Thitirath Kinaret
วิศวกร Apple เผยเบื้องหลังระบบระบายความร้อน iPhone 18 Pro และ iPhone Duo ตั้งแต่การจัดวางชิป A20 Pro ใหม่ ไปจนถึงการส่งผ่านความร้อนผ่านบานพับ
วิศวกร Apple เผยเบื้องหลังระบบระบายความร้อน iPhone 18 Pro และ iPhone Duo ใช้บานพับช่วยกระจายความร้อน
iPhone 18 Pro และ iPhone 18 Pro Max รองรับงานที่ซับซ้อนขึ้น ทั้งการประมวลผล Siri AI บนอุปกรณ์และการถ่ายภาพด้วยอัลกอริทึม ส่วน iPhone Duo ที่จะวางจำหน่ายวันที่ 23 ต.ค. 2026 เตรียมนำความสามารถใกล้เคียงกันมาอยู่ใน iPhone จอพับรุ่นแรกของ Apple โดยทั้งสามรุ่นใช้ชิป A20 Pro
อย่างไรก็ตาม การนำชิปเดียวกันมาใช้กับตัวเครื่องทรงปกติและตัวเครื่องจอพับมีความท้าทายต่างกัน ทั้งพื้นที่ภายใน ตำแหน่งชิป และการนำความร้อนออกจากชิ้นส่วน โดยเฉพาะอุปกรณ์ที่บางลงและมีพื้นที่จำกัด
Eric Zeman จาก PCMag สัมภาษณ์ Dan Murray รองประธานฝ่ายวิศวกรรมชิปของ Apple และ Banafsheh Barabadi ผู้จัดการอาวุโสฝ่ายออกแบบระบบความร้อนของผลิตภัณฑ์ เพื่ออธิบายว่า Apple ปรับทั้งชิปและระบบระบายความร้อนอย่างไร ให้ A20 Pro ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพใน iPhone สองรูปแบบ
ย้ายหน่วยความจำออกจากด้านบนชิป เปิดทางระบายความร้อนโดยตรง
Apple ระบุว่า A20 Pro ใช้การออกแบบแพ็กเกจชิปที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชิปตระกูล M โดยนำแนวคิดด้านการจัดวางองค์ประกอบมาใช้กับชิปสำหรับ iPhone
Murray อธิบายว่า ชิป iPhone ก่อนหน้า A20 Pro ใช้เทคโนโลยี Package-on-Package หรือ PoP ซึ่งวางชิปประมวลผลและหน่วยความจำ DRAM ซ้อนกันในแนวตั้ง โดย DRAM อยู่ด้านบนชิป วิธีนี้ช่วยประหยัดพื้นที่บนแผงวงจร แต่จำกัดการนำความร้อนออกจากชิปประมวลผล
สำหรับ A20 Pro Apple เปลี่ยนมาใช้ Wafer-Level Multichip Module หรือ WMCM โดยย้าย DRAM มาวางข้างชิปแทน คล้ายการจัดวางในอุปกรณ์ที่มีพื้นที่ภายในมากกว่าอย่างแล็ปท็อป แนวทางนี้ช่วยให้รับส่งข้อมูลได้เร็วขึ้นและจัดการความร้อนได้มีประสิทธิภาพขึ้น
แม้แพ็กเกจชิปจะกินพื้นที่ในแนวราบมากขึ้น แต่ทีมชิปได้ทำงานร่วมกับทีมออกแบบระบบ เพื่อให้ชิ้นส่วนภายใน iPhone รองรับแพ็กเกจที่ใหญ่ขึ้นเล็กน้อยได้
Qualcomm ใช้แนวทางปรับตำแหน่ง DRAM คล้ายกันใน Snapdragon 8 Elite Extreme Gen 6 และ Snapdragon 8 Elite Gen 6 ที่เพิ่งประกาศ อย่างไรก็ตาม PCMag ยังไม่สามารถทดสอบประสิทธิภาพได้เต็มรูปแบบ จนกว่าสมาร์ตโฟนที่ใช้ชิปเหล่านี้จะออกมาในช่วงปลายปีนี้
A20 Pro ใช้กระบวนการผลิต 2 นาโนเมตร พร้อม Neural Engine 32 คอร์
Apple ระบุว่า ทีมวิศวกรรมชิปมักพัฒนาคอร์ CPU และองค์ประกอบบางส่วนขึ้นครั้งเดียว ก่อนปรับให้เหมาะกับอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น MacBook, iPad และ iPhone
A20 Pro เป็นชิปสำหรับ iPhone รุ่นแรกของบริษัทที่ใช้กระบวนการผลิต 2 นาโนเมตร ซึ่ง Murray ระบุว่าช่วยเพิ่มความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์ ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และประสิทธิภาพการประมวลผล โดยมีรายละเอียดดังนี้
- CPU ประกอบด้วย Super Core 2 คอร์ และคอร์ประหยัดพลังงาน 4 คอร์ — Super Core รองรับงานหนักช่วงสั้น ๆ ส่วนคอร์ประหยัดพลังงานรองรับงานเบื้องหลังและงานต่อเนื่อง โดย Apple ระบุว่าประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น 20%
- GPU เพิ่มเป็น 7 คอร์ — เพิ่มจากเดิมอีก 1 คอร์ และให้ประสิทธิภาพกราฟิกเพิ่มขึ้น 40%
- ตัวเร่งประมวลผลโครงข่ายประสาทรุ่นที่ 2 ใน GPU — เพิ่มอัตราการประมวลผล 50%
- Neural Engine รวม 32 คอร์ — เพิ่มเป็นสองเท่าจาก A19 Pro โดยแบ่งเป็น 2 ชุด ชุดละ 16 คอร์ สามารถทำงานแยกกันหรือรวมทั้ง 32 คอร์เพื่อประมวลผลร่วมกันได้ ซึ่งมีบทบาทสำคัญกับ AI บนอุปกรณ์
ส่วน A20 Pro ใน iPhone Duo มีรายละเอียดต่างออกไปเล็กน้อย โดยเพิ่มชุดประมวลผลจอภาพชุดที่สอง เพื่อรองรับการทำงานพร้อมกันของจอด้านในและจอด้านนอก รวมถึงเพิ่มการรองรับกล้อง FaceTime ที่อยู่ใต้จอด้านใน
ระบบระบายความร้อนใหม่พัฒนาบนหลัก 4 ด้าน
iPhone 17 Pro และ iPhone 17 Pro Max เป็น iPhone รุ่นแรกที่ใช้ Vapor Chamber เพื่อนำความร้อนจากชิป A19 Pro ไปกระจายยังแผงด้านหลัง ขณะที่ผู้ผลิตรายอื่นก็ใช้เทคโนโลยีนี้เช่นกัน เช่น RedMagic 11S Pro ที่ใช้ Vapor Chamber แบบ 3 มิติร่วมกับวัสดุโลหะเหลวแบบผสมและพัดลม
Apple นำพื้นฐานจากรุ่นก่อนมาออกแบบใหม่ เพื่อรองรับความร้อนจาก A20 Pro และโครงสร้างตัวเครื่องที่ต่างกันของ iPhone 18 Pro กับ iPhone Duo โดย Barabadi อธิบายหลักสำคัญไว้ 4 ด้าน
1. เชื่อมต่อระบบระบายความร้อนกับชิปได้โดยตรง
การย้าย DRAM ออกจากด้านบนชิปทำให้ Apple สร้างเส้นทางนำความร้อนจากชิปไปยัง Vapor Chamber รุ่นใหม่ได้โดยตรง ลดข้อจำกัดด้านการระบายความร้อนที่เกิดจากแพ็กเกจ PoP และนำความร้อนออกจากชิปได้มีประสิทธิภาพขึ้น
2. ใช้วัสดุ Metal over Foam เชื่อมชิปกับ Vapor Chamber
Apple พัฒนาวัสดุที่เรียกว่า Metal over Foam เพื่อเชื่อมต่อชิปกับ Vapor Chamber โดยวัสดุนี้ต้องนำความร้อนได้ดี พร้อมมีความยืดหยุ่นทางกลที่เหมาะกับข้อกำหนดของตัวเครื่อง
Barabadi ระบุว่า ทีมงานใช้เวลาพัฒนาหลายเดือน เพื่อปรับคุณสมบัติของวัสดุให้เหมาะกับการใช้งานจริง
3. เพิ่มพื้นที่ Vapor Chamber เป็น 3 เท่า
Vapor Chamber รุ่นใหม่มีพื้นที่ผิว 3 เท่าของระบบใน iPhone 17 Pro และมีน้ำปราศจากไอออนภายในมากขึ้น เพื่อหมุนเวียนและกระจายความร้อนทั่วโครงสร้าง
ใน iPhone 18 Pro และ iPhone 18 Pro Max ชิ้นส่วนนี้ยังทำหน้าที่เป็นโครงสร้างหลักภายในเครื่อง โดยแบตเตอรี่และแผงวงจรติดตั้งลงบน Vapor Chamber โดยตรง จึงเป็นทั้งระบบระบายความร้อนและโครงรองรับชิ้นส่วน
Apple ใช้สเตนเลสสตีลที่มีส่วนประกอบรีไซเคิล 80% เพื่อให้ได้ความแข็งแรงที่จำเป็นสำหรับรองรับชิ้นส่วนภายใน
4. เพิ่มแผ่นทองแดง Nanotwin และชั้นกราไฟต์หลังจอ
Apple เปลี่ยนวัสดุแผ่นโลหะด้านหลังจอเป็น ทองแดง Nanotwin ซึ่ง Barabadi ระบุว่าให้ทั้งความแข็งแรงที่จำเป็นต่อจอภาพและการนำความร้อนสูง ในรูปแบบที่ยังไม่เคยมีในสมาร์ตโฟนมาก่อน
เมื่อใช้ร่วมกับชั้นกราไฟต์ที่นำความร้อนได้สูง จะช่วยกระจายความร้อนในแนวราบทั่วจอ ลดจุดที่ร้อนสะสม และปรับการกระจายความร้อนโดยรวมให้ดีขึ้น
Barabadi ระบุว่า การทำงานร่วมกันของทั้ง 4 ด้านช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพด้านความร้อน ทั้งงานต่อเนื่องอย่างการเล่นเกมและบันทึกวิดีโอ รวมถึงงานหนักช่วงสั้น ๆ อย่าง AI บนอุปกรณ์ และเป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้ iPhone 18 Pro ชาร์จได้เร็วกว่า iPhone รุ่นเก่า
iPhone Duo ใช้บานพับส่งผ่านความร้อนระหว่างตัวเครื่องสองฝั่ง
แม้แนวทางส่วนใหญ่จะใช้ร่วมกันได้ทั้งสามรุ่น แต่ iPhone Duo มีข้อจำกัดเพิ่มเติมจากโครงสร้างจอพับ
Apple จึงออกแบบ Vapor Chamber สำหรับ iPhone Duo ให้บางกว่าของ iPhone 18 Pro โดยยังเชื่อมต่อกับ A20 Pro แต่ไม่ได้ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างหลักรองรับชิ้นส่วนเหมือนรุ่น Pro
อีกความท้าทายคือ แม้ iPhone Duo จะบางมากเมื่อกางออก แต่เมื่อพับปิด ความหนาจะเพิ่มเป็นสองเท่า ซึ่งส่งผลต่อการจัดการความร้อน
Apple แก้ปัญหาด้วยการเดิน ท่อกราไฟต์แบบยืดหยุ่นผ่านบานพับ เพื่อส่งผ่านความร้อนระหว่างตัวเครื่องทั้งสองฝั่ง ช่วยเพิ่มพื้นที่ที่ใช้กระจายความร้อน
ชิ้นส่วนนี้ต้องพัฒนาร่วมกันระหว่างทีมระบบความร้อนและทีมเครื่องกล เพราะต้องทนต่อการพับบานพับซ้ำ ๆ พร้อมรักษาความสามารถในการส่งผ่านความร้อนและความแข็งแรงตลอดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์
Apple ระบุว่าประสิทธิภาพ GPU ต่อเนื่องเพิ่มขึ้น 35%
Barabadi ระบุว่า ระบบใหม่นี้ช่วยให้ได้ ประสิทธิภาพ GPU ในการทำงานต่อเนื่องสูงกว่า iPhone 17 Pro ถึง 35% เพื่อให้การเล่นเกม การใช้งานกล้อง และ Apple Intelligence ทำงานได้หนักขึ้น นานขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดอยู่ภายในเครื่อง
ด้าน PCMag ระบุว่า ผลทดสอบ A20 Pro ทำคะแนนประสิทธิภาพได้สูงที่สุดบางส่วนเท่าที่สำนักเคยบันทึกไว้ ส่วนประสิทธิภาพการใช้พลังงานช่วยให้แบตเตอรี่ใช้งานได้นานขึ้น โดย iPhone 18 Pro Max ได้รับ PCMag Lab Award จากระยะเวลาใช้งานแบตเตอรี่ที่ทำสถิติใหม่ในการทดสอบของสำนัก
PCMag ยังพบว่า Siri AI ทำงานได้ลื่นไหล ให้ผลลัพธ์แม่นยำและรวดเร็วขึ้น ขณะที่กล้องถ่ายภาพและบันทึกวิดีโอได้ดีกว่ารุ่นปีก่อน
อย่างไรก็ตาม PCMag ยังไม่ได้ทดสอบ A20 Pro ใน iPhone Duo และคาดว่าจะได้ทดสอบในอีกไม่กี่สัปดาห์ข้างหน้า แม้วิศวกร Apple จะระบุว่าเครื่องควรทำงานได้โดยไม่ร้อนเกินไป แต่ประสิทธิภาพและการจัดการความร้อนของ iPhone จอพับรุ่นนี้ยังต้องรอผลทดสอบจริง
ที่มา: PCMag
