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IDF 2014: Wie man ein möglichst dünnes 2-in-1-Gerät baut

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idf2014Auf dem IDF wurde uns heute ein Einblick in die Design-Hintergründe bei 2-in1-Geräten gegeben. Für Intel kommt es beim Design von 2-in-1-Geräten darauf an, ein möglichst dünnes Design zu bieten – das war die Vorgabe der Ingenieure an das Design-Team. Herausgekommen ist ein 12,5-Zoll-Gerät, das gerade einmal 7,2 mm dünn ist und 670 Gramm wiegt. Das Display löst dabei mit 2.560 x 1.440 Bildpunkten auf.

Dass Microsoft eine ähnliche Design-Vorgabe wie Intel verfolgt, fällt schnell auf, denn auch für Intels Referenz-Design für Core M gibt es ein dünnes Tablet und ein Media-Dock. Das kennt man auch für neuen Surface 3 Pro - und zahlreichen anderen aktuellen Lösungen.

Das dünne Design konnte ermöglicht werden, da Intel das Mainboard in der Mitte des Gehäuses platziert hat – noch dazu wurde auch der Prozessor zusätzlich mittig platziert um die Wärmeabgabe möglichst gleichmäßig und damit gut kühlbar zu gestalten. Der Akku mit insgesamt 34 Wh wurde für dieses Design halbiert und sitzt auf beiden Seiten des Mainboards. Auch hier wurde also auf eine gleichmäßiges Design für eine gute Kühlung Wert gelegt.

Das Board misst gerade beim 10 cm x 6,4 cm und wird als 10-Layer-PCB gefertigt. Das WiFi-Modul und die SSD wurden aus Kostengründen auf einer Tochterplatine im 6-Layer-Design untergebracht.

An anderer Stelle hat Intel noch einmal herausgestrichen, dass die dünne Bauweise nur zu erreichen war, da an jeder Stelle auf möglichst platzsparende Designlösungen Wert gelegt wurde. Gleichzeitig konnte Intel aber auch zeigen, wie durch verschiedene Designs trotz eines zusätzlichen LTE-Moduls eine gleichbleibend dünne Bauweise von gerade einmal 7,99 mm erreicht werden konnte (siehe Gallerie). Reduziert wurde für diese Bauweise in erster Linie eine „Air Gap", was allerdings bei der Kühlung berücksichtigt werden muss.

Die Rückseite beispielsweise ist bei einem solchen Tablet gerade einmal 0,75 mm dick und besteht aus Gründen der Stabilität aus Aluminium.

Gespart werden muss natürlich auch am Board. Das Board misst 2,5 mm in der Dicke. Hilfreich für ein solch dünnes Design ist es, auf nur zwei x64-LPDDR3-Module zu setzen anstelle von vier x32-Modulen. Der Speicher ist dann auf der gleichen Seite wie der Prozessor untergebracht. Anders herum kann auch probiert werden, ein möglichst kleines Design zu konstruieren. Dann können laut Intel 24 mm (40x100 mm) in der Breite eingespart werden, dafür wächst die Dicke auf 4,3 mm an, da der Speicher dann auf der Rückseite des PCBs untergebracht werden muss. Auf diesem Wege kann zwar kein besonders flaches Tablet konstruiert werden, dafür kann aber mehr Volumen für einen größeren Akku geschaffen werden. Intel spricht in diesem Zusammenhang auch davon Core-M-Packages zu ermöglichen, die sogar in einem Phablet untergebracht werden könnten.

Überlegung zur Thermik

In Umfragen hat Intel herausgefunden, dass Oberflächentemperaturen von 41 °C für Metal und 43 °C für Glas als akzeptabel für ein Handheld-Szenario angesehen werden. Liegt ein Gerät hingegen auf dem Schreibtisch, wurden von den Testpersonen 46 °C bzw. 48 °C als annehmbar angesehen werden. Wenig überraschend ist es natürlich, dass die Wärme in erster Linie im Bereich des Mainboards bzw. der CPU erzeugt wird.

Um diese Temperaturen zu erreichen, ist natürlich ein entsprechender Luftraum sinnvoll – das geht aber kaum mit einem möglichst dünnen Design einher. Ein weiter Vorschlag des Intel-Teams besteht darin, ein möglichst sparsames Display zu verbauen. Ebenso sollten nach Möglichkeit Kupfer-Heatspreader genutzt werden. An dieser Stelle wird zudem noch einmal angesprochen, dass ein geteilter Akku von Vorteil sein kann, denn so können die Akkus dort positioniert werden, wo ein Tablet bei der beidhändigen Nutzung normalerweise gehalten wird. Der zentrale Bereich mit dem heizenden Prozessor wird hingegen eher selten angefasst.

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