e la condensazione di un liquido per raffreddare i componenti elettrici. La serie Samsung Galaxy S23 utilizzava, ad esempio, sistemi di raffreddamento a camera di vapore. Se vuoi andare più indietro nel tempo, il Galaxy Note 9 aveva un sistema di raffreddamento del carbonio ad acqua.
Samsung non è certo la sola. Ecco un video di Xiaomi che spiega la sua tecnologia Loop LiquidCool.
Tuttavia, invece di inserire una ventola all’interno del telefono, c’è invece la possibilità di fissarla sul retro. Questo è un approccio che ASUS ha adottato con Dispositivo di raffreddamento AeroActive 6. È un accessorio per ROG Phone 6, un telefono che utilizza internamente fogli di grafite perché il materiale funziona bene come conduttore di calore. Sì, c’è anche un Dispositivo di raffreddamento AeroActive 7quindi non è stato un caso isolato.
I fan sono sia una benedizione che una maledizione. Rendono le macchine più ingombranti, più rumorose e più fragili. Consentono inoltre a un dispositivo di essere più potente. Gli smartphone potrebbero essere più potenti se avessero dei fan, ma perderebbero anche molti degli aspetti che rendono grandi i telefoni. Invece, i telefoni hanno incoraggiato l’innovazione su come ottenere prestazioni migliori facendone a meno.
