LINUX.ORG.RU

Охлаждение мощного ноутбука как жертва маркетинга, или нет в жизни совершенства

 , ,


1

1

Озаботился я тут выбором нового ноутбука и решил немножко посчитать. Пардонте, будет много букв;-(

Итак, хочется ноут помощнее (на случай работы от блока питания), но что бы его было нормально носить (на случай куда поехать далеко). Фантазируем и ограничения по цене не рассматриваем. Вариантов помощнее с разумным весом сейчас есть, ноут с видеокартой A5000 и бол-мен топовым процом может весить меньше чем 2кг. Специально еще раз подчеркиваю - при максимальной нагрузке батарейка будет улетать меньше чем за час и работать в таком режиме надо будет от внешнего питания, тред не о питании.

Кроме вопросов питания, в ноутбуке есть еще проблема охлаждения. И вот тут все очень грустно. Ноутбук (при весе меньше 2кг) это агрегат который ШТАТНО должен работать в режиме на коленках пользователя/животе пользователя/на покрывале (диване) - вентиляция снизу оказывается перекрытой. Вариант работы на столе прекрасен, но для носимого ноутбука в дороге он скорее экзотичен. При работе от внешнего источника питания на максимальной нагрузке ноутбук не должен орать как бешеный слон и не должен поджаривать пользователю коленки.

Я не инженер, я физик, давайте немножко посчитаем. Сначала оценим возможности пассивного охлаждения. Будем полагать, что тепло может уходить только от верхней части ноута (снизу покрывало), температура окружающей среды 290-300K (17-27C), температура верхней части 310-320К (37-47С), то есть разница 20 градусов. При нагреве верха больше 47С наверное работать будет уже совсем некомфортно. Будем считать, что площадь теплоотводящей поверхности 5дм.кв.

За счет излучения можно отвести (закон Закон Стефана — Больцмана, при условии что корпус черный)

W1 = 5.76e-8*(310**4-290**4)*5e-2 = 6.2Вт.

Конвекцию считать сложнее, я нашел вот такое. Думаю что излучение в этой оценке не учитывается. Для заданных параметров получается

W2 = 20/(50/sqrt(500)) = 9Вт.

Итого, за счет пассивного охлаждения можно сбросить 15Вт, причем треть (!!!) сбрасывается за счет излучения. Это плохая новость для владельцев понтовых ноутов со светлыми корпусами и пассивным охлаждением - коэффициент черноты даже для сильно окисленного алюминия 0.31, то есть 4Вт теплоотвода из 15ти у вас слямзили маркетологи и дизайнеры.

Теперь давайте посмотрим что может дать воздушное охлаждение. Тут все просто. Теплоемкость воздуха ~1Дж/(дм.куб * град). То есть при сечении воздуховода в корпусе 10см.кв. и скорости потока 1м/c можно снимать 1Вт на каждый градус перегрева. При перегреве 50градусов (внутри корпуса это нормально) можно спокойно снять 50Вт. И вот тут наступает самая печаль.

Уменьшение сечения воздуховода вдвое требует увеличения скорости потока вдвое. Увеличение скорости потока вдвое требует увеличения разности давлений вчетверо (v^2, бабушка, никуда не деться), а мощность вентиляторов при этом должна вырасти в восемь раз (потому что мощность это P*v). Казалось бы, увеличили сечение воздуховода вдвое, мощность системы охлаждения упала на порядок и ее на максималках вообще не слышно, но тут приходят маркетологи и говорят - юзеры хочут тонких ноутбуков! И начинается форменный треш.

Как человек носивший ноут в самые странные места, включая горные походы с ночевками в ледниковой зоне (вот такой я извращенец), могу ответственно заявить - толщина ноута это последнее что влияет на удобство его переноски. На удобство переноски влияют (в порядке убывания), вес, диагональ и надежность корпуса. +/- 5мм роли не играют вообще никакой. Казалось бы, увеличиваем толщину на 5мм что бы увеличить сечение воздуховодов (как раз вдвое), делаем глухое дно с теплоизоляцией, забор воздуха с дальнего торца выброс по бокам (или наоборот) - профит! Имеем ноут который тих и прохладен даже при самой большой нагрузке. Сверху воздух тоже лучше не брать, крышка может быть закрыта а ноут молотит на полную катушку.

Но фига, маркетологи говорят - лишние 5мм снизят привлекательность продукта. Потому имеем илитные ноуты с топовой начинкой у которых дно как дуршлаг и прилично греется, а система охлаждения если не орет как бешеный слон то таки шумит прилично… ну не редиски?!

Кто в теме - покритикуйте оценки расчетов теплоотвода. Остальные могут разделить мою печаль;-(

Cast @hateyoufeel как счастливого обладателя такого девайса.

ЗЫ неожиданно глянул обзор https://www.ixbt.com/mobilepc/apple-macbook-pro-16-2021-m1-max-review.html - там как раз ноут чуть толще с дырками по бокам. Но по тестам на максималках орет как бешеный слон.

★★★★★

Последнее исправление: AntonI (всего исправлений: 2)

коэффициент черноты даже для сильно окисленного алюминия 0.31
покритикуйте оценки

Есть и более чёрные материалы ©:
Сталь окисленная 0.9
Черная краска эпоксидная 0.89
Поверхность углерода (графита) 0.98

Кроме этого грубозернистая (в идеале игольчатая) структура поверхности приближает черноту к 1.
Наглядный физический эксперимент: ежели кучку «белых и блестящих» безопасных бритв сложить в стопку, то с ихнего острого торца можно увидеть модель АЧТ.

P.S. А ещё можно сотворить капельницу с жидким азотом :)

quickquest ★★★★★
()

На LTT недавно был обзор ноутбука с внешним водяным блоком. Тебе может зайти.

Алсо твои расчёты немного лажают, потому что греется у тебя не весь корпус. Посчитай лучше отдельно для внутренних компонентов.

hateyoufeel ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от quickquest

P.S. А ещё можно сотворить капельницу с жидким азотом :)

Если ты хочешь, чтобы твой ляптоп сдох от конденсата, то ок. Охлаждение азотом – это отдельный вид задротства, при котором всё что может окислиться закатывают в пластилин.

hateyoufeel ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от quickquest

Я говорю про модные блестящие корпуса.

Так то еще дцать лет назад ходили технологии выращивания нановискаров на поверхности радиатора.

AntonI ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от Morin

Наоборот. Во многих ноутбуках между корпусом и греющимися штуками вставлена теплоизоляция. Чтобы юзер коленки себе не пожёг.

hateyoufeel ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от hateyoufeel

в слимах-то? пиши еще))) максимум это действительно возьмут термотрубку и размотают ее по дну через прокладку

Morin ★★★★
()
Ответ на: комментарий от Morin

пиши еще)))

Ты видимо не понял, тут не с чем спорить, это факт.

Погугли MacBook heatsink mod, например.

Более того, по стандарту (IEC/EN 62368) температура поверхности не должна превышать, ЕМНИП, 48 градусов.

tyakos ★★★
()
Последнее исправление: tyakos (всего исправлений: 4)
Ответ на: комментарий от hateyoufeel

Насколько я знаю, именно так и делают. Все равно на проц. вешается радиатор, хороший радиатор как раз с трубками. Дальше нюансы.

Здесь как и в космосе, нет проблем с передачей тепла внутри корпуса - есть проблемы со сбросом тепла в пространство.

AntonI ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от tyakos

Погуглил, увидел знакомую компоновку дорогих моделек, с трубкой и парой вертушек на брюхе.

перевожу, трубка на брюхе, в более толстых модельках трубку прятали под клаву. в новомодных слимах отвод от камней порой делают вообще через пп, да потом в трубку и в случае, игрушка за много зелени, к вертушке

Morin ★★★★
()
Ответ на: комментарий от AntonI

Насколько я знаю, именно так и делают. Все равно на проц. вешается радиатор, хороший радиатор как раз с трубками. Дальше нюансы.

Да, но на корпус тепло всё равно не выводят же ну. Если юзер коленки пожжёт, можно жирный иск в суд получить. Плюс, батарейки довольно чувствительны к нагреву. Не замечал, что в ноутбуках батарея обычно с противоположной стороны от греющихся элементов расположена?

Здесь как и в космосе, нет проблем с передачей тепла внутри корпуса - есть проблемы со сбросом тепла в пространство.

В отличие от космоса, тут можно поставить пропеллер или даже два и гонять воздух снаружи.

hateyoufeel ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от hateyoufeel

Да, но на корпус тепло всё равно не выводят же ну.

Я сейчас про ноуты с пассивным охлаждение - а куда его еще выводить то? Можно выводить на верхнюю часть, пущай жжет не коленки а руки;-) Но думаю что там просто изначально солит железо с низким тепловым пакетом + аварийная защита от перегрева.

AntonI ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AntonI

Я сейчас про ноуты с пассивным охлаждение - а куда его еще выводить то?

Ах.. протупил. Тогда да. С другой стороны, там вполне может быть конвекция через щели в корпусе.

Посмотри разбор последнего MacBook Air. Там как раз полностью пассивное охлаждение.

hateyoufeel ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от hateyoufeel

Да, про естественную конвекцию я как то не подумал. Это конечно дает кучу дополнительных возможностей - в идеале бы надо как то сделать воздушные каналы по краям монитора а-ля печные трубы;-)

AntonI ★★★★★
() автор топика

Ну так это … нужно определиться с тем, что именно мы обсуждаем.

Если вопрос что маркетологи выдают не то, что нужно пролетарию (каждый раз новый и няшный, но хлипкий; тогда как нужен мощный, недорогой и навека) - так это правда жизни и никуда не деться от этого.

Если то, какой ноут взять в поход, то наверное выбирать либо тот, который не жалко, либо тот, который меньше весит (я бы вообще дома оставил; легкой зеркалки хватает).

Если ноут для работы - то судить нужно по работе. Но когда я 2 года назад перешел на мощный десктоп, то почуствовал разницу (на ноуте, который беру с собой живут повер-поинт и ворд).

По-моему комбинация мощный, легкий, и для работе на диване - она вообще не реализуема.

Что касается теплоотвода, то могу такие комментарии выкатить: а) на корпус при разумных усилиях никакого тепла не отвести, тогда теплотрубы нужно было бы крепить либо через терморезину, либо через термопасту и плотненько так завинчивать; б) в случае Стефана-Больцмана нужно исключать из рассмотрения экран и учитывать его отдельно. У него нет и близко черного тела, а часть энергии он беред порядочную.

А так мне лично нравятся легкие, компактные и блестящие :)

sshestov ★★
()

Казалось бы, увеличиваем толщину на 5мм что бы увеличить сечение воздуховодов (как раз вдвое), делаем глухое дно с теплоизоляцией, забор воздуха с дальнего торца выброс по бокам (или наоборот) - профит! Имеем ноут который тих и прохладен даже при самой большой нагрузке. Сверху воздух тоже лучше не брать, крышка может быть закрыта а ноут молотит на полную катушку.

Вот поэтому я и выбрал Леново Легион 5 pro. Правда на брюхе у него тоже есть вентиляция, через которую он пыль засасывает.

WerNA ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от Anoxemian

Ты про завал кромки крышки вниз при открытии приподнимающий ноут? Это отчасти решает проблему, но только отчасти

AntonI ★★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от AntonI

я использую допохлажление нижней крышки, но и без него это офигенный теплоотвод, чего лишены остальные. казалось бы просто же делается.

Anoxemian ★★★★★
()
Вы не можете добавлять комментарии в эту тему. Тема перемещена в архив.