Los ventiladores de los ordenadores pueden ser ruidosos y polvorientos y pueden ser molestos. La mayoría de los ordenadores de sobremesa y portátiles tienen ventiladores, pero los smartphones y las tabletas no. ¿Por qué no? Las razones para ello son.
Los ventiladores ayudan a disipar el calor, especialmente en los ordenadores de sobremesa.
Cada vez que la corriente pasa por un conductor, se genera una cierta cantidad de calor. Los PC actuales utilizan muchos componentes que generan calor, como las fuentes de alimentación. Sin embargo, la CPU y la GPU son las que más calor generan en los sistemas informáticos. Tomemos primero el ejemplo de la CPU.
Las modernas CPUs x86-64 de sobremesa consumen mucha energía (normalmente entre 100 y 300 W) y, en consecuencia, generan mucho calor. Debe ser retirado del procesador para evitar que el chip se estropee.
Una de las formas más sencillas de eliminar el calor es utilizar aire y disipadores de calor. Los radiadores extraen el calor del procesador hacia las aletas metálicas sin dejar huecos. A continuación, un ventilador sopla aire a través de los huecos entre las aletas, transfiriendo el calor de las aletas al aire. A continuación, otro ventilador expulsa el aire caliente de la caja e introduce aire frío del exterior, repitiendo el ciclo.
Incluso con la refrigeración líquida, se necesita un ventilador para alejar el calor del refrigerante de los chips que se han enfriado y disiparlo en el aire.
¿Por qué no se utilizan ventiladores en los smartphones?
Las tabletas y los teléfonos inteligentes utilizan procesadores especialmente diseñados (normalmente en forma de SOC) que no generan tanto calor como los procesadores de los ordenadores de sobremesa y portátiles. Un procesador ARM típico en un dispositivo móvil consume unos 2 W de energía a plena carga. Por lo tanto, no se necesitan ventiladores para la refrigeración. Su generación de calor es tan baja que se irradia pasivamente a través de la carcasa del aparato.
Los procesadores y las GPU de los dispositivos portátiles requieren baterías pequeñas y no pueden consumir tanta energía como los dispositivos de sobremesa. En el pasado, los ordenadores portátiles utilizaban chips con menor capacidad de procesamiento (y menor consumo de energía) que los ordenadores de sobremesa.
Con la llegada de las arquitecturas SOC, como la serie M1 de Apple, los procesadores móviles, que consumen menos energía y no necesitan ventiladores, empiezan a rivalizar con los PC de sobremesa o incluso a superarlos. (Hay que tener en cuenta que el MacBook Air M1 no tiene ventilador, mientras que el MacBook Pro M1 tiene un ventilador para obtener mayores velocidades máximas y mejorar el rendimiento, pero a costa del calor adicional que genera el ventilador).
Entonces, ¿por qué los procesadores ARM móviles de nueva generación consumen menos energía y generan menos calor que los procesadores x86-64 tradicionales para ordenadores de sobremesa y portátiles?
Los chips ARM han demostrado tener varias ventajas en términos de eficiencia energética respecto a los diseños x86 tradicionales. En particular, tienden a utilizar menos transistores (cada uno de los cuales consume más energía) porque utilizan un conjunto de instrucciones reducido. También tienen un modo de reposo incorporado y consumen poca energía cuando están inactivos.
En cambio, los procesadores X86 tienen un sofisticado diseño que se remonta a los años 70 para garantizar la compatibilidad con versiones anteriores. Por ello, no se diseñaron desde el principio para ser lo más eficientes posible según los estándares actuales (aunque Intel y AMD hicieron todo lo posible, por supuesto). Tampoco están diseñados para hibernar cuando no se utilizan, como los chips ARM, por lo que consumen energía constantemente incluso cuando están inactivos.
Además, los ordenadores de sobremesa consumen más energía cuando están conectados a una red que los dispositivos portátiles. Los monstruos que superan sus límites pueden requerir algún tipo de refrigeración por aire.