Как создавалась система водяного охлаждения на базе углеродных технологий – Samsung

Современные смартфоны оснащены мощными процессорами, качественной графикой и большим объемом памяти. Сегодня они по функциональности не уступают ноутбукам, которые помещаются в кармане. Смартфон Galaxy Note9 создан для пользователей, которые стремятся повысить свою производительность, – он построен на базе новейших, наиболее высокопроизводительных чипов, имеет 6ГБ оперативной памяти и оснащен батареей емкостью 4000мАг.

При всей его высокой мощности, нужна настоящая инженерная магия, чтобы обеспечить надлежащее 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.

Впервые Samsung применила систему водяного охлаждения в своем смартфоне Galaxy S7. В модели Galaxy Note9 компания повысила мощность и эффективность охлаждения устройства. Как этого удалось этого добиться расскажем в этом материале.

1.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 начинка смартфона нагреваются слишком сильно, то срабатывает защита от перегрева (thermal throttling), и процессор автоматически снижает частоту своей работы, что приводит к потере производительности. Игры с задержками и медленная работа многозадачных приложений – две важные проблемы, решить которые помогает грамотно разработанная система охлаждения.

2. Цель

При создании Galaxy Note9 мы поставили перед собой сразу несколько амбициозных целей. Мы хотели получить смартфон, который бы мог работать от батареи в течение всего дня, можно было бы использовать в качестве обычного ПК при подключении через Samsung DeX, и который позволял бы запускать игры с насыщенной графикой, такие как Fortnite. Это означало, что смартфон должен быть оснащен батареей емкостью 4000мАг и мобильным процессором, работающим с частотой 2,7 ГГц, а это, в свою очередь, выдвигало повышенные требования к системе охлаждения. Новая система охлаждения должна была работать быстрее и эффективнее, чем системы предыдущих поколений.

3.Идеи

В водной системе охлаждения на смартфонах Galaxy S7 применялся радиатор ячеистого 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 водного охлаждения Water Carbon Cooling, которая используется в Galaxy Note9, однако новая система стала более комплексной и эффективной.

4. Решение

Сначала в системе использовалось два материала термоинтерфейса (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 двумя материалами, что позволило передавать еще больше тепла между ними, чтобы потом обеспечить его более эффективное рассеивание. Кроме того, мы разработали более широкий радиатор охлаждения объемом 350мм по сравнению с 95мм радиатором Galaxy S9, что позволило рассеивать тепло через большую площадь поверхности.

5.Результат

Благодаря улучшенной системе охлаждения Water Carbon Cooling, смартфон Galaxy Note9 способен эффективно рассеивать тепло, генерируемое его мощным процессором. За счет более широкого радиатора охлаждения и улучшенной 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. По сравнению с Galaxy Note8, обновленная система охлаждения имеет втрое большую теплоемкость и 3,5 раза более высокую теплопроводность.