La charnière de l'iPhone Duo n'a pas seulement un mécanisme de pliage

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Apple a développé un système de refroidissement spécial qui utilise le mécanisme de charnière de l'appareil pour garder le chauffage sous contrôle dans son téléphone pliable iPhone Duo. Voulant résoudre les problèmes de gestion de la chaleur posés par la conception à deux écrans, l'entreprise utilise un tuyau flexible en graphite passant à travers la charnière. Cette structure permet de répartir la chaleur produite par le processeur entre les deux moitiés du téléphone. Ainsi, tandis que la surface pouvant être utilisée pour évacuer la chaleur est augmentée, l’effet des limitations physiques imposées par la conception pliable est également réduit. Les détails de la solution développée par Apple ont été révélés dans une interview accordée par les dirigeants de l'entreprise à PCMag.

PCMag s'est entretenu avec Dan Murray, vice-président de l'ingénierie du silicium d'Apple, et Banafsheh Barabadi, directeur principal de la conception des produits thermiques, à propos de l'architecture du processeur A20 Pro. Au cours de la réunion, les caractéristiques techniques du premier processeur iPhone développé par Apple avec le processus de production en 2 nm, ainsi que les solutions de refroidissement utilisées dans les nouveaux appareils, ont été discutées. L’A20 Pro alimente l’iPhone Duo pliable ainsi que les modèles iPhone 18 Pro et iPhone 18 Pro Max. Apple a utilisé pour la première fois la technologie de production 2 nm dans le Mac mini doté d'un processeur M6, qu'il a présenté en août. Cependant, la disposition différente de l'écran et la structure physique de l'iPhone Duo ont nécessité quelques ajustements supplémentaires du côté du processeur.

Selon la déclaration de Murray, la version A20 Pro utilisée dans l'iPhone Duo diffère du processeur des deux autres modèles avec des différences mineures. Le plus important d’entre eux est le moteur du deuxième écran, qui permet aux écrans internes et externes de fonctionner simultanément. Apple vise à offrir une expérience d'utilisation fluide sur les deux écrans avec des performances CPU et GPU accrues. De plus, le processeur dispose d'une fonctionnalité matérielle spéciale qui permet de placer la caméra FaceTime derrière l'écran sur l'écran interne. Ces dispositions aident le système d’affichage du modèle pliable à répondre à des exigences différentes de celles de la conception standard de l’iPhone.

Le tube en graphite de la charnière de l'iPhone Duo distribue la chaleur des deux côtés

Le détail le plus frappant du système de refroidissement de l'iPhone Duo est le tuyau flexible en graphite placé dans le mécanisme de charnière. L'élimination de la chaleur générée par le processeur des téléphones pliables pose un problème d'ingénierie plus complexe que celui des smartphones traditionnels. Surtout lorsque l'appareil est plié, l'épaisseur totale augmente et la zone pouvant dissiper la chaleur est physiquement divisée en deux sections distinctes, ce qui rend la conception du système de refroidissement difficile. Pour pallier ce problème, Apple a développé une structure qui permet de transférer la chaleur entre les deux moitiés de l'appareil via la charnière. Ainsi, la chaleur accumulée dans la section où se trouve le processeur peut être transmise à l’autre moitié du téléphone et se propager sur une plus grande surface.

Barabadi déclare que cette solution était l'un des problèmes techniques les plus difficiles du processus de développement de l'iPhone Duo. Il ne suffit pas qu’un tuyau flexible en graphite conduise simplement la chaleur de manière efficace. Parallèlement, le téléphone doit résister aux nombreux mouvements d’ouverture et de fermeture qui interviendront tout au long de sa vie. De plus, les exigences fondamentales sont que le matériau conserve sa connexion thermique et ne perde pas son intégrité structurelle lors de ces mouvements. C'est pourquoi les équipes de conception thermique et d'ingénierie mécanique d'Apple ont travaillé ensemble pour développer le composant intégré à la charnière.

Les propriétés de conduction thermique du graphite sont l'un des facteurs qui permettent d'utiliser ce matériau dans les smartphones. Cependant, dans un dispositif pliable, le composant de refroidissement traversant la charnière est exposé à un mouvement mécanique constant, ce qui entraîne des exigences différentes en matière de sélection des matériaux. La structure flexible utilisée par Apple est conçue pour s'adapter au mouvement de la charnière tout en maintenant le transfert de chaleur. De plus, le partage de la chaleur entre les deux moitiés offre une zone de répartition plus large que les solutions de refroidissement qui s'appuient uniquement sur la zone où se trouve le processeur. Cependant, les performances du système sous une charge intense à long terme du processeur peuvent être évaluées plus clairement grâce à des tests indépendants de température et de performances.

Les solutions de refroidissement développées par Apple pour l'A20 Pro ne se limitent pas à la charnière de l'iPhone Duo. Dans l'interview de PCMag, les détails du nouveau système de chambre à vapeur développé pour maintenir la température du processeur sous contrôle ont également été partagés. La société utilise un matériau spécial appelé « métal sur mousse » pour améliorer le transfert de chaleur entre le processeur et la chambre à vapeur. Ce matériau crée une liaison thermique directe entre deux composants, tout en offrant une certaine flexibilité mécanique. De cette manière, les exigences liées à la conception physique de l'appareil peuvent être satisfaites lors du transfert de chaleur du processeur vers le système de refroidissement.

Barabadi affirme que des mois de travail de développement ont été effectués pour garantir que le métal sur mousse atteigne les propriétés souhaitées. L'objectif d'Apple était de répondre aux exigences mécaniques strictes du système tout en rendant efficace le transfert de chaleur entre le processeur et la chambre à vapeur. Le matériel en question a également été discuté dans la récente revue de démontage de l'iPhone 18 Pro par iFixit. De plus, lors de la réunion de PCMag, des changements dans la disposition de la mémoire de l'A20 Pro ont également été mentionnés. Les avantages de positionner la DRAM sur le côté du processeur plutôt que sur celui-ci figuraient parmi d'autres détails techniques évalués dans l'architecture de la puce.

La conception de refroidissement de l'iPhone Duo montre que la charnière des téléphones pliables ne doit pas être utilisée uniquement comme composant mécanique permettant à l'écran de s'ouvrir et de se fermer. Apple effectue un transfert de chaleur à travers cette région, reliant les deux moitiés de l'appareil l'une à l'autre pour le refroidissement. Cependant, la durabilité à long terme du tuyau flexible en graphite, l'intensité des mouvements des charnières et les valeurs de température dans différentes conditions d'utilisation seront déterminantes dans l'évaluation du système. Le processus de production de 2 nm de l'A20 Pro, la chambre à vapeur spéciale et le matériau de transfert de chaleur positionné à proximité du processeur constituent d'autres éléments de la conception thermique globale. Les détails techniques annoncés par Apple révèlent comment on tente d'établir l'équilibre entre les performances du processeur et la gestion de la chaleur, en particulier dans les appareils dotés d'un corps fin et de deux écrans.