الهواتف المحمولة تزداد قوة كل عام. يعد الهاتف المتميز أقوى بكثير من جهاز كمبيوتر متوسط ​​المدى، كما أنه يتمتع بمعالجة رسومات أقوى من جهاز Ultrabook المزود برسومات مدمجة من Intel. ولكن على الرغم من كل هذه القوة، هل لاحظت يومًا كيف يفتقر هاتفك إلى المروحة؟ لماذا هذا؟

تحتاج الأجزاء المتحركة إلى مساحة أكبر ويمكن أن تنكسر

قضى صانعو الهواتف سنوات في جعل أجهزتهم رفيعة قدر الإمكان، ولن يبلغ سمك هذه الهواتف بضعة ملليمترات فقط إذا كان عليهم أن يأخذوا في الاعتبار المشجعين. المراوح كبيرة الحجم، وتحتاج إلى مساحة للتحرك. كما أنها تنكسر بسرعة كبيرة إذا تعرضت للإساءة.

ما الذي يعتبر إساءة؟ حسنًا، تقريبًا أي شيء تفعله بالهاتف. رميها على الأريكة. ربطه على معصمك أثناء ممارسة رياضة الجري. رميها من السرير إلى الأرض، سواء كانت حالة أو لا حالة. قد يظل كل شيء آخر في هاتفك على ما يرام، لكن المروحة ستبدأ في إصدار أصوات قعقعة. ربما لا يزال يقوم بعمله، فقط بصخب. أو قد يصبح سيئًا في وظيفته، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة كل شيء آخر تدريجيًا والفشل.

لا يحب المعجبون المساحات المظلمة الصغيرة

الأجهزة التي تعتمد على المراوح للتبريد بشكل عام لا تحب أن تبقى في أماكن ضيقة ومكتظة. ضع الكمبيوتر المحمول الخاص بك على وسادة أثناء القيام بعمل مكثف وشاهد مدى السرعة التي تبدأ بها الأمور في التعثر.

الآن تخيل أنك تحمل نسخة أصغر من جهاز الكمبيوتر المحمول الخاص بك في جيبك. إذا لم يكن الجو حارًا بدرجة كافية لجذب انتباهك على الفور، فمن المحتمل أن يتوقف عن العمل في مرحلة ما. من المؤكد أن عمر البطارية سيتأثر بشدة. المحفظة أفضل، ولكن ربما ليس كثيرًا. بعد كل شيء، يتناسب الكمبيوتر المحمول بشكل جيد مع حقيبة المراسلة فقط لأنه إما مغلق أو قريب جدًا من ذلك.

​وحدات المعالجة المركزية المتنقلة تستخدم طاقة أقل وتولد حرارة أقل

عند محاولة تحديد مدى كفاءة وحدة المعالجة المركزية الخاصة بك في استخدام الطاقة، هناك مصطلح رئيسي واحد تبحث عنه: قوة التصميم الحراري. عادةً ما يتم إدراج TDP بالواط ويعرض 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 الأعلى لما يمكن توقعه.

يعد Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 هو الأفضل في فئته، وهو عبارة عن شريحة محمولة مصممة للهواتف الذكية المتطورة مع القدرة على لعب الألعاب الأكثر تطلبًا. يحتوي على TDP يبلغ 12.5 واط. وهذا أعلى من 5 واط من وحدات المعالجة المركزية Snapdragon المبكرة، ولكنه يمكن مقارنته بوحدة المعالجة المركزية Intel التي لا تعمل بالطاقة الكافية.

تحتوي بطاقة الرسومات NVIDIA GeForce RTX 4090 على TDP بقدرة 450 وات، وهذا مجرد مكون واحد للكمبيوتر الشخصي. هذا المستوى من استخدام الطاقة غير ممكن لجهاز محمول يحتاج إلى نفاد البطارية، كما أنه ينتج حرارة أكثر مما يستطيع التبريد السلبي التعامل معه. وهذا جزء من سبب احتياج أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة إلى مراوح، بينما لا يحتاجها هاتفك. وهذا أيضًا جزء من السبب وراء عدم قدرة الهواتف، على الرغم من التقدم الذي حققته، على مطابقة القدرة الرسومية لجهاز كمبيوتر مخصص للألعاب.

كيف يمكن لوحدات المعالجة المركزية للهاتف أن تكون قوية وفعالة؟ إذا كنت ترغب في الدخول في الأعشاب التقنية، فاطلع على هذا التقرير من Cadence PCB Designs. تتضمن الأساليب جدولة درجة الحرارة (إبطاء المعالجات الساخنة لصالح المعالجات الباردة)، واختناق حركة المرور (توجيه حركة مرور الشبكة عبر الشريحة بطريقة تتجنب النقاط الساخنة)، وبوابة الساعة (إيقاف منطق المعالج لبضعة ميكروثانية في كل مرة). ولكن هذا مجرد خدش السطح.

تطبيقات الهاتف المحمول تولد حرارة أقل، لتقليل الحاجة إلى التبريد

قد يبدو أن البرامج لا تشغل مساحة مادية، ولكنها تفعل ذلك، في شكل طاقة. تتطلب البرامج المطلوبة متطلبات طاقة أعلى. وكذلك الحال مع التعليمات البرمجية المكتوبة بشكل سيء. إذا كان أحد التطبيقات يصدر اتصالاً بالشبكة بشكل مستمر، ويتطلب باستمرار عمليات الخلفية للاستيقاظ من وضع السكون، فهذا يتسبب في استخدام جهازك لمزيد من الطاقة.

لا أعتقد أنه من المسيء لأي شخص أن يقول أنه ليست كل تطبيقات الهاتف المحمول عبارة عن أجزاء من التعليمات البرمجية مكتوبة ببراعة. ومع ذلك، عندما تقوم بإنشاء تطبيق جوال، فإن التأثير على عمر البطارية هو عامل يجب أن تهتم به. إذا أدى تشغيل أحد التطبيقات إلى الحاجة إلى شحن الهاتف مرات أكثر، فسوف تسمع عن ذلك من المستخدمين. استخدام الطاقة يترجم 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، أي تبادل الحرارة باستخدام فرق التوصيل بين المواد فقط دون أي مساعدة من المكونات الميكانيكية. بعبارات أبسط، يمكن للأشياء أن تهدأ دون أن يحتاج أي شيء إلى التحرك. يعد تشغيل مكيف الهواء لتبريد منزلك بمثابة تبريد نشط. ترك النافذة مفتوحة هو التبريد السلبي. تستخدم الهواتف بشكل عام لوحات معدنية بين المكونات الكهربائية وتصميم أجسامها الخارجية لتبديد الحرارة.

يعمل التبريد السلبي بشكل جيد جدًا للتشغيل اليومي، ولكن على عكس التبريد النشط، لا يمكنه زيادة كمية الحرارة التي يمكنه إزالتها (مرة أخرى، مثل فتح النافذة). ولهذا السبب تصبح بعض الهواتف دافئة بشكل خاص عند أداء مهام مكثفة، مثل الألعاب. تولد وحدة المعالجة المركزية لديك المزيد من الحرارة، ويفتقر الهاتف إلى القدرة على التعويض. يحدث هذا عندما يبدأ الاختناق الحراري، مما يقلل الأداء لتوفير الوقت للمكونات حتى تبرد.

المزيد من البدائل للمعجبين قيد التطوير

تحتوي بعض الهواتف المتخصصة على معجبين. لقد قام Lenovo Legion Phone Duel 2 بالفعل بتعبئة اثنين منهم، ولكن لم يكن من المتوقع أبدًا أن يصبح ذلك سائدًا. يبحث صانعو الهواتف الذكية عن خيارات أخرى لتبريد الهاتف الذكي أثناء الأحمال المكثفة. أحد الخيارات هو تبريد غرفة البخار، والذي يستخدم تبخر وتكثيف السائل لتبريد المكونات الكهربائية. تستخدم سلسلة Samsung Galaxy S23 أنظمة تبريد غرفة البخار، على سبيل المثال. إذا كنت تريد العودة بالزمن إلى الوراء، فإن هاتف Galaxy Note 9 يحتوي على نظام تبريد مائي كربوني.

سامسونج ليست وحدها. إليكم مقطع فيديو من Xiaomi يشرح تقنية Loop LiquidCool.

على الرغم من ذلك، بدلاً من وضع مروحة داخل هاتفك، هناك خيار ربطها بالخلف بدلاً من ذلك. هذا هو النهج الذي اتبعته ASUS مع AeroActive Cooler 6. وهو ملحق لجهاز ROG Phone 6، وهو هاتف يستخدم صفائح من الجرافيت داخليًا بسبب مدى جودة عمل المادة كموصل للحرارة. نعم، هناك أيضًا AeroActive Cooler 7، لذلك لم يكن الأمر لمرة واحدة.

المعجبون نعمة ونقمة في نفس الوقت. إنها تجعل الآلات أكبر حجمًا، وأكثر ضجيجًا، وأكثر هشاشة. كما أنها تمكن الجهاز من أن يكون أكثر قوة. يمكن أن تكون الهواتف الذكية أكثر قوة إذا كان لديها معجبين، لكنها ستفقد أيضًا العديد من الجوانب التي تجعل الهواتف رائعة. وبدلاً من ذلك، شجعت الهواتف على الابتكار في كيفية الحصول على أداء أفضل أثناء الاستغناء عنها.