Telefone sind so leistungsstark wie PCs. Warum brauchen sie also keine Lüfter?

Mobiltelefone werden von Jahr zu Jahr leistungsfähiger. Ein Premium-Telefon ist weitaus leistungsstärker als ein Mittelklasse-PC und verfügt sogar über eine stärkere Grafikverarbeitung als ein Ultrabook mit integrierter Intel-Grafik. Doch trotz all dieser Leistung ist Ihnen jemals aufgefallen, dass Ihr Telefon keinen Lüfter hat? Warum das?

Bewegliche Teile brauchen mehr Platz und können kaputt gehen

Telefonhersteller haben Jahre damit verbracht, ihre Geräte so dünn wie möglich zu machen, und diese Mobiltelefone wären nicht nur ein paar Millimeter dick, wenn sie die Lüfter berücksichtigen müssten. Ventilatoren sind sperrig und benötigen Platz zum Bewegen. Sie gehen auch ziemlich schnell kaputt, wenn sie unsachgemäß behandelt werden.

Was gilt als Missbrauch? Nun ja, so ziemlich alles, was man mit einem Telefon macht. Wirf es auf die Couch. Befestigen Sie es beim Joggen am Handgelenk. Es wird aus dem Bett auf den Boden geschleudert, egal, ob es so ist oder nicht. Alles andere in Ihrem Telefon überlebt vielleicht problemlos, aber Ihr Lüfter würde anfangen zu klappern. Es kann immer noch seinen Job machen, nur laut. Oder es kann seine Arbeit verschlechtern, was dazu führt, dass alles andere nach und nach überhitzt und versagt.

Lüfter mögen keine kleinen dunklen Räume

Geräte, deren Kühlung auf Lüfter angewiesen ist, mögen es im Allgemeinen nicht, in engen, beengten Räumen untergebracht zu werden. Legen Sie Ihren Laptop bei intensiver Arbeit auf ein Kissen und beobachten Sie, wie schnell die Dinge ins Stocken geraten.

Stellen Sie sich nun vor, Sie tragen eine kleinere Version Ihres Laptops in Ihrer Tasche. Wenn es nicht heiß genug wäre, um sofort Ihre Aufmerksamkeit zu erregen, würde es wahrscheinlich irgendwann einfach abschalten. Die Akkulaufzeit wird sicherlich beeinträchtigt. Eine Handtasche ist besser, aber wahrscheinlich nicht viel. Schließlich verträgt sich ein Laptop mit einer Umhängetasche nur dann gut, weil sie entweder ausgeschaltet ist oder fast ausgeschaltet ist.

​Mobile CPUs verbrauchen weniger Strom und erzeugen weniger Wärme

Wenn Sie ermitteln möchten, wie energieeffizient Ihre CPU ist, suchen Sie nach einem Schlüsselbegriff: Thermal Design Power. Die TDP wird normalerweise in Watt angegeben und zeigt die maximale Wärmemenge an, die die CPU bei Volllast erzeugen soll. Dies sagt Ihnen nicht, wie viel Energie Ihr Gerät pro Stunde verbraucht, aber es gibt Ihnen die Obergrenze dessen, was Sie erwarten können.

Der Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 ist der Spitzenreiter seiner Klasse, ein mobiler Chip, der für High-End-Smartphones entwickelt wurde und die Fähigkeit bietet, die anspruchsvollsten Spiele zu spielen. Es hat eine TDP von 12,5 W. Das ist mehr als die 5 W früherer Snapdragon-CPUs, aber vergleichbar mit einer leistungsschwachen Intel-CPU.

Eine NVIDIA GeForce RTX 4090-Grafikkarte hat eine TDP von 450 W, und das ist nur eine Komponente eines PCs. Ein so hoher Energieverbrauch ist für ein mobiles Gerät, das mit einem Akku betrieben werden muss, nicht machbar und außerdem erzeugt es mehr Wärme, als die passive Kühlung verkraften kann. Das ist einer der Gründe, warum Desktops und Laptops Lüfter benötigen, Ihr Telefon jedoch nicht. Dies ist auch einer der Gründe dafür, dass Mobiltelefone trotz aller Fortschritte noch nicht mit der Grafikleistung eines dedizierten Gaming-PCs mithalten können.

Wie schaffen es Telefon-CPUs, sowohl leistungsstark als auch effizient zu sein? Wenn Sie sich mit der Technik befassen möchten, schauen Sie sich diesen Bericht von Cadence PCB Designs an. Zu den Methoden gehören temperaturbewusste Planung (Verlangsamung heißer Prozessoren zugunsten kalter), Verkehrsdrosselung (Leitung des Netzwerkverkehrs durch den Chip auf eine Weise, die Hotspots vermeidet) und Clock-Gating (Stoppen der Prozessorlogik jeweils für einige Mikrosekunden). Aber das kratzt nur an der Oberfläche.

​Mobile Apps erzeugen weniger Wärme, um den Kühlbedarf zu reduzieren

Software scheint keinen physischen Raum einzunehmen, tut dies aber in Form von Energie. Anspruchsvolle Software hat einen höheren Energiebedarf. Das gilt auch für schlecht geschriebenen Code. Wenn eine App ununterbrochen das Netzwerk anpingt und Hintergrundprozesse ständig aus dem Ruhezustand aufwecken müssen, führt dies dazu, dass Ihr Gerät mehr Energie verbraucht.

Ich glaube nicht, dass es irgendjemanden beleidigt, zu sagen, dass nicht alle mobilen Apps brillant geschriebene Codestücke sind. Wenn Sie jedoch eine mobile App erstellen, ist die Auswirkung auf die Akkulaufzeit ein Faktor, den Sie berücksichtigen sollten. Wenn das Ausführen einer App dazu führt, dass ein Telefon häufiger aufgeladen werden muss, werden Sie von Ihren Benutzern davon erfahren. Energieverbrauch wird in Wärme umgewandelt. Indem Entwickler ihre Apps energieeffizient halten, reduzieren sie den Bedarf an aktiver Kühlung.

​Smartphones nutzen passive Kühlung

Lüfter sind eine Form der aktiven Kühlung. Smartphones basieren auf passiver Kühlung, dem Wärmeaustausch ausschließlich über die Leitfähigkeitsdifferenz zwischen Materialien ohne jegliche Hilfe durch mechanische Komponenten. Einfacher ausgedrückt: Die Dinge können abkühlen, ohne dass sich etwas bewegen muss. Wenn Sie die Klimaanlage betreiben, um Ihr Zuhause abzukühlen, handelt es sich um aktive Kühlung. Das Offenlassen eines Fensters ist passive Kühlung. Bei Telefonen werden im Allgemeinen Metallplatten zwischen den elektrischen Komponenten und dem Design ihrer Außengehäuse verwendet, um die Wärme abzuleiten.

Passive Kühlung eignet sich sehr gut für den täglichen Betrieb, aber im Gegensatz zur aktiven Kühlung kann die Wärmeabfuhr nicht erhöht werden (wie beim Öffnen eines Fensters). Aus diesem Grund werden manche Telefone bei intensiven Aufgaben wie Spielen besonders warm. Ihre CPU erzeugt mehr Wärme und das Telefon kann dies nicht ausgleichen. Dies ist der Zeitpunkt, an dem die thermische Drosselung einsetzt und die Leistung verringert, um den Komponenten Zeit zum Abkühlen zu verschaffen.

​Weitere Alternativen zu Lüftern sind in der Entwicklung

Einige Nischentelefone verfügen über Lüfter. Das Lenovo Legion Phone Duel 2 hatte tatsächlich zwei davon, aber damit hätte man nie gerechnet, dass es zum Mainstream wird. Smartphone-Hersteller suchen nach anderen Möglichkeiten, ein Smartphone bei intensiver Belastung zu kühlen. Eine Möglichkeit ist die Dampfkammerkühlung, bei der elektrische Komponenten durch Verdampfung und Kondensation einer Flüssigkeit gekühlt werden. Die Samsung Galaxy S23-Serie nutzte beispielsweise Vapor-Chamber-Kühlsysteme. Wenn Sie noch weiter in die Vergangenheit reisen möchten: Das Galaxy Note 9 verfügt über ein Wasser-Kohlenstoff-Kühlsystem.

Samsung ist kaum allein. Hier ist ein Video von Xiaomi, das seine Loop LiquidCool-Technologie erklärt.

Anstatt jedoch einen Lüfter in Ihr Telefon zu stecken, besteht die Möglichkeit, ihn stattdessen an der Rückseite zu befestigen. Das ist ein Ansatz, den ASUS mit dem AeroActive Cooler 6 verfolgt hat. Dabei handelt es sich um ein Zubehör für das ROG Phone 6, ein Telefon, das im Inneren Graphitplatten verwendet, da das Material als Wärmeleiter gut funktioniert. Ja, es gibt auch einen AeroActive Cooler 7, es war also kein Einzelstück.

Fans sind Segen und Fluch zugleich. Sie machen Maschinen sperriger, lauter und anfälliger. Sie ermöglichen auch, dass ein Gerät leistungsfähiger wird. Smartphones könnten leistungsfähiger sein, wenn sie Lüfter hätten, aber sie würden auch viele der Aspekte verlieren, die Telefone großartig machen. Stattdessen haben Mobiltelefone Innovationen gefördert, die eine bessere Leistung bei gleichzeitigem Verzicht ermöglichen.

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