¿Por qué se genera un exceso de calor en las computadoras portátiles?

El calor proviene de las moléculas que vibran.

La energía eléctrica se debe al movimiento de electrones a través de largas cadenas de moléculas, normalmente alambre de cobre.

Ahora imagina a alguien llamado Bob en la parte de atrás de un bar EMBALADO …

Bob está tomando un trago de tequila que pensó que era aguardiente. En el momento en que golpea el esófago de Bob, entra en pánico previo al vomito. Corre hacia el frente de la barra para salir, empujándose lo mejor que puede. Pero él está rebotando de todos mientras avanza, haciendo que la multitud de personas oscile de un lado a otro.

Bob es como un electrón que intenta atravesar un cable (la multitud). Ahora imagine que hay un montón de Bobs … y que tienen que saltar de persona a persona para sobrevivir. Se produciría mucho movimiento entre la multitud (el alambre de cobre). Ese movimiento es calor.

Ahora imagina que la multitud estaba bailando. Cuanto más caliente es el cable, más loco es el baile. Las personas que hacen el vals se interpondrían en el camino, pero las personas que hacen el loco temblor del botín realmente se interponen en su camino. Crean toneladas de resistencia que Bob tiene que atravesar. Lo mismo con los electrones! Cuanto más calor, más resistencia.

Los superconductores son la respuesta que eliminaría la mayoría de la producción de calor. Un superconductor sería el equivalente de una super multitud … la multitud no se interpondría en el camino de los borrachos que pasaran. De hecho, harían un camino perfecto hacia la puerta para ellos sin moverse un montón. En realidad, estamos más cerca de crear un superconductor que permita el viaje desatendido por los electrones que una multitud que puede dejar pasar a alguien en un bar.

Nota: La reducción del calor en los componentes más nuevos se basa en una mejor refrigeración, procesos de software más eficientes y / o hardware más eficiente. Un buen ejemplo es la última generación de procesadores Intel que tienen regulación de voltaje integrada. Por lo tanto, los procesadores pueden disminuir o apagar por completo los núcleos del procesador que no están en uso, disminuyendo así el calor.

La palabra “Exceso” es una forma interesante de ver el calor en una computadora portátil.

Las computadoras generan calor, es solo parte de lo que hacen (vea la respuesta del usuario de Quora para una excelente introducción de por qué). Al diseñar sistemas informáticos, también diseñamos sistemas de enfriamiento para disipar ese calor. Después de todo, el calor tiene que ir a algún lado, y el lugar que menos queremos es estar sentado con los componentes que generan el calor (no sea que cocinemos esos componentes eléctricos sensibles).

Las computadoras portátiles representan un desafío importante en el diseño de un sistema de enfriamiento. El caso es muy pequeño y limitado, y nuestras opciones se vuelven muy limitadas. En una computadora de escritorio, un simple enfriador de aire es suficiente para la mayoría de las necesidades de enfriamiento:
Ese es su enfriador de aire de CPU ordinario, todos los días, básico. Se coloca una placa de metal en contacto con la CPU generadora de calor, el calor es absorbido por la placa de metal, se desplaza hacia el conjunto de la aleta a través de tubos de calor llenos de vapor, es absorbido por las aletas, luego se irradia al aire … ese aire caliente se lleva al chasis donde más ventiladores expulsan el aire caliente y otros ventiladores aspiran aire fresco.

Eso es refrigeración por aire en una PC de escritorio en pocas palabras.

¿Pero qué hay de las computadoras portátiles? En comparación con una computadora de escritorio, una computadora portátil es un espacio estrecho, confinado y mal ventilado. Con 120 mm x 120 mm x 25 mm, el ventilador de ese refrigerador de la CPU de arriba es tan grueso como algunas computadoras portátiles y eso es si lo colocas plano.

Entonces, ¿cómo combatimos el calor en las computadoras portátiles?

Bueno, hacemos las mismas cosas, pero más pequeñas. Utilizamos tubos de calor mucho más pequeños, ventiladores más pequeños y tomas de aire y puertos de escape más pequeños. Básicamente, no podemos mover tanto calor porque el factor de forma limita lo que podemos hacer. Como no podemos agotar tanto calor, tenemos que descubrir cómo generar menos calor, y eso significa volver a escalar a componentes de menor potencia, como los chips de la serie U de Intel (voltaje ultra bajo) y los chips con menor velocidad.

¿Pero qué hay del exceso? ¿Recuerdas que en la parte superior dije que “exceso” era una palabra interesante? El exceso de calor sería el calor generado más allá del cual el sistema de enfriamiento puede manejar, o que el sistema de enfriamiento no puede evacuar del chasis. Con el tiempo, en un sistema que no puede evacuar el calor del chasis de manera suficientemente efectiva, la temperatura dentro del chasis aumentará. Ese calor finalmente llegará a un punto en el que es lo suficientemente significativo como para viajar por medios muy ineficientes para aumentar la temperatura del chasis de la computadora portátil, que luego irradiará calor hacia afuera, haciendo que su computadora portátil se caliente o caliente al tacto.

El exceso de calor puede ocurrir porque el sistema de enfriamiento es inadecuado para la salida de calor del procesador, o es inadecuado para el período de tiempo que el sistema estará bajo carga. Un sistema de enfriamiento que sea suficiente para un uso ligero con solo breves períodos de carga completa de la CPU puede ser lamentablemente inadecuado cuando un artista gráfico en 3D coloca una computadora bajo carga durante horas. Ese desajuste entre la salida de calor de la CPU, la capacidad del sistema de enfriamiento y la forma en que se utiliza el sistema es lo que lo lleva a una computadora portátil excesivamente caliente.

No significa que una computadora portátil que se calienta sea una computadora portátil mala con una ingeniería deficiente (aunque podría serlo). Significa que la computadora portátil en cuestión tiene un sistema de enfriamiento inadecuado para el propósito para el que se utiliza.

La única razón que hace que las computadoras portátiles generen un exceso de calor es debido al sistema de enfriamiento ineficaz habitual presente en el interior. Para respaldar y vender sus computadoras portátiles, los fabricantes generalmente no se centran más en su estabilidad sino en su apariencia, especificaciones y otras influencias que las personas generalmente consideran al comprar una computadora portátil.