28.11.2023

Вытеснят ли ультразвуковые AirJet обычные кулеры из ноутбуков?

Компания Frore Systems, разработавшая революционные ультразвуковые кулеры AirJet, продолжает экспериментировать с вариантами их применения. Сейчас производитель изучает использование кулера AirJet, а конкретно его более компактной версии AirJet Mini, в ноутбуках с пассивным охлаждением, то есть там, где изначально не предполагается использование традиционных воздушных систем охлаждения с вентилятором. В качестве кандидата на эту роль выступил 15-дюймовый MacBook Air на базе процессора Apple M2.

Ранее разработками Frore заинтересовалась компания OWC, выпустившая устройства хранения на базе NVMe-накопителей, оснащённых системами охлаждения AirJet, а также компания Zotac, выпустившая компактный неттоп с аналогичным кулером. А в ноутбуках они впервые были замечены на выставке CES 2023.

AirJet представляет собой компактный прямоугольный блок, который устанавливается на процессор, чипсет или любой другой греющийся элемент. Для охлаждения используется воздушный поток. Он нагнетается не вращающимися лопастями вентиляторов, а вибрирующими с ультразвуковой частотой медными мембранами. В основе технологии лежит известный в авиации эффект натекания струи, который применяется в охлаждении реактивных двигателей. Воздух всасывается через прорези в верхней части блока AirJet, направляется на горячие компоненты системы, забирает от них тепло и выпускается через вентиляционные отверстия в корпусе ноутбука. Толщина AirJet составляет всего 2,8 мм. Это почти вдвое меньше типичной толщины вентиляторов для ноутбуков, которая составляет 5 мм.

Три AirJet и кастомный радиатор в составе MacBook Air 15

О ходе нового эксперимента Frore рассказали журналисты The Verge, побывавшие в тестовой лаборатории компании. По мнению инженеров компании, 15-дюймовый MacBook Air на базе процессора Apple M2 стал подходящей средой для оценки эффективности кулера AirJet Mini по одной простой причине: этот ноутбук не оснащается активной системой охлаждения. В то же время он является одним из самых тонких массовых лэптопов на рынке — его толщина составляет всего 11,5 мм.

Внутренняя сторона кастомного радиатора AirJet на фоне материнской платы MacBook Air 15

Специфическая конструкция 15-дюймового MacBook Air не предполагает использования каких-либо модификаций его системы охлаждения. Поэтому для интеграции в его состав даже такой тонкой системы охлаждения, как AirJet Mini, инженерам Frore пришлось сократить толщину задней крышки ноутбука на 0,3 мм с помощью фрезировки. Кроме того, исключительно в рамках эксперимента из ноутбука пришлось демонтировать один динамик и антенну Wi-Fi.

Для установки AirJet в MacBook Air 15 у последнего пришлось немного уменьшить толщину задней крышки

В то же время Frore интегрировала в ноутбук не один, а сразу три кулера AirJet Mini, объединённых одним общим радиатором. По заявлению компании, каждый из AirJet Mini способен обеспечивать отвод 4,25 Вт тепловой энергии. Разработчик кулера также говорит, что AirJet в перспективе позволит создавать ещё более тонкие ноутбуки толщиной 9,5 мм. Но для этого необходимо, чтобы разработка таких ноутбуков изначально велась с учётом использования в их конструкциях подобных кулеров, чего, разумеется, не предполагалось в случае с MacBook Air 15.

AirJet в теории позволяет создавать ноутбуки толщиной всего 9,5 мм

По отдельности каждый кулер AirJet Mini потребляет всего 1 Вт энергии при работе и 0,1 или 0,2 Вт при бездействии. Однако журналисты The Verge отметили, что три объединённых AirJet Mini в составе MacBook Air 15 потребляют чуть больше 5 Вт энергии от порта USB-C самого ноутбука. По словам Frore, при среднестатистическом использовании ноутбука система охлаждения AirJet Mini будет включаться и работать от 10 до 15% времени.

На практике оказалось, что чем дольше работает AirJet, тем очевиднее становятся его преимущества против оригинальной пассивной системы охлаждения MacBook Air 15. Даже во время первых тестов в бенчмарке Cinebench R23 и в игре Shadow of the Tomb Raider производительность ноутбука с этим кулером оказалась чуть выше, чем у MacBook Air без него. В игре с кулером ноутбук показал 29 FPS, а без — 28 FPS. Бенчмарк Xcode с кулером AirJet завершился за 172,7 секунды, а без него — за 178,2 секунды.

Только для эксперимента: кабель USB-C для питания трёх кулеров AirJet расположился на месте динамика MacBook Air 15

Спустя примерно полчаса в игровом тесте Shadow of the Tomb Raider частота кадров стандартного MacBook Air 15 упала до 22 FPS, а модифицированный вариант с AirJet показал частоту 27 кадров в секунду. Через 40 минут игрового теста на Mac без AirJet стали наблюдаться значительные «заикания» изображения. В свою очередь вариант с AirJet продолжал демонстрировать приемлемую производительность.

В Cinebench R23 после нескольких прогонов результат многопоточной производительности MacBook Air 15 с AirJet составил 8775 баллов, а без него — 8380. Согласно предоставленным данным мониторинга, система без кулера не могла поддерживать стабильно высокую частоту центрального процессора. Вместе с частотой снижалось и энергопотребление процессора M2 — просто потому, что это единственный способ охладить CPU в ноутбуке без активной системы охлаждения. По словам Frore, процессор M2 в составе MacBook Air 15 может работать на частоте 3,2 ГГц, но после 30 минут бенчмарка Cinebench R23 он автоматически замедлился до 2,8 ГГц.

Оранжевый: падение частоты и мощности Apple M2 со временем при продолжительных нагрузках.
Синий: стабильная работа Apple M2 с ультразвуковым охлаждением AirJet

Журналисты The Verge также подтвердили, что AirJet работает значительно тише привычного лопастного кулера. При этом его эффективность находится на уровне обычного вентилятора типичной системы охлаждения ноутбука. В то же время это не убеждает в том, что кулеры AirJet могут полностью вытеснить обычные воздушные системы охлаждения из мобильных ноутбуков. Подобные кулеры, скорее, позволяют экономить внутреннее пространство в корпусе устройств, например, для установки более ёмких батарей без увеличения толщины ноутбука.

Источник:  The Verge, 3DNews

Николай Хижняк