Внутри Samsung Galaxy Note20 и Note20 Ultra оказалось кое-что любопытное. За охлаждение отвечает необычный материал
Там графитовая подложка
Разница между Galaxy Note20 и Note20 Ultra весьма велика, причём даже в материалах корпуса. Напомним, младшая модель выполнена из пластика, у неё экран меньшего разрешения, и первые продажи уже показывают, что она не особо интересна покупателям. Более того, появились слухи, что Samsung вообще откажется от линейки Galaxy Note.
Но пока же мы можем убедиться в том, что пластиковый корпус не сделал младшую модель ремонтопригоднее. Специалисты iFixit уже оценили конструкции обеих аппаратов и пришли к выводу, что ремонтопригодность не отличается. К сожалению, это 3 балла из 10, так что радоваться нечему.
Одной из любопытных особенностей обоих аппаратов оказалась система охлаждения. Вместо тепловой трубки или испарительной камеры тут используется подложка из многослойного графита. Причём источник отмечает, что якобы есть данные об использовании в некоторых версиях медной тепловой трубки, так что ситуация до конца неясна.
В итоге пластиковый корпус с точки зрения ремонтопригодности на ситуацию влияет мало. Его несколько сложнее повредить при разборке, но общая ремонтопригодность аппаратов всё равно низка из-за сложности замены аккумулятора и экрана и обилия клея.
Графитовые пленки охлаждают гаджеты, не занимая места
Во многих гаджетах для отвода тепла применяются графитовые пленки, обычно микрометровой толщины. Они обладают высокой теплопроводностью, за счет чего служат для нейтрализации тепла, выделяемого компонентами электронных устройств. Но с их производством есть сложности: это многоступенчатый и сложный процесс, при котором исходный материал (полимер) подвергается воздействию экстремальных температур вплоть до 3200 °C. На выходе получаются пленки толщиной несколько микрометров, а более тонкие произвести этим способом невозможно. Кроме того, метод предполагает высокий расход электроэнергии, что в итоге выливается в дополнительные траты.
Команда специалистов из KAUST (Научно-технологического университета им. короля Абдаллы) в Саудовской Аравии изучала более простые способы создания графитовых охладителей. Так, для синтеза графита из горячего метана они решили в качестве катализатора взять никелевую фольгу и использовать метод химического осаждения из паровой фазы.
Графит используется для теплоотвода в электронике, но обычный метод производства пленок из него — дорогой и трудоемкий. Новый способ позволяет изготовить пленки быстрее и дешевле
В результате на фольге сформировались графитовые пленки, причем всего лишь за 5 минут, и их толщина при этом составляет 100 нм, то есть 0,1 мкм, чего невозможно было достичь обычным способом. Более того, ученые получили NGF, воздействуя на материал температурой порядка 900 °C, а не 3200 °C, как требовалось ранее. А площадь листов никелевой фольги может достигать 55 кв.см.
Эти так называемые графитовые пленки нанометровой толщины (NGF) образуются с обеих сторон фольги, и их можно снять оттуда для переноса на другие поверхности. Поддерживающий слой полимера для этого не требуется, хотя он нужен для переноса микрометровых графитовых пленок.
Границу раздела пленок с фольгой наблюдали при помощи просвечивающей электронной микроскопии. Изображение: KAUST
Важно, что пленки, полученные в результате эксперимента, гораздо тоньше тех коммерчески доступных пленок микрометровой толщины, что используются сейчас. При этом они толще однослойного графена и выступают в качестве золотой середины, предлагая высокую гибкость и прочность, а также низкую стоимость изготовления. Они идеальны для отвода тепла в электронных устройствах, а за счет гибкости могут использоваться и в гибких смартфонах, которые сейчас появляются на рынке.
Рендер графитовой пленки, произведенной в KAUST. Изображение: KAUST
Авторы работы говорят, что созданные ими пленки будут актуальны не только для охлаждения гаджетов, но и в качестве составляющих солнечных батарей и газовых датчиков. А интеграция пленок в готовые конструкции — следующий шаг, к которому планируют приступить ученые, — еще более дешевый и надежный способ для отвода тепла.
Как работает водяное охлаждение в смартфонах
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.
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.
Система графитного охлаждения в телефоне что это
Нагрев — обычная проблема для смартфонов. Нагревание телефона может зависеть от нескольких факторов, и производители обычно рекомендуют его выключить. Но что, если вы не хотите этого делать? Что ж, вот несколько простых способов охладить любой телефон Android, не выключая его.
Телефон Android может нагреваться или перегреваться по разным причинам. Сюда входят тяжелые игры или приложения, сверхактивные фоновые процессы, высокая температура окружающей среды, проблемы, связанные с процессором, и многое другое.
В большинстве случаев небольшой нагрев является нормальным явлением. Однако, если ваш телефон становится теплее, чем обычно, он может начать замедляться, ограничивать некоторые функции и даже отключаться. Ниже приведены несколько простых советов, как охладить телефон за считанные минуты.
1. Прекратите пользоваться телефоном на время
Лучший способ охладить перегретый смартфон — это оставить его на некоторое время в стороне. Если вы используете камеру, закройте ее на пару минут. Кроме того, не используйте телефон во время зарядки, так как он будет выделять больше тепла, что приведет к повышению температуры.
2. Держитесь подальше от жары
Высокая температура окружающей среды — основная причина перегрева телефона. Если вы находитесь на солнце, переместите телефон в тень, так как прямые солнечные лучи очень быстро нагреют его.
Точно так же, если вы находитесь в помещении, уберите телефон подальше от кровати или одеял. И не держите его на приборной панели вашей машины. Если телефон сильно нагреется, он может автоматически выключиться.
3. Уменьшите яркость экрана
Экран — один из самых энергоемких компонентов телефона. Если у вас установлена очень высокая яркость экрана телефона, он будет потреблять больше энергии и нагревать устройство. Уменьшение яркости поможет снизить температуру.
Если ваш телефон позволяет, уменьшите на время разрешение и частоту обновления экрана.
4. Закройте фоновые приложения
Чрезмерная фоновая активность также может привести к нагреву телефона. Итак, удалите все лишние приложения или перезагрузите телефон, чтобы увидеть, остынет ли он. Если нет, перейдите к статистике заряда батареи и проверьте, не показывает ли какое-либо из приложений ненормально высокий уровень использования батареи. Если да, то, скорее всего, виновато это приложение.
Также есть несколько сторонних приложений, которые позволяют закрывать фоновые приложения и охладить телефон. Greenify — одно из таких приложений, которое позволяет принудительно останавливать все нежелательные приложения.
5. Отключите неиспользуемые функции подключения
Отключение таких функций подключения, как Wi-Fi, Bluetooth, геолокация и точка доступа Wi-Fi, может помочь охладить ваш телефон Android. Вы также можете отключить мобильные данные или переключить режим полета, если вы не используете смартфон.
Отключение неиспользуемых функций подключения приведет к меньшему расходу заряда батареи, а также к меньшему нагреву.
6. Отключите режим высокой производительности или игровой режим
Некоторые телефоны Android имеют встроенные высокопроизводительные или игровые режимы. Когда включен такой режим, телефон увеличивает производительность, максимально нагружая процессор и графический процессор. Это также вызывает более высокую температуру и повышенную разрядку аккумулятора.
Итак, если ваш телефон нагревается во время игры, отключите игровой режим. Кроме того, вы можете снизить качество графики и частоту кадров в игре, чтобы уменьшить нагрев. Обычно игровые телефоны имеют специальные системы охлаждения, позволяющие контролировать температуру.
7. Нагрев во время зарядки
Почти все телефоны сильно нагреваются во время зарядки, так как в устройство поступает много энергии, особенно те, которые поддерживают быструю зарядку. Чехол вашего телефона может задерживать излучаемое тепло. Следовательно, его удаление может в некоторой степени уменьшить перегрев.
Кроме того, во время зарядки смартфона держите его на твердой поверхности, а не на кровати или диване. Если телефон нагревается во время зарядки, система автоматически снижает скорость зарядки.
Вы можете держать смартфон под вентилятором или в комнате с кондиционером, чтобы он оставался прохладным во время быстрой зарядки. Также вы можете переключиться на маломощное зарядное устройство, чтобы снизить нагрев устройства.
8. Есть ли у процессора проблемы с нагревом
На рынке имеется множество процессоров для смартфонов, у которых есть проблемы с нагревом. Например, процессоры Snapdragon 615, Snapdragon 801, Snapdragon 810 и т. д. Также некоторые чипсеты MediaTek имеют подобные проблемы. Даже последний Snapdragon 888 имеет тенденцию быстро нагреваться.
Если в вашем телефоне установлен чипсет, который, как известно, нагревается, вы ничего не сможете с этим поделать. Однако производители последних смартфонов выпускают обновления для улучшения управления температурным режимом.
9. Обновляйте свой телефон
Поддерживайте программное обеспечение и приложения вашего телефона в актуальном состоянии. Это гарантирует, что на смартфоне запущено последнее исправление от производителя и что у вас нет приложений с ошибками, которые могут вызывать проблемы в фоновом режиме.
Другие возможные причины перегрева
Влияние перегрева на смартфоны
Нагрев — это нормально, особенно во время тяжелых игр, зарядки или длительного использования. Однако, если телефон постоянно работает в режиме ожидания при температуре выше 50 градусов по Цельсию, это может сильно повлиять на компоненты вашего смартфона.
Обычно телефон компенсирует повышение температуры снижением производительности, уменьшением яркости, снижением скорости зарядки, если он подключен к сети, или даже самостоятельной перезагрузкой. В современных телефонах вы также получаете предупреждение о высокой температуре.
Однако, если ваш телефон не имеет достаточных функций защиты, это может отрицательно сказаться на времени автономной работы. Кроме того, чрезмерное нагревание может повредить внутренние компоненты, конструкцию или даже аккумулятор, что поставит под угрозу вашу личную безопасность.
Как не стоит охлаждать свой телефон Android
Если ваш телефон нагревается, лучше выключить его, оставить под вентилятором или в комнате с кондиционером, а не класть его в воду или холодильник. Даже если он имеет гидроизоляцию, вы все равно подвергаетесь риску повреждения водой.
Кроме того, если положить перегретый телефон в холодильник или приложить к нему лед, температура быстро изменится. Это может вызвать влагу из-за конденсации внутри телефона и может привести к серьезным повреждениям. Поэтому избегайте резких перепадов температуры.
Заключение
Поскольку в наших телефонах нет охлаждающих вентиляторов, единственный способ их охладить — это изменить настройки, отключить неиспользуемые приложения и поддерживать температуру окружающей среды ниже температуры телефона. Я надеюсь, что приведенные выше советы помогут вам быстро охладить телефон Android, не выключая его.
Полный разбор и анализ смартфона SAMSUNG GALAXY NOTE 20 выявил, что в устройстве применяется охлаждение из графита
Эксперты из компании iFixit полностью рассмотрели и разобрали новую линейку флагманов Samsung Galaxy Note 20, а также версию Galaxy Note 20 Ultra.
Две данные модели отличаются от своих предшественников своей иной системой охлаждения. Теперь для охлаждения материнской платы применятся графитовый слой, хотя ранее использовалась медная прослойка. Все показатели данных смартфонов не являются открытием.
Идеи использования графитового слоя
Прослойка из графита стала новым прорывом в системе циркуляции потока холодного воздуха в смартфонах, раньше применяли медные трубки для охлаждения и оптимизации работы смартфонов. Но все же некоторых смартфонах Note 20 Ultra используется старый материал для охлаждения смартфонов, именуемый как медь. Эксперты предполагают, что данная линейка флагманов являются неким тестовым вариантом, метода охлаждения графитом. Однако компания SAMSUNG не перестала использовать медное охлаждение для остальных деталей смартфона. В качестве примера можно привести дисплей, в котором используется медная накладка для охлаждения. Графитовые подложки использует так же американская компания Qualcomm Snapdragon. Были идеи об использовании графита на ПК-процессорах вместо термопасты, но данная идея была подвержена огромной критике.
Показатели на испытаниях
В процессе испытания смартфонов, эксперты заметили, что модель смартфона Note 20 Ultra нагревалась при любых процессах, к примеру, при включении камеры или мобильного приложения. Так же при испытаниях было выявлено то, что при съемке видео на 8К за 5-7 минут устройство нагрелось до 45-47 градусов Цельсия.
Ремонт
Ремонтопригодность так же была оценена не лучшим результатом, на 3/10. Из положительно можно отметить стандартный крепеж и модульные компоненты. Но усложнением для ремонта является применение прочного клея, из-за которого сложно будет заменить батарею или починить дисплей.
Читайте также: Мировые поставки смартфонов упали на 20% во втором квартале 2020 года. Также ранее мы писали о том, что В сеть слили рендеры Google Pixel 5: известен дизайн камеры и сканера отпечатка пальцев.