¿Qué es el enfriamiento por vapor? La fascinante tecnología que mantiene fresco tu smartphone

El enfriamiento por vapor, sinónimo de "cámara de vapor" y "enfriamiento de cámara de vapor", ha sido una palabra de moda común en la industria de las computadoras portátiles durante casi una década. Y como muchas cosas tomadas de los fabricantes de computadoras portátiles, el término también se ha canalizado hacia el segmento de los teléfonos inteligentes orientados al rendimiento en los últimos años. El enfriamiento por vapor se encuentra entre las tecnologías de teléfonos inteligentes más utilizadas y ayuda a disipar el calor excesivo generado durante las cargas de trabajo estresantes.

Cuando ejecutamos una aplicación o un juego que consume muchos recursos en nuestros teléfonos inteligentes, o grabamos un video de larga duración, el procesador del teléfono debe trabajar mucho para compensar esas cosas. El enfriamiento por vapor es una forma de abordarlo, y rápidamente se está volviendo mucho más prominente en los dispositivos. Pero, ¿cómo funciona exactamente el enfriamiento por vapor, e incluso importa? Eso es lo que quería averiguar.

Cómo funciona el enfriamiento de la cámara de vapor

Como su nombre lo refleja, el enfriamiento con cámara de vapor utiliza una cámara llena de vapor que se usa para enfriar. La cámara de vapor es un tubo plano o un conducto que contiene un líquido. Puede evaporarse y luego condensarse fácilmente sin un condensador mecánico.

El fluido absorbe calor de una fuente y cambia a su estado de vapor. Estos vapores viajan a las partes más frías de la cámara, donde se condensan y desprenden el calor absorbido. Después de cambiar a su forma líquida, la sustancia química vuelve a su posición original y repite el ciclo. Esto se repite hasta que el calor se distribuye uniformemente por toda la cámara de vapor.

En un teléfono inteligente, esta cámara de vapor es un tubo delgado que se aplana hasta aproximadamente un milímetro para garantizar que no aumente el grosor del dispositivo. El proceso es más o menos el mismo en los teléfonos inteligentes que se describe en el párrafo anterior, pero las empresas pueden elegir diferentes materiales para garantizar una mejor radiación de calor lejos del conjunto de chips. El siguiente gráfico de Xiaomi te ayudará a visualizar mejor este proceso.

Además, la gran generación de calor de los conjuntos de chips de los teléfonos inteligentes, de los cuales Snapdragon 8 Gen 1 es un excelente ejemplo, ha obligado a las empresas de teléfonos inteligentes a utilizar soluciones de refrigeración más elaboradas. La cámara de vapor generalmente se apila con hasta seis o siete capas de diferentes materiales, todos los cuales trabajan juntos para disipar el calor del procesador.

Para mejorar aún más la refrigeración, las empresas de teléfonos inteligentes han estado innovando en nuevas direcciones. Por ejemplo, Xiaomi presentó recientemente su concepto "Loop LiquidCool Technology", que utiliza microválvulas dentro de la cámara de enfriamiento para aumentar el área de superficie a través de la cual viajan los vapores calientes. El área de superficie más grande permite que el vapor se condense más rápido y que el líquido se enfríe más.

Ejemplos de teléfonos con grandes promesas de enfriamiento

Las marcas de teléfonos inteligentes, especialmente cuando venden teléfonos dirigidos a jugadores móviles, anuncian cámaras de vapor y sus configuraciones en detalle. El ASUS ROG Phone 6 , lanzado recientemente, utiliza láminas de grafito (el mismo material que se usa para fabricar minas de lápiz) además de una cámara de vapor porque el grafito es un buen conductor del calor. La cámara de vapor es un 30 % más grande en el ROG Phone 6 que en el ROG Phone 5 para satisfacer las demandas del conjunto de chips de mejor rendimiento.

A menudo somos testigos de marcas que comercializan "aparatos de enfriamiento de capa X" (donde X es un número). El OnePlus 10 Pro , por ejemplo, tiene un sistema de enfriamiento de cinco capas; el Realme GT 2 Pro usa uno con nueve capas, una de las cuales está hecha de acero inoxidable.

Ciertas marcas también se jactan en términos del área total del aparato de enfriamiento. Por ejemplo, se afirma que el Realme GT 2 Pro tiene un área de superficie de enfriamiento total de más de 36 000 milímetros cuadrados (mm ² ), aproximadamente tres veces el área de superficie de la parte posterior del teléfono. La advertencia es que empresas como Realme también se toman la libertad de resumir el área de superficie de todas las capas, dándoles un número lo suficientemente significativo como para presumir. Pero al mismo tiempo, Realme también afirma que el área de superficie de la cámara de vapor es de más de 4000 milímetros cuadrados (mm ² ).

Cabe señalar que en el caso de los sistemas de refrigeración multicapa, la disipación de calor se produce en un espacio tridimensional. La cámara de vapor absorbe el calor del conjunto de chips y lo transfiere a las partes más frías. Al mismo tiempo, parte del calor también se irradia a otras capas, y cada capa disipa aún más el calor en toda su superficie.

Pero no se detiene en las configuraciones de múltiples capas. Ciertos teléfonos (como el Nubia RedMagic 7 Pro de ZTE) usan ventiladores en el interior para expulsar el calor de manera aún más eficiente. Del mismo modo, algunos otros teléfonos, como la línea de teléfonos ROG, vienen con ventiladores externos que ayudan a enfriar la superficie trasera del teléfono. También puede comprar estos ventiladores como accesorios separados y usarlos con cualquier teléfono.

Por supuesto, estas afirmaciones no tienen sentido si no se traducen en rendimiento en el mundo real.

Poniendo a prueba la refrigeración por vapor de los teléfonos

Para ver si el enfriamiento de la cámara de vapor realmente hace alguna diferencia, decidí probar las cosas por mí mismo. Para ello, utilicé tres teléfonos: el Samsung Galaxy S22 Ultra , el OnePlus 10 Pro y el Realme GT 2 Pro. Estos teléfonos funcionan con el conjunto de chips Qualcomm Snapdragon 8 Gen 1, uno de los conjuntos de chips móviles de mejor rendimiento disponibles en la actualidad. El mismo conjunto de chips también es famoso por calentar mucho, y notaremos hasta qué punto las configuraciones de enfriamiento respaldadas por cámaras de vapor ayudan a disminuir eso. Estos dispositivos también tienen marcos de metal, lo que permite una mejor disipación del calor fuera del dispositivo.

Para esto, realicé tres pruebas para tensar el procesador, lo que resultó en una gran cantidad de calor generado. Estas pruebas incluyen ejecutar PUBG: New State Mobile , uno de los juegos móviles más exigentes, y dos puntos de referencia que son pesados ​​​​en la CPU y la GPU.

Cabe destacar que estas pruebas se realizan sin ninguna funda protectora, ya que eso puede evitar que el calor se irradie a la atmósfera. El brillo de los teléfonos se configuró en automático con la resolución de pantalla en QHD+ y la frecuencia de actualización en 120 Hz en cada caso. Por último, todas estas pruebas se realizaron a una temperatura ambiente aproximada de 25 grados centígrados (77 grados Fahrenheit).

Los resultados de estas pruebas son los siguientes.

PUBG: nuevo estado móvil

Para esta prueba, jugué una partida de Battle Royale en PUBG: New State Mobile en cada teléfono. Cada juego duró aproximadamente 30 minutos, y anoté las temperaturas de la CPU usando la aplicación CPU Monitor junto con la temperatura en la superficie externa más alta en varios intervalos desde el comienzo de cada partido.

Estas pruebas se realizaron con la configuración de gráficos más alta del juego y los resultados basados ​​en la ejecución de prueba son los siguientes:

• Samsung Galaxy S22 Ultra

• OnePlus 10 Pro

• Realme GT 2 Pro

Las diferencias promedio aproximadas en las temperaturas internas y externas del Galaxy S22 Ultra, OnePlus 10 Pro y Realme GT 2 Pro son 2 grados centígrados, 5 grados centígrados y 2 grados centígrados. El OnePlus 10 Pro tuvo la máxima diferencia de temperatura, lo que sugiere que ofrece el aislamiento más efectivo entre el chipset y la superficie exterior. Mientras tanto, la temperatura interna del Realme GT 2 Pro sigue siendo mucho más baja, lo que sugiere que tiene una mejor disipación de calor dentro del cuerpo.

Curiosamente, el Galaxy S22 Ultra muestra un patrón único en el que la temperatura interna es más baja que la temperatura exterior. Las temperaturas internas también son las más bajas en el caso del Galaxy S22 Ultra, lo que sugiere que es la mejor para disipar de manera efectiva el calor producido durante escenarios intensivos, como jugar.

Las temperaturas internas y externas promedio se representan en la siguiente figura:

Mientras que el Galaxy S22 Ultra asegura la temperatura interna promedio más baja, el Realme GT 2 Pro se adelanta con la temperatura promedio más baja en la superficie exterior.

Punto de referencia GFX

En nuestra segunda prueba, ejecuté GFXBench , un punto de referencia sintético que se utiliza para medir el rendimiento de la CPU y la GPU mediante la simulación de tareas con uso intensivo de gráficos. Grabé las temperaturas internas y externas para cada uno de los tres teléfonos, y los valores son los siguientes:

Los valores de temperatura también se trazan en los gráficos a continuación:

La línea punteada representa las temperaturas internas del conjunto de chips, mientras que la línea plana representa las temperaturas externas de los tres dispositivos. Como se puede ver, el Galaxy S22 Ultra muestra el aumento de temperatura más insignificante mientras ejecuta GFXBench. A pesar de una temperatura interna más alta al principio, el OnePlus 10 Pro logra suprimir el calor producido mejor que el Realme GT 2 Pro, pero no tan bien como el Galaxy S22 Ultra.

Prueba de aceleración de la CPU

Para nuestra tercera y última prueba, ejecutamos la aplicación CPU Throttling Test que repite el mismo proceso durante un tiempo determinado para medir cuánto se calienta un teléfono y, a su vez, suprime el rendimiento. Realizamos la prueba en los tres teléfonos inteligentes y trazamos las temperaturas internas y externas al final de la prueba.

Una vez más, el Galaxy S22 Ultra tiene la temperatura interna más baja, mientras que el OnePlus 10 Pro tiene la temperatura externa más baja a pesar de ser el interior más caliente.

Las cámaras de vapor en los teléfonos no van a ninguna parte

Los mecanismos de enfriamiento, de los cuales la cámara de vapor es la parte más crucial, juegan un papel vital para mantener bajo control la temperatura interna de los teléfonos inteligentes. También asegura que las temperaturas externas de los teléfonos inteligentes no sean demasiado altas, por lo que sostenerlos no se convierte en un desafío. Ambos aspectos tienen la misma importancia. La temperatura interna alta puede reducir el rendimiento y tener efectos nefastos en la batería, mientras que el aumento de la temperatura externa puede hacer que el teléfono sea incómodo de sostener. En algunos casos, si la temperatura interna supera cierto punto, el teléfono se apaga automáticamente para enfriarse, lo que tampoco es deseable.

Nuestras pruebas muestran que los tres teléfonos son muy capaces frente a entornos desafiantes, y cada uno tiene su beneficio. El Galaxy S22 Ultra emerge como el más genial según nuestras pruebas, mientras que el OnePlus 10 Pro se mantiene firme a pesar de funcionar más caliente internamente. La configuración de enfriamiento de nueve capas del Realme GT 2 Pro lo ayuda a ofrecer un gran rendimiento mientras juega. No obstante, podemos apreciar cómo cada uno de estos dispositivos garantiza que se mantengan dentro de límites soportables de temperatura, con el OnePlus 10 Pro aparentemente trabajando más duro para evitar que las temperaturas internas eleven las temperaturas del cuerpo externo.

En el futuro, deberíamos ver más dispositivos que adopten cámaras de vapor. Uno de los más notables es el iPhone 14 Pro , del que se rumorea que cuenta con una gran cámara de enfriamiento de vapor. Mientras tanto, también se ha especulado que Microsoft probará el enfriamiento por vapor integrado en pantallas plegables y sus gafas de realidad aumentada Holo Lens . Naturalmente, a medida que nuestros teléfonos inteligentes se vuelvan más potentes y sean reemplazados por dispositivos más ergonómicos y personales , podemos esperar que la refrigeración por vapor se aplique de manera más amplia. De hecho, un futuro cyberpunk está incompleto sin líquidos fluorescentes que enfríen todas las formas de sistemas electrónicos y eléctricos.