Les téléphones sont aussi puissants que les PC, alors pourquoi n'ont-ils pas besoin de ventilateurs ?

Les téléphones mobiles deviennent de plus en plus puissants chaque année. Un téléphone haut de gamme est bien plus puissant qu’un PC de milieu de gamme et dispose même d’un traitement graphique plus puissant qu’un ultrabook avec carte graphique intégrée Intel. Pourtant, malgré toute cette puissance, avez-vous déjà remarqué à quel point votre téléphone manque de ventilateur ? Pourquoi donc?

Les pièces mobiles ont besoin de plus d'espace et peuvent se briser

Les fabricants de téléphones ont passé des années à rendre leurs appareils aussi fins que possible, et ces combinés n'auraient pas seulement quelques millimètres d'épaisseur s'ils devaient tenir compte des ventilateurs. Les ventilateurs sont encombrants et ont besoin d’espace pour se déplacer. Ils se cassent également assez rapidement s’ils sont maltraités.

Qu'est-ce qui constitue un abus ? Eh bien, à peu près tout ce que vous faites avec un téléphone. Je le jette sur le canapé. Attachez-le à votre poignet pendant que vous faites du jogging. Le faire sortir du lit et le faire tomber par terre, avec ou sans étui. Tout le reste de votre téléphone peut très bien survivre, mais votre ventilateur commencerait à trembler. Il peut encore faire son travail, mais bruyamment. Ou bien, il peut devenir mauvais dans son travail, entraînant une surchauffe et une défaillance progressive de tout le reste.

Les ventilateurs n'aiment pas les petits espaces sombres

Les appareils qui dépendent de ventilateurs pour le refroidissement n'aiment généralement pas être conservés dans des espaces restreints et exigus. Posez votre ordinateur portable sur un oreiller tout en effectuant un travail intense et voyez à quelle vitesse les choses commencent à s'enliser.

Imaginez maintenant avoir une version plus petite de votre ordinateur portable dans votre poche. S’il ne faisait pas assez chaud pour attirer immédiatement votre attention, il s’éteindrait probablement à un moment donné. La durée de vie de la batterie en prendra sûrement un coup. Un sac à main, c'est mieux, mais probablement pas de beaucoup. Après tout, un ordinateur portable s’entend assez bien avec un sac messager uniquement parce qu’il est éteint ou presque.

Les processeurs mobiles utilisent moins d'énergie et créent moins de chaleur

Lorsque vous essayez de déterminer l'efficacité énergétique de votre processeur, vous recherchez un terme clé : la puissance de conception thermique. Le TDP est généralement indiqué en watts et indique la quantité maximale de chaleur que le processeur est conçu pour générer lorsqu'il fonctionne à pleine charge. Cela ne vous indique pas la quantité d'énergie consommée par votre appareil toutes les heures, mais cela vous donne la limite supérieure de ce à quoi vous attendre.

Le Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 est le haut de sa catégorie, une puce mobile conçue pour les smartphones haut de gamme avec la capacité de jouer aux jeux les plus exigeants. Il a un TDP de 12,5w. C’est plus élevé que les 5 W des premiers processeurs Snapdragon, mais c’est comparable à un processeur Intel sous-alimenté.

Une carte graphique NVIDIA GeForce RTX 4090 a un TDP de 450w, et ce n'est qu'un composant d'un PC. Ce niveau de consommation d’énergie n’est pas réalisable pour un appareil mobile qui doit fonctionner sur batterie, et il produit également plus de chaleur que le refroidissement passif ne peut gérer. C’est en partie la raison pour laquelle les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables ont besoin de ventilateurs, alors que votre téléphone n’en a pas besoin. C'est également en partie la raison pour laquelle les téléphones, malgré le chemin parcouru, ne sont pas encore en mesure d'égaler les capacités graphiques d'un PC de jeu dédié.

Comment les processeurs des téléphones parviennent-ils à être à la fois puissants et efficaces ? Si vous souhaitez vous lancer dans les détails techniques, consultez ce rapport de Cadence PCB Designs. Les méthodes incluent la planification sensible à la température (ralentissement des processeurs chauds au profit des processeurs froids), la limitation du trafic (diriger le trafic réseau via la puce de manière à éviter les points chauds) et le déclenchement de l'horloge (arrêt de la logique du processeur pendant quelques microsecondes à la fois). Mais cela ne fait qu’effleurer la surface.

​Les applications mobiles génèrent moins de chaleur, pour réduire les besoins de refroidissement

Les logiciels peuvent sembler ne pas occuper d'espace physique, mais c'est le cas, sous forme d'énergie. Les logiciels exigeants ont des besoins énergétiques plus élevés. Il en va de même pour un code mal écrit. Si une application envoie une requête ping au réseau sans cesse, exigeant constamment que les processus en arrière-plan sortent du mode veille, votre appareil consomme alors plus d'énergie.

Je ne pense pas que cela offense qui que ce soit de dire que toutes les applications mobiles ne sont pas des morceaux de code brillamment écrits. Pourtant, lorsque vous créez une application mobile, l'impact sur la durée de vie de la batterie est un facteur dont vous êtes encouragé à vous soucier. Si l’exécution d’une application nécessite de recharger un téléphone plus souvent, vos utilisateurs vous en parleront. La consommation d’énergie se traduit par de la chaleur. En gardant les applications économes en énergie, les développeurs réduisent le besoin de refroidissement actif.

​Les smartphones utilisent le refroidissement passif

Les ventilateurs sont une forme de refroidissement actif. Les smartphones s'appuient sur un refroidissement passif, l'échange de chaleur utilisant uniquement la différence de conductivité entre les matériaux, sans aucune aide des composants mécaniques. En termes plus simples, les choses peuvent se calmer sans que rien n’ait besoin de bouger. Faire fonctionner la climatisation pour refroidir votre maison est un refroidissement actif. Laisser une fenêtre ouverte est un refroidissement passif. Les téléphones utilisent généralement des plaques métalliques entre les composants électriques et la conception de leur corps extérieur pour dissiper la chaleur.

Le refroidissement passif fonctionne très bien pour un fonctionnement quotidien, mais contrairement au refroidissement actif, il ne peut pas augmenter la quantité de chaleur qu'il est capable d'évacuer (encore une fois, comme ouvrir une fenêtre). C’est pourquoi certains téléphones deviennent particulièrement chauds lors de tâches intensives, comme les jeux. Votre processeur génère plus de chaleur et le téléphone n’a pas la capacité de compenser. C'est à ce moment-là que l'étranglement thermique entre en jeu, réduisant les performances pour donner aux composants le temps de refroidir.

​D'autres alternatives aux fans sont en cours de développement

Certains téléphones de niche contiennent des fans. Le Lenovo Legion Phone Duel 2 en contenait en fait deux, mais on ne s'attendait jamais à ce que cela se généralise. Les fabricants de smartphones étudient d'autres options pour refroidir un smartphone lors de charges intensives. Une option est le refroidissement par chambre à vapeur, qui utilise l'évaporation et la condensation d'un liquide pour refroidir les composants électriques. La série Samsung Galaxy S23 utilisait par exemple des systèmes de refroidissement à chambre à vapeur. Si vous souhaitez remonter plus loin dans le temps, le Galaxy Note 9 disposait d'un système de refroidissement à l'eau et au charbon.

Samsung n'est pas seul. Voici une vidéo de Xiaomi expliquant sa technologie Loop LiquidCool.

Cependant, au lieu de mettre un ventilateur à l'intérieur de votre téléphone, vous avez la possibilité de l'attacher à l'arrière. C'est une approche adoptée par ASUS avec l'AeroActive Cooler 6. Il s'agit d'un accessoire pour le ROG Phone 6, un téléphone qui utilise des feuilles de graphite en interne en raison de l'efficacité du matériau comme conducteur de chaleur. Oui, il existe également un AeroActive Cooler 7, donc ce n’était pas unique.

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Les fans sont à la fois une bénédiction et une malédiction. Ils rendent les machines plus volumineuses, plus bruyantes et plus fragiles. Ils permettent également à un appareil d’être plus puissant. Les smartphones pourraient être plus puissants s’ils avaient des ventilateurs, mais ils perdraient également de nombreux aspects qui font la grandeur des téléphones. Au lieu de cela, les téléphones ont encouragé l’innovation dans la manière d’obtenir de meilleures performances tout en s’en passant.

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