Опять Amazing? На что способна система охлаждения iPhone 17 Pro и Air

Каждый год такие производители как Apple, Qualcomm и Samsung радуют потенциальных покупателей все более мощными процессорами. Производительность и потенциальные задачи должны выполняться все быстрее и быстрее. Игры не должны «тормозить» и постоянно держать стабильные 60 или более фпс. Однако в результате получаем любимые устройства, которые со временем начинают тормозить. О причинах и способах борьбы поговорим в этой статье на примере новеньких Apple iPhone 17 Pro и iPhone Air.

Перегрев — причина падения производительности

Во время игр или другой тяжелых задач, смартфоны начинают нагреваться. Это совершенно естественно: внутренние компоненты греются и нагревают главный корпус. Но рано или поздно, чипы достигают определенного температурного предела, после которого начинают уменьшать свои тактовые частоты. Это приводит к уменьшению производительности этих чипов. Среди любителей компьютерной техники такое уменьшение называется Троттлинг (Throttling). 

На тротлинг влияет достаточно много моментов. Одних из них это внешняя среда. Например, вы запускаете PUBG сидя на 40 градусной жаре, сброс частот начнется с самой первой минуты (если еще не раньше). Постепенно смартфону будет все труднее и труднее обрабатывать информацию от игры. Рано или поздно игра на устройстве просто перестанет работать (зависнет) и закроется. Операционной системе также не поздоровится поскольку работает в фоне.

Самым главным фактором для противодействия тротлингу — обеспечение охлаждения внутренних компонентов устройств. Возвращаясь к нашему примеру выше, уберем жару. Теперь зон нагрева только две: наши с вами пальцы/ладони (в расчет не берем) и устройство с включенной игрой, которое нагревается изнутри. Именно «sun inside» генерирует тепло. Посмотрим на способы охлаждения от производителей смартфонов.

Встроенные мелкие кулеры, как у Nubia Red Magic 10S Pro рассматривать не будем. Не хватало еще шума от телефона и потери защиты от воды и песка. 

Использование корпуса для отвода тепла

Можно смело считать, что корпус — часть системы охлаждения, поскольку именно ему передавать тепло во внешнюю среду. Выбор материала важен, из-за чего придется обратиться к физике. Посмотрим на таблицу теплопроводности ниже. Несколько лет назад графен начали применять в смартфонах, однако только как отдельный элемент отвода тепла под дисплеем и батареей.

Ни одного графенового корпуса не встречали. Применение алмаза или золота не является уместным из-за слишком высокой дороговизны. Медь можно видеть во многих системах охлаждения в компьютерах, приставках и т.д. В мобильных устройствах она обычно используется в испарительных камерах (о них ниже).

Материал	Теплопроводность, Вт/(м*К)
Графен	4840+
Алмаз	1000+
Медь	390
Золото	320
Алюминий	236
Титан	15
Железо	43+
Стекло	1
Воздух	0,026

Охлаждение благодаря Выпарной Камере

Новые процессоры становятся все производительнее и горячее по сравнению с теми, что выходили более пяти лет назад. Использование только одного алюминиевого корпуса не помогает в решении проблемы. Классический способ охлаждения, применяемый почти во всех компьютерных системах (ПК, ноутбуки, игровые консоли) это тепловые трубки. Однако вряд ли удастся «запихнуть» ее в корпус смартфона без значительного повышения их веса и размеров.

По этой причине в мобильных телефонах применяют так называемые «Испарительные Камеры» (Vapor Chamber), которые также сейчас используются для высокопроизводительных видеокарт. Они состоят из небольшой полости с медными стенками, каналами и небольшим количеством жидкости. Принцип работы камеры:

• Тепло от источника передается в зону испарительной камеры;
• Жидкость внутри постепенно начинает испаряться, расширяться, конденсироваться. Тепло передается в более холодную часть камеры и радиатор;
• Газообразная жидкость возвращается в жидкое состояние по специальным мелким каналам; 
• Процесс полностью повторяется снова, пока жидкость не перестанет взаимодействовать с теплом.

Согласно видео, испарительные камеры бывают менее 1 мм в толщину. 

Довольно трудно оценить такое решение. Однако оно точно работает для компьютерных видеокарт. Разница только в том, что объем испарительных камер у них и смартфонов очень разный. И не стоит бояться протекания жидкости внутри смартфона — одна или две капли вряд ли вытекут из вакуумной среды.

Строение материнских плат — главная причина троттлинга

Мобильные телефоны — довольно маленькие устройства, в которые необходимо вставить много вещей (дисплей, разъем для зарядки, антенны, боковые клавиши). Больше всего места внутри занимают остальные три компонента: камеры, аккумулятор и материнская плата. Камеры меньше не сделать (падает качество), аккумулятор необходим по принципу «чем больше, тем лучше». Получается, необходимо жертвовать размерами «материнки».

Компоновка iPhone X, iPhone Air и iPhone 17 Pro

Трудно сказать, кто первый начал уменьшать ее размеры. Apple iPhone X 2017г. получил новый двухслойный тип платы, который сейчас называют «бутерброд». Ничего плохого не должно было произойти, однако Apple поместила главный чип А11 внутрь. Отдавать процессору тепло просто некуда, кроме текстолита и модема напротив его.

Все эти годы Apple продолжала вставлять все свои А1х внутрь. Даже в последнем iPhone 17 Pro с А19 Pro, который назвали самым мощным чипом в истории, остался внутри «бутерброда». Посмотрим, улучшилась ли ситуация. 

В Android смартфонах также используется материнская плата формата «бутерброд» и процессоры находятся внутри него. Совпадение или заговор?

Тестирование iPhone 17 Pro и iPhone Air

С выходом новой Pro линейки iPhone, Apple вернулась к старым и добавила несколько новых для себя методов борьбы с тротлингом:

• Вернула алюминий вместо титана в качестве основного материала корпуса — больше тепла передается во внешнюю среду;
• Значительно уменьшила стеклянную часть. Убрать ее не получится, поскольку необходимо оставить поддержку беспроводной зарядки MagSafe;
• Добавила металлическую перегородку между дисплеем и внутренними компонентами — добавляет защиты от падений или сгибаний;
• Впервые добавила испарительную камеру, которая расположена на перегородке и покрывает батарею и NAND память.

С первого взгляда видим явную работу над ошибками. Должно быть лучше? Да, но несильно ощутимо. Рассмотрим таблицу с результатами смартфонов в 3DMark Wild Life Extreme Stress Test. Интересно, что у разных изданий/блогеров получим настолько разные значения, что придется вставлять несколько значений одного устройства. Абсолютно все смартфоны имеют плохие результаты при 20 мин тесте.

Смартфон	Stability	Троттлинг (100 — Stability)
iPhone 17 Pro Max (Dave2D)	81,5 %	18,5 %
iPhone 17 Pro Max (Tom’s Guide)	65,2 %	34,8 %
iPhone 16 Pro Max (Tom’s Guide)	54,7 %	45,3 %
iPhone Air (Tom’s Guide)	65,1 %	34,9 %
iPhone 16e (GSMArena)	63,7 %	36,3 %
iPhone 15	71,4 %	28,6 %
Google Pixel 10 Pro XL (GSMArena)	59,2 %	40,8 %
Samsung Galaxy Fold7 (GSMArena)	55,5 %	44,5 %
Samsung S25 Ultra (Tom’s Guide)	49,3 %	50,7 %
Samsung S25 Ultra (GSMArena)	47,9 %	52,1 %
OnePlus 13s (GSMArena)	71,9 %	28,1 %

Возьмем другое видео, где взяли последнюю линейку iPhone и сравнили в тесте обработки трассировки лучей 3DMark Solar Bay Stress Test. Результаты в таблице показывают высокие результаты, но улучшение на «стабильность» в Pro моделях не влияет. Разница между 16 Pro Max и 17 Pro Max в пределах погрешности. iPhone Air имея тонкий корпус охлаждается лишь на 5,8% хуже.

Смартфон	Stability	Тротлинг (100 — Stability)
iPhone 17 Pro Max	67,4 %	32,6 %
iPhone 16 Pro Max	67,2 %	32,8 %
iPhone 17 Pro	61,4 %	38,6 %
iPhone Air	61,6 %	38,4 %
iPhone 17	66,2 %	33,8 %

 

Кому интересно увидеть iPhone Air изнутри.

Что сказать в Заключении? Представьте, что вы установили CPU в материнскую плату компьютера. Купили «башню» с 10 медными трубками или дорогое водяное охлаждение. Какой будет в них смысл, если они не будут прилегать к контактной крышке процессора? Вот и видим очевидную проблему и понятное решение, которое производители не внедряют. Apple — не исключение!