Дополнительное охлаждение для MacBook Pro — в борьбе за тихую работу ноутбука
Шум ноутбуков при нагруженной работе уже стал нормой и только новые ноутбуки на архитектуре ARM позволяют частично или полностью избавиться от шума. Но не всем пользователям подходит эта архитектура. Мне кажется это связанно в основном со спецификой работы. Помимо различных экспериментов и создание разного рода стартапов, я работаю Back-end разработчиком и мне часто приходится запускать множество Docker контейнеров которые сводят с ума кулеры моего ноутбука.
Так как работаю я из разных мест в квартире (в основном в тех, что не заняты ребёнком), а также иногда выезжаю поработать в кафе/коворкинги — моим основным рабочим инструментом является именно ноутбук, а не ПК. Около 7 лет назад я начал пользоваться техникой Apple, что привело к покупке Macbook. И так, я приобрёл себе в 2021 году ноутбук Macbook pro 2019 16' (на Intel i9). Но на моё удивление, он также сильно шумит как предыдущая модель 2018 года (хотя охлаждение, по заявлению Apple — поменялось). В борьбе за тихую работу я начал сёрфить интернет и наткнулся на забавный пост от Сузуки Акинори:
В дело пошли медные монеты номиналом 10 йен. Которые должны были лучше рассеять тепло исходящие и входящие в ноутбук. Мне так понравилась эта идея, что я начал искать возможности повторить эксперимент и провести реальные тесты. В итоге я ожидал получить тихую работу ноутбука во время нагрузки и, как результат, выше производительность (так как часто встречал посты о том что данная модель тротлит, что может подтверждаться скрежетом во время работы).
Теория
Верхняя часть клавиатуры Macbook Pro нагревается до 48,2°C. Эта история повторяется и с другими моделями MacBook с процессорами Intel.
Термосъёмка Macbook Pro 2012 года
Именно в этой области находится процессор и дискретная видеокарта. Нагрев панели за клавиатурой непосредственно связан с выходом горячего воздуха, так как нет прямого прилегания радиаторов охлаждения. При этом важно заметить, что забор воздуха на охлаждения происходит с боковых сторон ноутбука (в районе динамиков) и со стороны дисплея. Наглядное изображения с сайта apple.com:
Синие линии — забор воздуха, красные линии — выход воздуха
В итоге, мы имеем общую часть корпуса ноутбука, которая нагревается из-за выхода теплого воздуха и происходит его забор (теоретически — горячего) с той же стороны для охлаждения устройства. Есть также забор воздуха с боковых граней, но в этом случае нет пересечения с горячим потоком.
Расчёт и разработка
Эта форма — стандартная для радиаторов, позволяющая рассеивать тепло, отводя его с нижней части. Благодаря такой форме можно будет применить активное охлаждение (в виде кулера 4010 — 40×40×10 мм). Высота радиатора в 15 мм было выбрана для того, чтобы не перекрывать часть экрана, длинна и ширина — по размерам части ноутбука.
Изначально была идея подобрать из существующих, готовых, профилей. На aliexpress нашел много вариантов, в том числе изготовленных из меди. Но в этом случае необходимо было бы подгонять размеры, а также ждать доставки. А провести эксперимент хотелось достаточно быстро.
В качестве альтернативы начал искать местные компании или же просто людей с доступом к необходимым станкам и материалу. Возможность выбора меди (который кстати имеет теплопроводность 401 Вт/(м·К)) сразу отпала, как только был назван ценник за изготовление (более 200$). Алюминий — не идеальный материал для отвода тепла (теплопроводность 202–236Вт/(м·К)), но хороший старт для эксперимента.
После долгого поиска компании, которая бы взялась изготовление одного экземпляра, стало понятно, что нужно искать местных мастеров, которые бы взялись за дело, но со своими условиями. Так, одним из условий стало изготовление двух планок длиной по 175 мм., что упростило бы работу для мастера, а для меня особой роли не играло. Количество рёбер удалось увеличить и теперь их стало 5 (вместо запланированных 4-х). По заявлению мастера, это должно было улучшить коефициент рассеивания тепла. Стоимость изделий составила …
Тестирование
Спустя один день мне доставили радиатор (точнее два, из которых мы можем получить один нужной длины).
Радиатор был в масле, пришлось долго его чистить и отмывать от стружки. Ну и конечно же геометрия нижней части радиатора не была идеально ровной, но я понадеялся на термопасту (это могла быть и термопрокладка -, но её под рукой не оказалось, а цена на неё была выше, чем я ожидал).
Перед тем как проводить тестирование с радиатором, сделал несколько тестов в GeekBench 5 записывая видео. Параллельно запуская Macs Fan Control для отслеживания температуры и скорости вращения вентиляторов ноутбука, ведь именно скорость вращения вентиляторов приводит к шуму. Ведь именно скорость вращения вентиляторов приходит к шуму и, учитывая что в MacBook Pro 16' 2019 новая система охлаждения, скорость вращения винтов — увеличилась. Также, во время тестирования, я использовал подставки под задние ножки ноутбука, чтобы захват воздуха был больше и после этого наклон клавиатуры стал удобнее, как мне показалось (в качестве подставки использовал национальную валюту — несколько слоев по 5 копеек).
В итоге есть 3 видео, которые демонстрируют результаты использования такого охлаждения:
Результаты
GeekBench 5:
Без радиатора: Одноядерный — 1118, Многоядерный — 6649
С радиатором: Одноядерный — 1183, Многоядерный — 6464
С радиатором и кулером: Одноядерный — 1181, Многоядерный — 6447
В итоге, после тестирования в GeekBench 5 — результат не впечатляет, удивительно, что во многоядерном тесте минус 200 (попугаев) и в одноядерном плюс 60 (попугаев). Но заметно, что на пару секунд позже кулер разгоняется до 5000 оборотов/минуту при использовании радиатора с активным охлаждением. При этом, температура радиатора во время тестов уже около 25–30 градусов, что подтверждает хорошое теплорассеивание.
Одним из ключевых моментов была возможность добиться тихой работы во время выполнения основных задач, связанных с моей областью деятельности. А также получить прирост производительности, и вследствие, избавления от тротлинга по перегреву. Но, при запуске обыденных приложений или же контейнеров — скорость вращения винтов увеличивалась до 4500 оборотов/минуту, что приводило к созданию неприятного шума не смотря на мои старания с этим радиатором. Повышения производительности, как мы можем видеть по результатам тестов — тоже не удалось добиться.
Ещё одним недостатком было то, что крышку ноутбука строго на строго закрывать запрещено!
Такой вот получился тест. Надеюсь Вам было интересно это читать. Если у Вас есть идеи как можно улучшить систем охлаждения ноутбука — поделитесь в комментариях, буду рад попробовать.
Кстати, также я пишу короткие посты в телеграм-канале про технологии, которые меня удивили или же просто заинтересовали. Буду рад вас там видеть.
P.S. Спасибо@Keeper1за помощь в устранении ошибок.
