النقاط الرئيسية
- لا تعد المراوح مناسبة للهواتف الذكية بسبب هشاشتها، ونقص المساحة، ومدى تعرض الهواتف للصدمات.
- تستهلك وحدات المعالجة المركزية المحمولة طاقة أقل وتولد حرارة أقل مقارنة بوحدات المعالجة المركزية التقليدية لأجهزة الكمبيوتر المكتبية والكمبيوتر المحمول.
- تساهم تطبيقات الهواتف الذكية في تقليل الحاجة إلى التبريد من خلال تصميمها بحيث لا تستنزف عمر البطارية.
تزداد قوة الهواتف المحمولة كل عام. فالهاتف الفاخر أقوى بكثير من الحاسوب الشخصي متوسط الأداء، بل إنه يتمتع بمعالج رسوميات أقوى من الحاسوب المحمول فائق النحافة المزود بمعالج رسوميات مدمج من إنتاج شركة إنتل. ولكن على الرغم من كل هذه القوة، هل لاحظت يومًا أن هاتفك يفتقر إلى مروحة؟ لماذا؟
الأجزاء المتحركة تحتاج إلى مساحة أكبر وقد تنكسر
لقد أمضى مصنعو الهواتف سنوات طويلة في جعل أجهزتهم رقيقة قدر الإمكان، ولن تكون هذه الهواتف بسمك بضعة ملليمترات فقط إذا ما أخذنا في الاعتبار المراوح. فالمراوح ضخمة، وتحتاج إلى مساحة للتحرك. كما أنها تنكسر بسرعة كبيرة إذا تعرضت للإساءة.
ما الذي يمكن اعتباره إساءة؟ حسنًا، أي شيء تقريبًا تفعله بالهاتف. رميه على الأريكة. ربطه حول معصمك أثناء ممارسة رياضة الجري. إسقاطه من السرير على الأرض، سواء كان به غطاء أم لا. قد ينجو كل شيء آخر في هاتفك، لكن المروحة ستبدأ في الاهتزاز. قد يستمر الهاتف في أداء وظيفته، ولكن بصوت عالٍ. أو قد يصبح سيئًا في أداء وظيفته، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة كل شيء آخر تدريجيًا وتعطله.
المشجعون لا يحبون الأماكن المظلمة الصغيرة
لا تحب الأجهزة التي تعتمد على المراوح للتبريد عمومًا أن يتم الاحتفاظ بها في أماكن ضيقة ومزدحمة. ضع الكمبيوتر المحمول على وسادة أثناء القيام بعمل مكثف وشاهد مدى سرعة تعطله.
الآن تخيل أنك تحمل نسخة أصغر من الكمبيوتر المحمول في جيبك. إذا لم ترتفع درجة حرارته بدرجة كافية لجذب انتباهك على الفور، فمن المحتمل أن يتوقف عن العمل في وقت ما. ومن المؤكد أن عمر البطارية سوف يتأثر. والحقيبة أفضل، ولكن ربما ليس كثيرًا. ففي النهاية، لا يتعايش الكمبيوتر المحمول بشكل جيد مع حقيبة الرسول إلا لأنه إما مغلق أو قريب جدًا من ذلك.
تستخدم وحدات المعالجة المركزية المحمولة طاقة أقل وتولد حرارة أقل
عند محاولة تحديد مدى كفاءة وحدة المعالجة المركزية في استخدام الطاقة، هناك مصطلح رئيسي واحد تبحث عنه: الطاقة الحرارية التصميمية. عادةً ما يتم سرد الطاقة الحرارية التصميمية بالواط، وهي توضح الحد الأقصى لكمية الحرارة التي تم تصميم وحدة المعالجة المركزية لتوليدها عند التشغيل تحت الحمل الكامل. لا يخبرك هذا بمقدار الطاقة التي يستهلكها جهازك كل ساعة، ولكنه يمنحك الحد الأقصى لما يمكن توقعه.
يعد معالج Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 الأفضل في فئته، وهو معالج محمول مصمم للهواتف الذكية المتطورة مع القدرة على تشغيل الألعاب الأكثر تطلبًا. يبلغ معدل استهلاك الطاقة 12.5 واط. وهو أعلى من معدل استهلاك الطاقة 5 واط لمعالجات Snapdragon المبكرة، ولكنه يضاهي معالجات Intel الأقل قوة.
تبلغ قيمة TDP لبطاقة الرسوميات NVIDIA GeForce RTX 4090 نحو 450 وات، وهذا مجرد مكون واحد من مكونات الكمبيوتر الشخصي. ولا يمكن استخدام هذا المستوى من استخدام الطاقة لجهاز محمول يحتاج إلى التشغيل بالبطارية، كما أنه ينتج حرارة أكثر مما يمكن للتبريد السلبي التعامل معه. وهذا جزء من السبب وراء احتياج أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة إلى مراوح، بينما لا يحتاج هاتفك إلى ذلك. وهذا أيضًا جزء من السبب وراء عدم قدرة الهواتف، على الرغم من مدى تقدمها، على مضاهاة قدرات الرسوميات لجهاز كمبيوتر مخصص للألعاب.
كيف تتمكن وحدات المعالجة المركزية للهواتف من أن تكون قوية وفعالة في نفس الوقت؟ إذا كنت تريد التعمق في التفاصيل التقنية، فاطلع على هذا التقرير من تصميمات PCB من Cadenceتتضمن الأساليب جدولة العمل مع مراعاة درجة الحرارة (إبطاء المعالجات الساخنة لصالح المعالجات الباردة)، وتقييد حركة المرور (توجيه حركة المرور على الشبكة عبر الشريحة بطريقة تتجنب النقاط الساخنة)، وبوابات الساعة (إيقاف منطق المعالج لبضعة ميكروثانية في كل مرة). ولكن هذا مجرد غيض من فيض.
تولد تطبيقات الهاتف المحمول حرارة أقل، مما يقلل الحاجة إلى التبريد
قد يبدو أن البرامج لا تشغل حيزًا ماديًا، ولكنها تشغله بالفعل في هيئة طاقة. وتتطلب البرامج المتطلبة طاقة أعلى. وينطبق الأمر نفسه على التعليمات البرمجية المكتوبة بشكل سيئ. فإذا أرسل تطبيق ما إشارة إلى الشبكة باستمرار، مما يتطلب باستمرار من العمليات الخلفية الاستيقاظ من وضع السكون، فهذا يعني أن جهازك يستخدم المزيد من الطاقة.
لا أعتقد أنه من المسيء لأحد أن أقول إن ليس كل تطبيقات الهاتف المحمول عبارة عن قطع من التعليمات البرمجية المكتوبة ببراعة. ومع ذلك، عندما تقوم بإنشاء تطبيق محمول، فإن التأثير على عمر البطارية هو عامل يُشجَّع على الاهتمام به. إذا كان تشغيل تطبيق يتسبب في حاجة الهاتف إلى الشحن بشكل متكرر، فسوف تسمع عن ذلك من المستخدمين. يُترجم استخدام الطاقة إلى حرارة. من خلال الحفاظ على كفاءة استخدام الطاقة في التطبيقات، يقلل المطورون من الحاجة إلى التبريد النشط.
الهواتف الذكية تستخدم التبريد السلبي
المراوح هي شكل من أشكال التبريد النشط. تعتمد الهواتف الذكية على التبريد السلبي، وتبادل الحرارة باستخدام فرق التوصيل بين المواد فقط دون أي مساعدة من المكونات الميكانيكية. وبعبارات أبسط، يمكن تبريد الأشياء دون الحاجة إلى تحريك أي شيء. تشغيل مكيف الهواء لتبريد منزلك هو تبريد نشط. وترك نافذة مفتوحة هو تبريد سلبي. تستخدم الهواتف عمومًا ألواحًا معدنية بين المكونات الكهربائية وتصميم أجسامها الخارجية لتبديد الحرارة.
يعمل التبريد السلبي بشكل جيد للغاية في التشغيل اليومي، ولكن على عكس التبريد النشط، لا يمكنه زيادة مقدار الحرارة التي يمكنه إزالتها (مرة أخرى، مثل فتح نافذة). لهذا السبب تصبح بعض الهواتف ساخنة بشكل خاص عند أداء مهام مكثفة، مثل الألعاب. تولد وحدة المعالجة المركزية المزيد من الحرارة، ويفتقر الهاتف إلى القدرة على التعويض. في هذه الحالة، يبدأ الاختناق الحراري، مما يقلل من الأداء لكسب الوقت للمكونات لتبرد.
المزيد من البدائل للمراوح قيد التطوير
تحتوي بعض الهواتف المتخصصة على مراوح. في الواقع، يحتوي هاتف Lenovo Legion Phone Duel 2 على مراوح، لكن لم يكن من المتوقع أبدًا أن يصبح هذا شائعًا. يبحث مصنعو الهواتف الذكية عن خيارات أخرى لتبريد الهواتف الذكية أثناء الأحمال المكثفة. أحد الخيارات هو تبريد غرفة البخار، والذي يستخدم تبخر وتكثيف السائل لتبريد المكونات الكهربائية. استخدمت سلسلة Samsung Galaxy S23 أنظمة تبريد غرفة البخار، على سبيل المثال. إذا كنت تريد العودة إلى الوراء في الزمن، فإن Galaxy Note 9 يحتوي على نظام تبريد بالكربون المائي.
لا تعد شركة سامسونج هي الشركة الوحيدة التي تمتلك هذا النظام. إليكم مقطع فيديو من شركة Xiaomi تشرح فيه تقنية Loop LiquidCool الخاصة بها.
ومع ذلك، بدلاً من وضع مروحة داخل هاتفك، هناك خيار ربطها بالجزء الخلفي بدلاً من ذلك. هذا هو النهج الذي اتبعته ASUS مع مبرد ايرواكتيف 6إنه ملحق لهاتف ROG Phone 6، وهو هاتف يستخدم صفائح الجرافيت داخليًا نظرًا لمدى كفاءة المادة في العمل كموصل للحرارة. نعم، يوجد أيضًا مبرد ايرواكتيف 7لذا فلم تكن هذه حالة فريدة من نوعها.
إن المراوح هي نعمة ونقمة في الوقت نفسه. فهي تجعل الأجهزة أضخم حجمًا وأكثر ضجيجًا وأكثر هشاشة. كما أنها تمكن الجهاز من أن يكون أكثر قوة. قد تكون الهواتف الذكية أكثر قوة إذا كانت مزودة بمراوح، ولكنها ستفقد أيضًا العديد من الجوانب التي تجعل الهواتف رائعة. وبدلاً من ذلك، شجعت الهواتف الابتكار في كيفية الحصول على أداء أفضل مع الاستغناء عن المراوح.