Producenci smartfonów radzą sobie świetnie ze zwiększaniem wydajności procesorów w smartfonach – gorzej niestety z ich temperaturą. W dzisiejszej Ciekawostce poruszymy temat kultury pracy telefonu, thermal throttlingu oraz nowych systemów chłodzenia zarówno sprzętowych jak i softwareowych.
W komputerach stacjonarnych i większości laptopów ciepło odprowadzane jest dzięki chłodzeniu aktywnemu – za pomocą wiatraków. Takie rozwiązanie ma oczywiście swoje wady, takie jak na przykład generowany hałas i zwiększony pobór energii, ale żadne chłodzenie pasywne raczej nigdy nie dorówna mu pod względem skuteczności. W smartfonach i tabletach na ruchome części nie ma miejsca, więc ciepło musi być odprowadzane w sposób bierny.
W zależności od materiałów i bryły obudowy, konstrukcja ma różne właściwości cieplne. Na przykład telefony wykonane z plastiku nagrzewają się bardziej punktowo – głównie w miejscu procesora. Obudowy metalowe nagrzewają się natomiast na całej swojej powierzchni, gdyż metal jest dobrym przewodnikiem ciepła, które chętnie rozprzestrzenia się na całej bryle.
Inną ważną kwestią jest powierzchnia odprowadzania ciepła. Teoretycznie im większa i bardziej równomierna, tym lepiej. Sprawdziło się to na przykład w smartfonie HTC Eye, którego fatalna ergonomia i nieprzyzwoicie duże wymiary w tym konkretnym przypadku są zaletą – smartfon odprowadzał ciepło bardzo dobrze i po 10 minutach zabawy w najbardziej wymagających grach utrzymywał już stałą temperaturę. Dobrym rozwiązaniem wydaje się więc spowodowanie, aby ciepło było równomiernie rozprowadzane na jak największej powierzchni, ale o tym za chwilę…
Thermal Throttling as Fast As Possible
W najwydajniejszych procesorach, stosuje się thermal throttling. Jest to zmniejszenie częstotliwości taktowania, a więc i wydajności wszystkich rdzeni. W rezultacie pod mniejszym obciążeniem temperatura smartfona ulegnie obniżeniu. Tylko czy to jest dobre rozwiązanie? Czy konstrukcje, które swoją kosmiczną wydajność wykorzystują tylko przez kilka minut, a potem zwalniają, mają jakikolwiek sens?
Chyba nie i właśnie do tego musiała dojść firma NEC, która w 2013 roku wprowadziła smartfona Medias X chłodzonego… cieczą. Pomysł opiera się na specjalnych rurkach cieplnych, wypełnionych cieczą chłodzącą. Są one wykonane z metalu i mają bardzo małą średnicę. Do tej pory rozwiązanie to było stosowane w większości tabletów (wiedzieliście, że w Waszym tablecie pływa sobie „woda” ;)?), więc naturalnym wydaje się instalacja takich samych układów w smartfonach. Różnica jest taka, że ich grubość będzie mniejsza – w tabletach jest zazwyczaj 0,8 – 1 mm, a w smartfonach: 0,5 - 0,6 mm. Sposób działania opiera się na zasadzie pompy cieplnej – nagrzana ciecz po jednej stronie urządzenia, przesuwa się z jednego końca rurki na drugi, dzięki czemu równomierniej rozprowadza ciepło, a sam jej ruch i przepływ ją przy okazji ochładza.
Nad tym rozwiązaniem pracuje także Sony, które chłodzenie cieczą zastosowało już w Xperii Z2.
Na upartego temperaturę telefonu można także zmniejszyć specjalnymi aplikacjami, które wykrywają aplikacje i działające w tle procesy niepotrzebnie „męczące” procesor, a które można bezpiecznie wyłączyć. Przykładem jest na przykład Cooler Master. Problem w tym, że tam gdzie powinna wyświetlać się temperatura CPU, wyświetla się zazwyczaj temperatura baterii…
Lepszą aplikacją, którą Wam polecam, jest natomiast CPU Temp, która jako jedna z nielicznych podaje rzeczywistą temperaturę procesora, a także: procentowe użycie CPU w danym momencie, jego taktowanie (które swoją drogą zmienia się bardzo dynamicznie), użycie RAM-u oraz temperaturę baterii. Co ciekawe, wszystkie te dane są zapisywane, dzięki czemu potem możemy przeanalizować wykresy np. temperatury procesora. Możemy także włączyć alarm informujący o zbyt wysokiej temperaturze oraz dowiedzieć się, jakie aplikacje i gry wydzielają najwięcej ciepła (np. Temple Run 2 – średnio 60 stopni, a BB Racing – 64 stopnie). Zauważyłem także, że temperatura procesora potrafi w ciągu 2/3 sekund zwiększyć się na przykład o 15 stopni, w przeciwieństwie do temperatury baterii, która wykazuje o wiele większą bezwładność. Zmierzam do tego, że jest to świetne i darmowe narzędzie, które pozwala nam lepiej poznać swoje urządzenie.
Tyle o temperaturze. Zastanawiam się tylko, czy walka z naturą ma sens… Nie lepiej zastosować po prostu jakiś inny, nowy materiał – na przykład grafen?