蒸気冷却がスマートフォンの過熱を防ぐ方法

「ベイパーチャンバー」および「ベイパーチャンバー冷却」の同義語である蒸気冷却は、ほぼ10年間、ラップトップ業界で一般的な流行語でした。 そして、ラップトップメーカーから借りた多くのものと同様に、この用語は、過去数年間でパフォーマンス指向のスマートフォンのセグメントにも浸透しています。 蒸気冷却は、最も広く使用されているスマートフォンテクノロジーのひとつであり、ストレスの多い作業中に発生する過剰な熱の放散に役立ちます。

スマートフォンでリソースを大量に消費するアプリやゲームを実行する場合、または長時間ビデオを録画する場合、電話のプロセッサはそれらを補うために多くの作業を行う必要があります。 蒸気冷却はそれに対処する1つの方法であり、デバイスで急速に顕著になりつつあります。 しかし、蒸気冷却はどの程度正確に機能し、それも重要ですか？ それが私が知りたかったことです。

ベイパーチャンバーの冷却のしくみ

名前が示すように、ベイパーチャンバーの冷却は、冷却に使用される蒸気で満たされたチャンバーを利用します。 ベイパーチャンバーは、液体を含むフラットパイプまたは導管です。 機械式コンデンサーがなくても、蒸発してから簡単に凝縮することができます。

流体は熱源から熱を吸収し、蒸気状態に変化します。 これらの蒸気はチャンバーのより低温の部分に移動し、そこで凝縮して吸収された熱を放出します。 液体の形に切り替えた後、化学物質は元の位置に戻り、サイクルを繰り返します。 これは、熱がベイパーチャンバー全体に均等に分散されるまで繰り返されます。

スマートフォンでは、このベイパーチャンバーは、デバイスの厚みを増やさないように約1ミリメートルに平らにされた細いパイプです。 プロセスは前の段落で説明したようにスマートフォンでもほぼ同じですが、企業はチップセットからのより良い熱放射を確保するために異なる材料を選択できます。 Xiaomiの次の図は、このプロセスをより適切に視覚化するのに役立ちます。

さらに、スマートフォンのチップセットからの広範な発熱— Snapdragon 8 Gen 1はその代表的な例であり、スマートフォン企業はより精巧な冷却ソリューションを使用することを余儀なくされています。 蒸気チャンバーは通常、6層または7層もの異なる材料で積み重ねられており、これらすべてが連携してプロセッサから熱を放散します。

冷却をさらに改善するために、スマートフォン企業は新しい方向に革新を続けています。 たとえば、Xiaomiは最近、冷却チャンバー内のマイクロバルブを使用して高温蒸気が移動する表面積を増やすというコンセプト「LoopLiquidCoolTechnology」を紹介しました。 より大きな表面積は、蒸気がより速く凝縮し、液体がさらに冷えることを可能にします。

大きな冷却が約束されている電話の例

スマートフォンブランドは、特にモバイルゲーマーを対象とした電話を販売する場合、ベイパーチャンバーとその構成を詳細に宣伝します。 最近発売された ASUS ROG Phone 6は、グラファイトが優れた熱伝導体であるため、ベイパーチャンバーに加えてグラファイトのシート（鉛筆の芯を作るために使用されるのと同じ材料）を使用します。 蒸気チャンバーは、ROGPhone5よりもROGPhone6の方が30％大きく、より高性能なチップセットの要求に応えます。

「X層冷却装置」（Xは数字）を販売しているブランドをよく目にします。 たとえば、OnePlus10Proには5層の冷却システムがあります。 Realme GT 2 Proは、9層の層を使用しており、そのうちの1つはステンレス鋼でできています。

一部のブランドは、冷却装置の総面積の点でも自慢しています。 たとえば、Realme GT2Proは 主張 総冷却表面積が36,000平方ミリメートル（mm）を超える²）—電話の背面の表面積の約3倍。 注意点は、Realmeなどの企業も、すべてのレイヤーの表面積を自由に合計して、自慢できるほど重要な数を提供していることです。 しかし同時に、Realmeは、ベイパーチャンバーの表面積だけでも4,000平方ミリメートル（mm）以上であると主張しています。²）。

多層冷却システムの場合、熱放散は三次元空間で発生することに注意されたい。 ベイパーチャンバーはチップセットから熱を吸収し、それをより低温の部品に伝達します。 同時に、熱の一部は他の層にも放射され、各層はさらにその表面全体に熱を放散します。

しかし、それは多層セットアップにとどまりません。 特定の電話（ZTEのNubia RedMagic 7 Proなど）は、内部のファンを使用して熱をさらに効率的に放出します。 同様に、ROG Phoneのラインナップなど、他の一部の電話には、電話の背面を冷却するのに役立つ外部ファンが付属しています。 これらのファンを個別のアクセサリとして購入して、どの電話でも使用できます。

もちろん、これらの主張は、実際のパフォーマンスに変換されない場合は意味がありません。

電話の蒸気冷却をテストする

ベイパーチャンバーの冷却が実際に違いを生むかどうかを確認するために、私は自分で物事をテストすることにしました。 これを行うために、私は3つの電話を使用しました。 Samsung Galaxy S22 Ultra、OnePlus 10 Pro、およびRealmeGT2Pro。 これらの電話は、現在入手可能な最高のパフォーマンスを発揮するモバイルチップセットの1つであるQualcomm Snapdragon 8Gen1チップセットを搭載しています。 同じチップセットも 暖房で悪名高い 多く、そしてベイパーチャンバーに裏打ちされた冷却設定がそれを減らすのにどの程度役立つかに注目します。 これらのデバイスには金属フレームもあり、デバイスの外部での熱放散が向上します。

このために、プロセッサに負担をかけるために3つのテストを実行した結果、大量の熱が発生しました。 これらのテストには、実行が含まれます PUBG：New State Mobile —最も要求の厳しいモバイルゲームの1つ—そしてCPUとGPUに重い2つのベンチマーク。

特に、これらのテストは、熱が大気中に放射されるのを防ぐことができるため、保護ケースなしで行われます。 電話の明るさは自動に設定され、画面解像度はQHD +に設定され、リフレッシュレートはそれぞれ120Hzに設定されました。 最後に、これらのテストはすべて、摂氏25度（華氏77度）のおおよその周囲温度で行われました。

これらのテストの結果は次のとおりです。

PUBG：New State Mobile

このテストでは、バトルロワイヤルマッチをプレイしました PUBG：New State Mobile 各電話で。 各ゲームは約30分続き、CPUの温度を使用して記録しました。 CPUモニターアプリ 各試合の開始からいくつかの間隔で最も高い外面の温度と一緒に。

これらのテストはゲーム内の最高のグラフィック設定で実行され、試運転に基づく結果は次のとおりです。

Galaxy S22 Ultra、OnePlus 10 Pro、およびRealme GT 2 Proの内部温度と外部温度のおおよその平均差は、摂氏2度、摂氏5度、および摂氏2度です。 OnePlus 10 Proは最大の温度差を持っていました。これは、チップセットと外面の間で最も効果的な絶縁を提供することを示唆しています。 一方、Realme GT 2 Proの内部温度ははるかに低いままであり、体内の熱放散が優れていることを示しています。

興味深いことに、Galaxy S22 Ultraは、内部温度が外部温度よりも低いという独特のパターンを示しています。 Galaxy S22 Ultraの場合、内部温度も最低であり、ゲームのプレイなどの集中的なシナリオで発生する熱を効果的に放散するのに最適であることを示しています。

次の図に、内部と外部の平均温度をプロットします。

Galaxy S22 Ultraは最低の平均内部温度を保証しますが、Realme GT2Proは外面の最低平均温度を先取りします。

GFXベンチマーク

2番目のテストでは、実行しました GFXBench、グラフィックを多用するタスクをシミュレートすることにより、CPUとGPUのパフォーマンスを測定するために使用される合成ベンチマーク。 3台の電話のそれぞれの内部温度と外部温度を記録しました。値は次のとおりです。

温度値も下のグラフにプロットされています。

点線はチップセットの内部温度を表し、平らな線は3つのデバイスの外部温度を表します。 ご覧のとおり、Galaxy S22 Ultraは、GFXBenchの実行中に最も無視できる温度の上昇を示しています。 当初は内部温度が高かったにもかかわらず、OnePlus 10 Proは、Realme GT 2 Proよりも優れた熱を抑制しましたが、GalaxyS22Ultraほど優れていません。

CPUスロットリングテスト

3番目の最後のテストでは、 CPUスロットリングテストアプリ これは、同じプロセスを特定の時間繰り返して、電話がどれだけ熱くなるかを測定し、パフォーマンスを抑制します。 3台のスマートフォンでテストを実行し、テストの最後に内部温度と外部温度をプロットしました。

繰り返しになりますが、Galaxy S22 Ultraの内部温度は最も低く、OnePlus 10 Proは、内部が最も高温であるにもかかわらず、外部温度が最も低くなっています。

電話のベイパーチャンバーはどこにも行きません

冷却メカニズム（ベイパーチャンバーが最も重要な部分）は、スマートフォンの内部温度をチェックする上で重要な役割を果たします。 また、スマートフォンの外部温度が高すぎないようにするため、スマートフォンを保持することは困難ではありません。 これらの側面はどちらも同じように重要です。 内部温度が高いと、パフォーマンスが低下し、 バッテリーへの悲惨な影響、 一方、外部温度が上昇すると、電話を持ちにくくなる可能性があります。 場合によっては、内部温度が特定のポイントを超えると、電話が自動的にシャットダウンして冷却されますが、これも望ましくありません。

私たちのテストでは、3つの電話すべてが困難な環境の前で強力に機能し、それぞれに利点があることが示されています。 Galaxy S22 Ultraは、私たちのテストに基づいて最もクールであることが明らかになりましたが、OnePlus 10 Proは、内部でより高温になっているにもかかわらず、その地位を維持しています。 Realme GT 2 Proの9層冷却セットアップは、ゲーム中に優れたパフォーマンスを提供するのに役立ちます。 それにもかかわらず、OnePlus 10 Proは、内部温度が外部の体温を上昇させないようにするために最も懸命に働いているように見えます。

将来的には、ベイパーチャンバーを採用するデバイスが増えるはずです。 それらの中で最も注目に値するものの1つはiPhone14Proです。 噂 大きな蒸気冷却チャンバーを備えています。 一方、Microsoftもテストするように推測されています 折りたたみ式ディスプレイとそのHoloLensに組み込まれた蒸気冷却 拡張現実メガネ。 当然のことながら、スマートフォンがより強力になり、人間工学的で個人的なガジェットに取って代わられるにつれて、蒸気冷却がより広範囲に適用されることが期待できます。 実際、サイバーパンクの未来は、あらゆる形態の電子機器や電気システムを冷却する蛍光液体なしでは不完全です。

編集者の推奨事項