Os telefones são tão poderosos quanto os PCs, então por que não precisam de ventiladores?

Principais conclusões

• Os fãs não são uma boa opção para smartphones devido à sua fragilidade, à falta de espaço e ao quanto os telefones são empurrados.
• As CPUs móveis consomem menos energia e geram menos calor em comparação com as CPUs tradicionais de desktops e laptops.
• Os aplicativos para smartphones contribuem para menos necessidade de resfriamento, pois foram projetados para não esgotar a vida útil da bateria.

Os telefones celulares ficam mais potentes a cada ano. Um telefone premium é muito mais poderoso que um PC de médio porte e ainda possui processamento gráfico mais forte do que um ultrabook com gráficos integrados Intel. No entanto, apesar de todo esse poder, você já percebeu como seu telefone não tem ventilador? Por que é que?

As peças móveis precisam de mais espaço e podem quebrar

Os fabricantes de telefones passaram anos tornando seus dispositivos o mais finos possível, e esses aparelhos não teriam apenas alguns milímetros de espessura se tivessem que levar em conta os ventiladores. Os ventiladores são volumosos e precisam de espaço para se mover. Eles também quebram muito rapidamente se forem vítimas de abuso.

O que se qualifica como abuso? Bem, praticamente qualquer coisa que você faça com um telefone. Jogando no sofá. Amarrando-o no pulso enquanto você corre. Derrubá-lo da cama e jogá-lo no chão, com ou sem estojo. Todo o resto do seu telefone pode sobreviver bem, mas seu ventilador começará a chocalhar. Ele ainda pode fazer seu trabalho, apenas ruidosamente. Ou pode tornar-se ruim em seu trabalho, fazendo com que todo o resto superaqueça gradualmente e falhe.

Os fãs não gostam de pequenos espaços escuros

Dispositivos que dependem de ventiladores para resfriamento geralmente não gostam de ser mantidos em locais apertados e apertados. Descanse seu laptop em um travesseiro enquanto faz um trabalho intenso e veja como as coisas começam a travar rapidamente.

Agora imagine carregar uma versão menor do seu laptop no bolso. Se não esquentasse o suficiente para atrair imediatamente sua atenção, provavelmente desligaria em algum momento. A duração da bateria certamente será prejudicada. Uma bolsa é melhor, mas provavelmente não muito. Afinal, um laptop se dá bem com uma bolsa mensageiro apenas porque está desligado ou quase desligado.

CPUs móveis usam menos energia e criam menos calor

Ao tentar determinar a eficiência energética de sua CPU, há um termo-chave que você está procurando: Thermal Design Power. O TDP geralmente é listado em watts e mostra a quantidade máxima de calor que a CPU foi projetada para gerar ao funcionar sob carga total. Isso não informa quanta energia seu dispositivo consome a cada hora, mas fornece o limite máximo do que esperar.

O Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 é o topo de sua classe, um chip móvel projetado para smartphones de última geração com capacidade de jogar os jogos mais exigentes. Possui um TDP de 12,5w. Isso é superior aos 5 W das primeiras CPUs Snapdragon, mas é comparável a uma CPU Intel de baixa potência.

Uma placa gráfica NVIDIA GeForce RTX 4090 tem um TDP de 450w, e isso é apenas um componente de um PC. Esse nível de uso de energia não é viável para um dispositivo móvel que precisa funcionar com bateria e também produz mais calor do que o resfriamento passivo pode suportar. Essa é parte da razão pela qual os desktops e laptops precisam de ventiladores, enquanto o seu telefone não. Isso também é parte do motivo pelo qual os telefones, apesar do quão longe já chegaram, ainda não são capazes de igualar a capacidade gráfica de um PC dedicado para jogos.

Como as CPUs dos telefones conseguem ser poderosas e eficientes? Se você quiser se aprofundar na tecnologia, confira este relatório da Cadence PCB Designs. Os métodos incluem agendamento com reconhecimento de temperatura (desacelerando processadores quentes em favor de processadores frios), otimização de tráfego (direcionando o tráfego de rede através do chip de uma forma que evite pontos de acesso) e clock gating (interrompendo a lógica do processador por alguns microssegundos de cada vez). Mas isso é apenas arranhar a superfície.

Aplicativos móveis geram menos calor para reduzir a necessidade de resfriamento

O software pode parecer não ocupar espaço físico, mas ocupa, na forma de energia. Software exigente tem requisitos de energia mais elevados. O mesmo acontece com o código mal escrito. Se um aplicativo executa ping na rede incessantemente, exigindo constantemente que processos em segundo plano sejam ativados, isso fará com que seu dispositivo use mais energia.

Não acho que seja ofensivo dizer que nem todos os aplicativos móveis são pedaços de código escritos de maneira brilhante. No entanto, quando você está criando um aplicativo móvel, o impacto na vida útil da bateria é um fator com o qual você deve se preocupar. Se a execução de um aplicativo fizer com que o telefone precise ser carregado com mais frequência, você ouvirá sobre isso de seus usuários. O uso de energia se traduz em calor. Ao manter os aplicativos energeticamente eficientes, os desenvolvedores reduzem a necessidade de resfriamento ativo.

Smartphones usam resfriamento passivo

Os ventiladores são uma forma de resfriamento ativo. Os smartphones contam com resfriamento passivo, a troca de calor utilizando apenas a diferença de condutividade entre os materiais, sem qualquer ajuda de componentes mecânicos. Em termos mais simples, as coisas podem esfriar sem que nada precise se mover. Ligar o AC para resfriar sua casa é um resfriamento ativo. Deixar uma janela aberta é um resfriamento passivo. Os telefones geralmente usam placas de metal entre os componentes elétricos e o design de seus corpos externos para dissipar o calor.

O resfriamento passivo funciona muito bem para a operação diária, mas, diferentemente do resfriamento ativo, não consegue aumentar a quantidade de calor que é capaz de remover (novamente, como abrir uma janela). É por isso que alguns telefones ficam particularmente quentinhos ao realizar tarefas intensivas, como jogos. Sua CPU está gerando mais calor e o telefone não tem capacidade de compensar. É quando o estrangulamento térmico entra em ação, reduzindo o desempenho para dar tempo aos componentes para esfriarem.

Mais alternativas para os fãs estão em desenvolvimento

Alguns telefones de nicho continham ventiladores. O Lenovo Legion Phone Duel 2 na verdade trazia dois deles, mas nunca se esperava que isso se tornasse popular. Os fabricantes de smartphones estão procurando outras opções para resfriar um smartphone durante cargas intensas. Uma opção é o resfriamento por câmara de vapor, que utiliza evaporação e condensação de um líquido para resfriar componentes elétricos. A série Samsung Galaxy S23 utilizou sistemas de refrigeração com câmara de vapor, por exemplo. Se você quiser voltar no tempo, o Galaxy Note 9 tinha um sistema de refrigeração água-carbono.

A Samsung dificilmente está sozinha. Aqui está um vídeo da Xiaomi explicando sua tecnologia Loop LiquidCool.

Porém, em vez de colocar um ventilador dentro do telefone, existe a opção de prendê-lo na parte traseira. Essa é uma abordagem que a ASUS adotou com o AeroActive Cooler 6. É um acessório para o ROG Phone 6, um telefone que usa folhas de grafite internamente devido ao bom funcionamento do material como condutor de calor. Sim, também existe um AeroActive Cooler 7, então não foi único.

Os fãs são uma bênção e uma maldição. Eles tornam as máquinas mais volumosas, mais barulhentas e mais frágeis. Eles também permitem que um dispositivo seja mais poderoso. Os smartphones poderiam ser mais poderosos se tivessem ventiladores, mas também perderiam muitos dos aspectos que tornam os telefones excelentes. Em vez disso, os telefones incentivaram a inovação em como obter melhor desempenho sem precisar deles.