Como funciona a refrigeração de smartphones gamers

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Não só em celulares, mas em computadores de todos os tipos e tamanhos, o calor é um efeito natural do funcionamento: ele é gerado pela resistência dos componentes à passagem da corrente elétrica. É gerado em maior ou menor intensidade de acordo com o “volume” de energia em circulação nos circuitos eletrônicos do dispositivo: é por isso que seu celular, console ou PC gamer esquenta bastante quando você exige mais dele.

Do ponto de vista da engenharia, combater a produção de calor no smartphone vai além da necessidade de conforto ao segurar o aparelho: calor demais pode danificar componentes e comprometer a bateria, além de reduzir o desempenho.

Quando esquenta demais, um circuito pode deformar e danificar os terminais. É por isso que processadores e outros controladores monitoram a temperatura em tempo real (caso ficasse sem controle, seu processador derreteria em segundos). Assim que o calor ultrapassa um patamar razoável, o processador desacelera para diminuir a circulação de energia, algo que em consequência baixa a temperatura e evita danos físicos irreversíveis no circuito.

Essa oscilação de desempenho em virtude do calor, acelerando e desacelerando o processador de acordo com a temperatura do momento, tem o nome de “thermal throttling”.

Esse equilíbrio entre manter a alta performance pelo intervalo de tempo mais longo possível, mas impedir a geração de calor, explica as formas cada vez mais engenhosas que fabricantes de celulares têm apresentado para combater a alta temperatura interna.

A busca é por saídas que facilitem a troca de calor do aparelho com o ar em temperatura ambiente no seu entorno. Entre as tecnologias em uso no momento, chamam a atenção as câmaras de vácuo, heatpipes e líquidos de arrefecimento, além de até mesmo um cooler destacável criado pela Asus.

Uma prova prática da importância de uma abordagem agressiva para controle de calor como forma de garantir maior performance é o ranking mensal repleto de modelos que investem nessa estratégia a ponto de entregarem mais desempenho que seus concorrentes.

No aparelho da Asus, a solução embarcada é a chamada câmara de vácuo (vacuum chamber em inglês). Basicamente, trata-se de um tipo de cápsula de vácuo, em que um líquido circula no interior. Assim que o processador começa a liberar mais calor, esse líquido aquece e entra no estado gasoso e começa a circular pelo espaço da câmara.

O gás condensa em pontos específicos da câmara e flui novamente para ferver e continuar trocando calor num processo que você deve conhecer bem dos automóveis, já que é basicamente a mesma noção por trás do funcionamento de um radiador: líquidos em geral têm uma capacidade de troca de calor muito maior do que o metal em contato com o ar e são normalmente usados em aplicações que precisam de controle preciso e agressivo de temperatura.

Não satisfeita com a câmara de vácuo, a Asus ainda incluiu um minúsculo cooler no pacote. Operando de forma similar às ventoinhas que você encontra no PC, esse ventilador é um acessório opcional do aparelho e que funciona acelerando o fluxo de ar no entorno do ROG Phone de forma a garantir que a troca de calor seja mais eficiente.

O vice-líder também tem DNA gamer e processador Snapdragon 845. O Black Shark da Xiaomi usa um conceito parecido ao do Asus para refrigeração: o chamado heatpipe (cano de calor em tradução livre).

Um heatpipe é um tubo metálico com um vácuo no interior em que um líquido vai ao estado gasoso e condensa, num processo contínuo que libera calor. Embora pareça a mesma coisa do que uma câmara de vácuo, há algumas diferenças. Heatpipes funcionam direcionando o fluxo do gás aquecido – e consequentemente, do calor – para uma região distante do ponto de aquecimento (em geral, o processador). Nesse espaço mais frio, o gás condensa e flui por outra tubulação em direção ao ponto de saída para ferver novamente e continuar o processo.

Heatpipes são mais baratos do ponto de vista da manufatura e mais maleáveis em termos de design, aparecendo em diversos tipos de dispositivos diferentes.

A Xiaomi afirma que o sistema de refrigeração líquida do Black Shark garante uma redução de 8º Celsius na temperatura média do processador – o que é uma quantidade sensível de temperatura, sobretudo levando-se em consideração o uso intenso em games.

Controle agressivo do calor gerado pelo processador durante o seu funcionamento ajuda a explicar a vantagem de performance de celulares gamers, como Asus ROG Phone e Xiaomi Black Shark, diante de outros aparelhos caros e badalados, como o Note 9 da Samsung.

Como a busca por temperaturas mais controladas não é uma necessidade apenas entre aparelhos gamers. Outros aparelhos gamers, como o Nubia Red Light, também apostam nesse sistema, que também é encontrado no interior de celulares top de linha da Samsung, Motorola, Sony e LG há alguns anos.

O primeiro celular a chamar atenção por conta de um sistema com heatpipes e líquidos de arrefecimento foi o Lumia 950 da Microsoft em 2015.

Se quase todo mundo que usa o Snapdragon 845 tem, no mínimo, heatpipes, por que a performance pode ser tão diferente entre os aparelhos? Alguns fatores extras explicam as disparidades. Quantidade e velocidade de memória RAM disponível, versão e nível de otimização do Android de cada fabricante e qualidade dos drivers dos componentes, que variam bastante de aparelho e aparelho, são fatores relevantes.

Entra em cena também questões relacionadas à própria natureza da fabricação de semicondutores. Nenhum Snapdragon 845 é 100% idêntico ao outro em termos de suas capacidades – um ou outro serão mais rápidos, outros esquentam mais, outros menos e assim por diante. Isso ocorre por conta de imperfeições incontornáveis do próprio processo de fabricação de qualquer microchip.

A Asus, por exemplo, tem um contrato especial com a Qualcomm para ter acesso somente aos melhores chips Snapdragon 845 de cada fornada: no ROG Phone, a marca usa apenas componentes que, em tese, terão performance melhor do que um Snapdragon convencional que vai parar no modelo mais sofisticado de uma outra marca qualquer.

Via Asus, Make Tech Easier e Extreme Tech

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