تلفن‌های تاشو می‌توانند داغ باشند – از یک جهت

شاید جذاب ترین چیز در مورد آیفون Duo جدید اپل – و سایر موارد مشابه آن – تا شدن آن نباشد. ممکن است نوآوری مورد نیاز برای خنک نگه داشتن آن باشد. از آنجایی که در زمانی که تقاضاهای عملکرد از هوش مصنوعی لبه‌ای همچنان در حال افزایش است، ما اکنون املاک موجود گوشی‌های هوشمند را تصاحب کرده‌ایم و - اگرچه دقیقا آن را به نصف کاهش نداده‌ایم - آن را بیش از همیشه محدود کرده‌ایم. و این بر گرما تأثیر می گذارد. که بر عملکرد تاثیر می گذارد.

چیزی که Duo را جالب می کند، صرفا مهندسی مورد نیاز برای ایجاد یک تلفن تاشو نیست. این است که اپل در حال حاضر با همان چالشی روبرو است که هر سازنده دستگاه لبه ای با آن مواجه است: توانایی هوش مصنوعی سریعتر از توانایی ما برای مدیریت گرمای تولید شده در حال افزایش است.

به همین دلیل است که من معتقدم که ما وارد مرحله جدیدی از نوآوری دستگاه می شویم، با طراحی حرارتی که به طور فزاینده ای آنچه را که ممکن است شکل می دهد. در عصر هوش مصنوعی لبه‌ای، مدیریت گرما کمک می‌کند تا مشخص شود دستگاه چه کاری می‌تواند انجام دهد، چقدر می‌تواند عملکرد را حفظ کند و چقدر کوچک یا نازک می‌تواند باشد.

iPhone Duo تازه‌ترین یادآوری است که تولیدکنندگان گوشی‌های هوشمند با یک مشکل مهندسی سرسخت مواجه شده‌اند: چگونه پردازنده‌های موبایل را خنک نگه داریم وقتی تقریبا جایی برای نصب سیستم خنک‌کننده وجود ندارد.

به نوبه خود، با Duo، اپل A20 Pro و سایر وسایل الکترونیکی مولد گرما را در یک طراحی فوق‌العاده نازک و تاشو قرار داده است. همچنین یک محفظه بخار سفارشی برای کمک به دفع گرما و حفظ عملکرد در فاکتور شکل جدید ایجاد کرده است.

مورد دوم فراتر از یک پاورقی مهندسی است. این نگاهی اجمالی به چالشی است که صنعت پیشرفته هوش مصنوعی شروع به مواجهه با آن کرده است. طراحی حرارتی و طراحی صنعتی از هم جدا نیستند. و راه حل های جدیدی برای چالش های حرارتی باید در نظر گرفته شود.

تاشوها چالش را آشکار می کنند

تلفن های تاشو درک چالش مدیریت حرارتی را آسان می کنند. طراحی معمولی گوشی های هوشمند به مهندسان محفظه نسبتا قابل پیش بینی می دهد که در آن پردازنده، باتری، دوربین ها و سیستم مدیریت حرارتی را مرتب کنند. یک تاشو باید دارای یک لولا و دو بخش نمایشگر باشد و در عین حال به اندازه کافی نازک باشد تا راحت تا شود و در جیب قرار گیرد.

در عین حال، پردازنده و سایر لوازم الکترونیکی هنوز هم گرما تولید می کنند - حتی وقتی در نظر بگیریم که مردم چگونه شروع به استفاده از دستگاه های تلفن همراه کرده اند. این بدان معناست که طرح‌های تاشو لزوما اجزای مولد گرما را در بخش‌های کوچک‌تر و نازک‌تر دستگاه متمرکز می‌کنند، دقیقا در جایی که فضای سخت‌افزار حرارتی از قبل محدود شده است.

به طور کلی، محفظه های بخار یکی از موثرترین راه ها برای مدیریت گرما در یک دستگاه الکترونیکی فشرده باقی می ماند. آنها با دور کردن گرما از یک منبع متمرکز، مانند یک پردازنده موبایل، و پخش آن در یک منطقه بزرگتر کار می کنند. اما محفظه های بخار در نهایت به جای حذف گرما، گرما را پخش می کنند.

مطمئنا با قدرتمندتر شدن پردازنده‌ها، تولیدکنندگان می‌توانند اندازه و کارایی محفظه بخار را افزایش دهند. اما در نهایت خود آن جزء حرارتی به یک محدودیت طراحی تبدیل می شود، به خصوص در گوشی های تاشو.

هوش مصنوعی عاملی چالش را فوری می کند

در وسایل تاشو، نوآوری در مورد مدیریت حرارتی خود یک هدف طراحی تحسین برانگیز است – اگر تاشو تنها چیزی بود که مهندسان پیشرفت تکنولوژی باید با آن مقابله کنند. اما آنها دقیقا در لحظه ای که از تلفن های هوشمند خواسته می شود کارهای بیشتری انجام دهند، روی طراحی فیزیکی فشار می آورند. یعنی پردازش بارهای کاری هوش مصنوعی عاملی.

همانطور که هوش مصنوعی عاملی از ابر به دستگاه‌های لبه‌ای حرکت می‌کند - گوشی‌های هوشمند با قابلیت هوش مصنوعی، پوشیدنی‌ها، عینک‌ها و موارد دیگر- مدیریت حرارتی به مهم‌ترین چالش صنعت تبدیل می‌شود. یک گوشی هوشمند تاشو جدید با سیستم مدیریت حرارتی تخصصی خود را تصور کنید که برای تطبیق یک فاکتور جدید خلاقانه طراحی شده است. حالا تصور کنید که از آن تاشو بخواهید تا حجم وسیعی از داده را متفاوت از قبل پردازش کند.

برخلاف برنامه‌های موبایل سنتی که وظایف مجزا را انجام می‌دهند، عوامل هوش مصنوعی به طور مداوم کار می‌کنند. آنها محیط خود را حس می کنند، زمینه را حفظ می کنند، جریان های داده را تجزیه و تحلیل می کنند و در زمان واقعی عمل می کنند.

به نظر من، صنعت هنوز میزان اهمیت این انتقال را دست کم می گیرد. از لحاظ تاریخی، مشخصات حرارتی یک تلفن هوشمند با دوره‌های کوتاه فعالیت تعریف می‌شد: راه‌اندازی یک برنامه، پخش ویدیو، گرفتن عکس. هوش مصنوعی عامل در لبه آن مدل را به طور کامل تغییر می دهد. دستگاه ها به سمت هوش پایدار، حس کردن، پردازش، استدلال و پاسخ دهی مداوم حرکت می کنند. با این بارهای کاری پایدار، توانایی دستگاه برای مدیریت گرما به یک محدودیت تعیین کننده در عملکرد آن تبدیل می شود.

فناوری‌های حرارتی غیرفعال همچنان ضروری هستند. محفظه های بخار، گرافیت، پخش کننده های حرارتی و مواد پیشرفته همچنان نقش مهمی در دستگاه های آینده خواهند داشت. چالش این است که Edge AI بارهای حرارتی را معرفی می کند که به طور فزاینده ای بیشتر از انتشار گرما به تنهایی سود می برند. همانطور که دستگاه‌ها نازک‌تر می‌شوند و بار کاری پایدارتر می‌شوند، طراحان به روش‌های دیگری نیاز خواهند داشت تا نه تنها گرما را از اجزای حساس دور کنند، بلکه گرما را به طور کامل از سیستم خارج کنند.

خنک کننده میکرو مکمل اتاق بخار است

بنابراین ما اینجا هستیم، با گوشی‌های هوشمند تاشو که قادر به پردازش هوش مصنوعی عاملی هستند. این یک طوفان کامل از چالش های طراحی حرارتی است. مهندسان می‌توانند به بزرگ‌نمایی یا سفارشی کردن سیستم‌های حرارتی که در فاکتورهای شکل جدید و متفاوت ادغام می‌کنند ادامه دهند. یا می توانند راه های دیگری برای استخراج عملکرد حرارتی بیشتر از فضای موجود پیدا کنند.

رویکرد دوم جایی است که فناوری خنک کننده فعال و میکرو به یک راه حل قابل دوام و مهم تبدیل می شود.

بر خلاف فن های چرخشی مینیاتوری که امروزه وجود دارند و دارایی های گرانبها را به خود اختصاص می دهند، محرک های پیزوالکتریک مبتنی بر MEMS که از سیلیکون ساخته شده اند، جریان هوا را در بسته های بسیار فشرده ایجاد می کنند. اساسا، این یک فن روی یک تراشه است که قادر به خنک‌سازی فعال دقیق است که در جاهایی که راه‌حل‌های معمولی نمی‌توانند جا می‌شوند.

با خنک کننده میکرو (µCooling)، گرما نه تنها پخش می شود، بلکه قبل از فرورفتن در کیس، به طور کامل از دستگاه خارج می شود و باعث تأخیر یا از بین رفتن گلوگاه حرارتی می شود. این رویکرد ترکیبی برای خنک‌سازی در فضاهای بسیار محدود، عملکرد حرارتی بهتری را در دستگاه‌های هوشمند امروزی مجهز به هوش مصنوعی ارائه می‌دهد.

همچنین انعطاف‌پذیری طراحی بیشتری را ایجاد می‌کند - زیرا خود دستگاه‌ها از نظر فیزیکی انعطاف‌پذیرتر می‌شوند. اگر μCooling فعال بتواند عملکرد حرارتی اضافی را ارائه دهد، ممکن است تولیدکنندگان نیازی به حداکثر کردن ابعاد فیزیکی اتاق‌های بخار نداشته باشند. یک سیستم حرارتی غیرفعال با اندازه مناسب‌تر می‌تواند با μCooling فعال موضعی جفت شود و در نتیجه حجم داخلی را برای سایر اجزا آزاد کند و به طراحان انعطاف‌پذیری بیشتری در نحوه مونتاژ دستگاه بدهد.

به زبان ساده، با µCooling، سخت‌افزار حرارتی نیازی به مصرف مقدار زیادی از پوشش طراحی دستگاه ندارد.

μCooling به عنوان بخشی از معماری محاسباتی

پیامدها فراتر از گوشی های هوشمند تاشو است. عینک‌های هوش مصنوعی، هدفون‌ها، ساعت‌ها، ربات‌ها و سایر دستگاه‌های لبه‌ای با مشکل اساسی مواجه هستند، که اغلب با محدودیت‌های شدیدتر در اندازه، وزن و قدرت روبرو هستند.

این صنعت می‌خواهد هوش بیشتری را در دستگاه‌های تلفن همراه قرار دهد و در عین حال آنها را کوچک‌تر و راحت‌تر کند. این یک تضاد فیزیکی ایجاد می کند. محاسبات بیشتر گرمای بیشتری تولید می کند. دستگاه های کوچکتر فضای کمتری برای مدیریت آن فراهم می کنند.

μCooling راهی برای تغییر معادله ارائه می دهد. نه با حذف محفظه‌های بخار و سایر راه‌حل‌های غیرفعال، بلکه با تکمیل آن‌ها با خنک‌کننده فعال موضعی که فضای حرارتی بیشتری را فراهم می‌کند و در عین حال به طراحان محصول آزادی بیشتری می‌دهد.

از آنجایی که هوش مصنوعی به طور مداوم در پس‌زمینه اجرا می‌شود، دستگاه‌های لبه زمان بیشتری را صرف محاسبات و زمان کمتری را در حالت بیکار صرف می‌کنند. عملکرد پایدار به اندازه رسیدن به اوج قابلیت اهمیت دارد. تلفن‌های تاشو این چالش را جدی می‌کنند، اما این چالش در سراسر بازار هوش مصنوعی بیشتر گسترش می‌یابد، زیرا هوش بیشتر و پردازش محلی نیازهای بیشتری را برای سخت‌افزار فشرده ایجاد می‌کند.

این هوشمندی هزینه حرارتی دارد. در دهه آینده، پیشرفت به همان اندازه به آنچه که دستگاه‌های فیزیکی می‌توانند حفظ کنند بستگی دارد و به آنچه مدل‌های هوش مصنوعی می‌توانند انجام دهند. به همین دلیل است که من معتقدم مدیریت حرارتی در حال تبدیل شدن به یک فناوری اساسی در عصر هوش مصنوعی است. شرکت هایی که این چالش را حل می کنند به تعریف نسل بعدی دستگاه های هوشمند کمک خواهند کرد.

تولیدکنندگان از قبل این را می دانند، به همین دلیل است که مدیریت حرارتی برای طراحی محصول بسیار ضروری است. μCooling نوآوری در پشت نوآوری است - مانند گوشی‌های هوشمندی که تا می‌شوند.

لیست ما از بهترین نرم افزارهای مدیریت محصول را بررسی کنید.

این مقاله به عنوان بخشی از TechRadar Pro Perspectives، کانال ما برای معرفی بهترین و باهوش ترین ذهن ها در صنعت فناوری امروز تهیه شده است.

نظرات بیان شده در اینجا نظرات نویسنده است و لزوما نظرات TechRadarPro یا Future plc نیست. اگر مایل به مشارکت هستید، اطلاعات بیشتری را در اینجا بیابید: https://www.techradar.com/pro/perspectives-how-to-submit