Broadwell-Y: Wie Intels Core M die 2-in-1-Tablets so dünn macht

Viele Tablets mit Core-M-Prozessor sind passiv gekühlt, flacher als 8 Millimeter und haben dennoch eine Akkulaufzeit von bis zu 8 Stunden. Der Trick: Mut zur Lücke und ein winziges Mainboard.

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Mainboard mit Core M für dünne 2-in-1-Tablets
Mainboard mit Core M für dünne 2-in-1-Tablets (Bild: Marc Sauter/Golem.de)

Gegen Intels Llama Mountain genanntes 12-Zoll-Tablet wirkt selbst das Surface Pro 3 wie ein dicker Brocken: Das 2-in-1-Referenzgerät mit Core M ist 7,2 statt 8 mm flach und wiegt 670 statt 800 Gramm. Obendrein ist kein Lüfter verbaut, die Akkulaufzeit soll um ein Viertel länger sein.

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Wie funktioniert das? Joseph Wu von Intel hat die Antwort: "Je dünner das Tablet, desto mehr Platz für Luftzirkulation muss im Inneren vorhanden sein", sagt der Thermal Engineer. Hierzu ist es wiederum notwendig, dass das Mainboard möglichst flach ist, denn nach dem Display ist die Hautplatine samt Komponenten das dickste Bauteil.

  • Das Mainboard des Llama Mountain mit Core M (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Systemaufbau des Llama Mountain (Bild: Intel)
  • Das Mainboard des Llama Mountain mit Core M (Bild: Intel)
  • Die Platine ist nur 2,5 mm dünn - eine dickere würde mehr Platz für den Akku liefern. (Bild: Intel)
  • Überlegungen für ein 2-in-1-Tablet mit einem großen Akku (Bild: Intel)
  • Abstände und Maße einzelner Komponenten (Bild: Intel)
  • Platz für Luftzirkulation ist wichtig. (Bild: Intel)
  • Das Display sollte sparsam sein. (Bild: Intel)
  • Graphit und Kupfer leiten Wärme gut ab. (Bild: Intel)
  • Ein großer Kupfer-Heatspreader als Kühlung (Bild: Intel)
  • Das SoC sollte nicht unter der Display-Hintergrundbeleuchtung sitzen (Bild: Intel)
  • Ein zweigeteilter Akku verbessert die Nutzererfahrung. (Bild: Intel)
  • Mehr Kupfer im Mainboard hilft. (Bild: Intel)
  • Broadwell-Y im Vergleich mit einer Viertel-Dollar-Münze (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
Das Mainboard des Llama Mountain mit Core M (Foto: Marc Sauter/Golem.de)

Martin Wang, Plattform-Ingenieur bei Intel, zeigt das anhand eines Core-M-Boards für das Llama Mountain: Dieses misst 100 x 64 x 2,5 mm und besteht aus zehn Layern. Statt vier Arbeitsspeicher-Bausteine zu nutzen, setzt Intel auf zwei LPDDR3-Chips, jeder ist an einen 64-Bit-Kanal angeschlossen. Üblicher sind vier Bausteine, diese benötigen dann aber mehr Fläche oder müssen auf die Platinenrückseite gepackt werden.

Ein solches Board hat Intel auch entwickelt, es misst 100 x 40 x 4,3 mm - so ist mehr Platz für einen Akku vorhanden, alternativ würde die Platine gar in ein großes Smartphone passen. Da das Llama Mountain aber ein 12,5-Zoll-Design ist, konnte Intel das größere Board verbauen. Der Vorteil hierbei ist, dass mehr Kupfer in der Platine steckt, wodurch diese kühler bleibt. Generell ist die Temperatur des Prozessors bei passiver Kühlung sehr wichtig, insbesondere wenn das Tablet so dünn ist.

Der Trick ist je eine Luftschicht zwischen dem Display und dem Mainboard und zwischen der Platine und der Geräterückseite. Die Luft kann die Abwärme über den sehr flachen Kupferkühler des Prozessors aufnehmen und an die Umgebung sowie die Rückseite des Tablets abgeben.

Dies bedeutet, dass das Gerät nicht völlig gekapselt sein darf, da die Hitze ansonsten nicht entweichen kann. Die Rückseite wiederum sollte am besten aus Graphen und Kupfer bestehen, wenngleich Ersteres teuer und letzter schwer ist.

  • Das Mainboard des Llama Mountain mit Core M (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
  • Systemaufbau des Llama Mountain (Bild: Intel)
  • Das Mainboard des Llama Mountain mit Core M (Bild: Intel)
  • Die Platine ist nur 2,5 mm dünn - eine dickere würde mehr Platz für den Akku liefern. (Bild: Intel)
  • Überlegungen für ein 2-in-1-Tablet mit einem großen Akku (Bild: Intel)
  • Abstände und Maße einzelner Komponenten (Bild: Intel)
  • Platz für Luftzirkulation ist wichtig. (Bild: Intel)
  • Das Display sollte sparsam sein. (Bild: Intel)
  • Graphit und Kupfer leiten Wärme gut ab. (Bild: Intel)
  • Ein großer Kupfer-Heatspreader als Kühlung (Bild: Intel)
  • Das SoC sollte nicht unter der Display-Hintergrundbeleuchtung sitzen (Bild: Intel)
  • Ein zweigeteilter Akku verbessert die Nutzererfahrung. (Bild: Intel)
  • Mehr Kupfer im Mainboard hilft. (Bild: Intel)
  • Broadwell-Y im Vergleich mit einer Viertel-Dollar-Münze (Foto: Marc Sauter/Golem.de)
Das Display sollte sparsam sein. (Bild: Intel)

Ein Core M ist zwar auf bis zu 95 Grad zugelassen, das Tablet selbst darf aber nicht so heiß werden. Intels Tests zeigen, dass das Limit der Oberflächentemperatur bei 41 (Metall) und 43 (Glas) Grad Celsius liegt, wenn der Nutzer das Gerät in der Hand hält. Abseits der Luftlücke sind daher ein sparsames Display, Graphen und Kupfer sowie ein großer Kühler wichtig. Obendrein sollten sich Wärmequellen nicht gegenseitig aufheizen, beispielsweise die Display-Hintergrundbeleuchtung nicht den Prozessor.

Ein zweigeteilter Akku mit dem Mainboard in der Mitte sorgt dafür, dass die Bereiche, die der Nutzer berührt, kühler bleiben - ein Akku wird nicht so heißt wie die Platine samt Prozessor. Mit zwei Akkus ist das Tablet zudem ausbalancierter, allerdings teurer in der Herstellung.

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Michael H. 12. Sep 2014

Nein, sein Ernst. Artikel mit den Benchmarks ist da und der i5 stinkt in so manchen...

Anonymer Nutzer 11. Sep 2014

Also konzeptionell eine Kopie des BlackBerry PlayBook. Akkus an beiden Seiten, Platine...


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