일부 컴퓨터에 팬이 필요한 이유는 무엇입니까?

컴퓨터 팬은 성가실 수 있습니다. 종종 시끄럽고 먼지가 쌓입니다. 대부분의 데스크탑 및 노트북 컴퓨터는 팬에 의존하지만 스마트폰과 태블릿은 팬에 의존하지 않습니다. 왜요? 설명드리겠습니다.

팬은 특히 데스크탑에서 열을 제거하는 데 도움이 됩니다.

도체를 통해 흐르는 모든 전류는 일정량의 열을 생성합니다. 최신 PC에는 전원 공급 장치와 같이 열을 발생시키는 많은 부품이 포함되어 있습니다. 그러나 지금까지 CPU와 GPU는 컴퓨터 시스템에서 가장 많은 열을 발생시킵니다. 지금은 CPU를 예로 들어 보겠습니다.

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최신 x86-64 데스크탑 CPU는 많은 전력(보통 100와트에서 300와트 사이)을 소비하므로 많은 폐열을 생성합니다. 칩이 오작동하지 않도록 CPU 자체에서 제거해야 합니다.

열을 제거하는 가장 쉬운 방법 중 하나는 방열판과 공기를 사용하는 것입니다. 방열판은 CPU에서 열을 전도하고 금속 핀 사이에 틈이 있습니다. 그런 다음 팬이 핀 틈을 통해 공기를 끌어당겨 핀에서 공기로 열을 전달합니다. 그런 다음 두 번째 팬은 일반적으로 컴퓨터 케이스에서 뜨거운 공기를 내보내고 외부에서 더 차가운 공기를 빨아들이는 과정을 반복합니다.

시스템에서 액체 냉각을 사용하더라도 열심히 작동하는 칩에서 액체 냉각제를 펌핑하면 액체 냉각제에서 공기로 열을 전달하는 데 도움이 되는 팬이 여전히 필요합니다.

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왜 스마트폰은 팬을 사용하지 않습니까?

태블릿 및 스마트폰은 데스크톱 및 노트북 CPU만큼 열을 발생시키지 않는 CPU(일반적으로 SOC 형식)를 의도적으로 사용합니다. 모바일 장치에 사용되는 일반적인 ARM CPU는 최대 부하에서 약 2와트를 소비할 수 있습니다. 결과적으로 냉각을 위한 팬이 필요하지 않습니다. 그들이 생산하는 열은 장치 본체를 통해 수동적으로 방출될 수 있을 만큼 충분히 낮습니다.

포켓 사이즈 장치의 CPU와 GPU는 작은 배터리로 작동해야 하기 때문에 데스크톱 장치만큼 전력을 많이 소모할 수 없습니다. 따라서 역사적으로 포켓 크기의 컴퓨터 장치는 데스크톱 장치에 비해 계산 성능이 낮은 칩(전력 소모도 적음)을 사용했습니다.

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더 최근에는 Apple의 M1 시리즈와 같은 SOC 아키텍처가 등장하면서 모바일 CPU가 일부 데스크탑 PC와 일치하기 시작했으며 더 적은 전력을 사용하면서도 냉각 팬이 필요하지 않습니다. (M1 MacBook Air에는 팬이 없지만 M1 MacBook Pro에는 팬이 있으므로 팬이 필요한 추가 열 비용으로 성능 향상을 위해 더 높은 최고 속도를 달성할 수 있습니다. 을 돌보다.)

따라서 질문이 남습니다. 기존 x86-64 데스크톱 및 랩톱 CPU보다 전력을 덜 사용하고 열을 적게 생성하는 모바일 ARM CPU의 새로운 시대는 무엇입니까?

결과적으로 ARM 칩은 레거시 x86 설계에 비해 몇 가지 전력 효율성 이점이 있습니다. 그 중 축소된 명령어 집합을 사용하므로 더 적은 수의 트랜지스터를 사용하는 경우가 많습니다(각 트랜지스터는 추가 전력을 사용함). 또한 칩이 유휴 상태일 때 기본적으로 전력을 소비하지 않는 내장형 절전 모드가 있습니다.

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대조적으로 x86 CPU는 1970년대까지 거슬러 올라가는 이전 버전과의 호환성을 위한 레거시 기능을 통합하는 복잡한 디자인을 가지고 있으므로 처음부터 현대 표준에 의해 가능한 한 효율적으로 설계되지 않았습니다(물론, Intel과 AMD는 최대한 노력합니다.) 또한 ARM 칩과 같은 방식으로 사용하지 않을 때는 잠자기 상태로 설계되지 않았기 때문에 유휴 상태일 때도 항상 전력을 소모합니다.

가장 중요한 것은 데스크탑 PC가 벽 전류에 연결되면 포켓 크기의 장치에 비해 엄청난 양의 전기를 자유롭게 사용할 수 있다는 것입니다. 어떤 종류의 공기 냉각이 필요한 봉투를 밀어 넣는 괴물이 항상있을 수 있습니다.

Windows PC에서 발견되는 이전 버전과의 호환성이라는 유산에는 대가가 따르며 Apple 및 Chromebook 공급업체는 냉각 팬에 거의 의존할 필요가 없는 보다 전력 효율적인 컴퓨터를 추진하고 있습니다. ARM의 Windows가 실행 가능하게 된다면 Windows PC에서도 유사한 성능을 볼 수 있습니다. 앞으로 멋진 시간!

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