Opinie: Wat is er aan de hand met de oververhittingsproblemen van de iPhone 15 Pro?

De iPhone 15 Pro-serie lanceren met de geroemde A17 Pro chip en titanium frame is niet zo soepel verlopen als Apple had gewild. Applede nieuwste chip moet de lancering inluiden van de nieuwste AAA-gamingtitels die normaal gesproken alleen op spelconsoles en pc's verschijnen en voor het eerst op de iPhone verschijnen. Het gebruik van titanium werd verondersteld om de stevigheid te behouden en het gewicht te helpen verlagen, terwijl het toch een meer premium look en feel zou bieden. Sommigen vragen zich echter af of beide nieuwe functies die exclusief zijn voor de iPhone 15 Pro problemen opleveren.

Niet lang nadat klanten hun nieuwe iPhone 15 Pro- en Pro Max-modellen begonnen te ontvangen, verschenen er berichten op op sociale media dat hun nieuwe iPhones gevoelig waren voor oververhitting. Dit kan gebeuren tijdens het bellen, opladen, gamen en andere gewone activiteiten die er normaal gesproken niet toe leiden dat de iPhones onaangenaam warm worden om aan te raken. Niet alle gebruikers hebben echter dergelijke problemen ondervonden met hun nieuwe iPhones. Een iPhone 15 Pro Max die we in ons bezit hebben, vertoont geen van de oververhittingsproblemen die sommige gebruikers ervaren.

Zoals we hebben gemeldheeft Apple analist Ming-Chi Kuo beweerd dat de oververhittingsproblemen die iPhone 15 Pro-gebruikers ervaren waarschijnlijk te maken hebben met het ontbreken van een geoptimaliseerd koelsysteem, waardoor een oorzakelijke factor die gerelateerd is aan de A17 Pro-chip of de nieuwe TSMC 3 nm (N3B - "Basic") fabricageproces. Kuo geeft eerder de schuld aan het "verminderde warmteafvoergebied" en het "gebruik van een titanium frame". Titanium voert warmte niet zo effectief af als het vorige stalen frame, wat betekent dat meer van de warmte die door de interne onderdelen van de telefoon wordt gegenereerd via het glazen achterpaneel moet worden afgevoerd.

Ironisch genoeg had Kuo op getipt in 2021 getipt dat Apple "agressief aan het testen" was met dampkamerkoeling voor een toekomstige iPhone. We hebben echter nog geen iPhone gezien waarop de technologie is geïmplementeerd. Dampkamer koeling is te vinden in tal van vlaggenschip Android apparaten als een methode om apparaten met krachtige chips koel te houden. Als Apple naast het grafiet dat in de iPhone 15 Pro wordt gebruikt voor koeling ook een vapor chamber had geïmplementeerd, zouden de hitteproblemen die sommige gebruikers ervaren gedeeltelijk, zo niet volledig, zijn verminderd. Gezien de iPhone 14 Pro ook prestatieproblemen ondervond throttling bij langdurige belasting dankzij Apple's minimalistische aanpak van iPhone-koelsystemen, is het enigszins verrassend dat Apple deze keer niet voor een robuustere aanpak heeft gekozen -- ondanks de overstap naar de naar verluidt efficiëntere (en dus koeler werkende) TSMC 3 nm-node.

Ondanks Kuo's bewering dat de A17 Pro of TSMC's nieuwe 3 nm proces niet de schuldige zijn, zijn er toch vraagtekens te plaatsen bij de rol die deze zouden kunnen spelen - vooral omdat er ook veel iPhone 15 Pro gebruikers zijn die geen problemen ondervinden, ook al hebben alle modellen dezelfde grafiet-gebaseerde thermische oplossing. Apple had met name het grootste deel van TSMC's productiecapaciteit voor de nieuwe N3B node volgeboekt, omdat het krimpen van de matrijs meestal een aanzienlijke verbetering van de prestaties en/of efficiëntie met zich meebrengt. TSMC had echter, naar verluidt op https://www.notebookcheck.net/TSMC-reportedly-lags-behind-Samsung-Foundry-in-3-nm-yields.734727.0.html echter een aantal problemen gehad met het maken van chips op het knooppunt, waarbij de opbrengst van functionele chips relatief laag was (slechts 55%). Dit kan leiden tot meer variabiliteit tussen de prestaties van chips - wat bekend staat als de "siliciumloterij"Dit zou een mogelijke verklaring kunnen zijn waarom slechts enkele gebruikers problemen ondervinden.

Een ander aspect van TSMC's 3 nm proces waar vraagtekens bij geplaatst kunnen worden is het voortgezette gebruik van FinFET technologie. FinFet heeft TSMC goed gediend tot de 5 nm en 4 nm schaal, maar het is bekend dat het problemen heeft met verder omlaag schalen vanwege problemen met de controle over het lekken van stromen - en de daaruit voortvloeiende oververhitting. TSMC heeft een aantal technische maatregelen genomen om deze en andere gerelateerde problemen op te lossen, hoewel het mogelijk is dat ze deze niet helemaal hebben kunnen elimineren. Samsung Foundry is een andere OEM die begonnen is met de productie van 3 nm chips, maar gebruikt een andere technologie. Ondanks een aantal problemen met zijn node-technologie in de afgelopen jaren, heeft Samsung de GAA (Gate All Around)-benadering aangenomen met behulp van zijn eigen implementatie genaamd MBCFET (Multi-Bridge-Channel FET). GAA wordt algemeen beschouwd als de betere technologie op deze schaal, omdat het naast andere voordelen een aanzienlijk beter energiebeheer biedt.

TSMC beweerde ook dat zijn 3 nm-node 15 procent betere prestaties zou leveren en tot 35 procent minder stroom zou verbruiken dan zijn N5-node. Echter, Apple's beweringen over de A17 Pro tijdens de iPhone 15 Pro lancering stelden dat CPU prestaties slechts ongeveer 10 procent sneller zouden zijn en - ondanks iets hogere batterijcapaciteiten in de nieuwe iPhone 15 Pro modellen - slechts ongeveer dezelfde batterijduur zouden leveren als de vorige iPhone 14 Pro series. Dit suggereert dat de 3 nm-node van TSMC de beloften van het bedrijf niet heeft waargemaakt. Het is ook opmerkelijk dat, hoewel de A17 Pro ongeveer 3 miljard extra transistors krijgt ten opzichte van de A16-chip, Apple de CPU-klok van de A17 Pro prestatiekernen heeft moeten opvoeren naar 3,79 GHz, tegenover 3,46 GHz op de A16 Bionic chip om de prestaties te verbeteren. Dit zou op zich al problemen met oververhitting kunnen veroorzaken, en het verklaart ook waarom de batterij niet langer meegaat, ondanks het veelgeprezen nieuwe 3 nm-proces.

De andere belangrijke energievretende component in Apple's A17 Pro chip die nader onderzoek verdient, is het volledig nieuwe GPU-ontwerp. Apple zegt dat het de meest significante GPU architectuur revisie is sinds het voor het eerst begon met het ontwerpen van Apple silicium en beschikt over hardware versnelde ray tracing en mesh shading ondersteuning. Om te benadrukken hoe krachtig de nieuwe GPU is - naar verluidt 20% sneller dan de A16 GPU - is Apple een samenwerking aangegaan met toonaangevende makers van PC-games om recente AAA-games zoals Death Stranding, Assassin's Creed Mirage, Resident Evil Village en Resident Evil 4 naar het platform te brengen. PC- en consolegames hebben lang op zich laten wachten voor de iPhone -- met name Resident Evil Village is beperkt tot de nieuwe iPhone 15 Pro-modellen en iPads met een M1-chip of nieuwer.

Er zijn echter ook grote vraagtekens bij de nieuwe GPU. Volgens een rapport van https://www.theinformation.com/articles/inside-apples-war-for-chip-talent van The Information was Apple oorspronkelijk van plan om deze GPU-architectuur te introduceren in de A16 Bionic-chip van vorig jaar, maar deze werd op het laatste moment teruggetrokken. De reden? De prototype GPU's waren gevoelig voor oververhitting van het apparaat en verbruikten ook te veel stroom. Het fiasco was naar verluidt de grootste fout ooit gemaakt door het Apple siliconenteam, dat op dat moment ook een reeks topchiptechnici het bedrijf zag verlaten voor startups of andere bedrijven voor startups of andere bedrijven. Ongetwijfeld heeft Apple in de tussenliggende maanden verder gewerkt aan het ontwerp, voordat de nieuwe GPU-architectuur uiteindelijk zijn weg vond naar de A17 Pro. De ingenieurs verwachtten waarschijnlijk ook dat de krimp van de chip naar een zogenaamd efficiënter knooppunt de aanhoudende zorgen over oververhitting en stroomverbruik zou verminderen - als het volgens specificatie zou werken.

We hebben onze iPhone 15 Pro Max getest met de standaard cross-platform 3D Mark Wild Extreme Stress Testdie een grafisch veeleisende loop uitvoert over een periode van 20 minuten. Hiermee worden de langdurige prestaties van de GPU van een chip gemeten, wat een belangrijke maatstaf is voor hoe lang een apparaat een bepaald prestatieniveau kan behouden. Dit is vooral belangrijk voor gebruikers die grafisch veeleisende apps gebruiken, zoals games - iets wat Apple heeft aangeprezen als een belangrijke functie van de Pro-modellen van dit jaar. Zoals je in de onderstaande "Prestatiebereik"-grafiek kunt zien, presteert de iPhone 15 Pro Max over het algemeen beter dan de iPhone 13 Pro Max die we ook bij de hand hadden.

De iPhone 13 Pro heeft een A15 Bionic chip die is gemaakt op TSMC's welbekende 5 nm (N5P) node. Ondanks de lagere algehele prestaties van de A15 Bionic in termen van framerates, wat te verwachten is gezien het oudere ontwerp van de GPU, is het profiel van de prestaties op lange termijn zeer vergelijkbaar met dat van de A17 Pro, waarbij beide rond de 130 seconden problemen beginnen te krijgen met het vasthouden van de prestaties. Het is echter verrassend dat de aanhoudende prestatiekenmerken van het oudere N5P-proces erg lijken op het nieuwere N3B-proces. De gebruiksduur van de batterij van de iPhone 15 Pro daalde in de loop van de test met 10%, net als die van de iPhone 13 Pro - zelfs met de oudere batterij.

Dit suggereert dat er geen duidelijke efficiëntiewinst is in de knooppunten of GPU-architecturen, ondanks de bewering van TSMC dat we tot 35% efficiëntiewinst zouden kunnen zien ten opzichte van zijn N5P knooppunt. Het is ook opmerkelijk dat de A17 Pro met 67% minder stabiel was in de loop van de test dan de A15 Bionic met 73,6%. Dit zijn geen bevindingen die je zou verwachten van een chip met een nieuwere architectuur op een zogenaamd geavanceerd en efficiënter knooppunt. In plaats daarvan is het een weerspiegeling van de eerder genoemde 'siliciumloterij' die alleen maar sterker wordt wanneer de opbrengst relatief laag is.

Wat warmte betreft, waren zowel de iPhone 15 Pro als de iPhone 13 Pro warm om aan te raken, maar er was zeker niets ongewoons aan onze iPhone 15 Pro Max, in tegenstelling tot sommige andere iPhone 15 Pro Max-modellen met vergelijkbare benchmarks. Wat wel duidelijk opviel, was dat het titanium van de iPhone 15 Pro Max koeler aanvoelde dan het stalen frame van de iPhone 13 Pro Max, wat te verwachten was gezien de verschillende warmtegeleidende eigenschappen van de twee materialen. Dit betekent dat er bij het ontwerp van de iPhone 15 Pro meer warmte via het glas moet worden afgevoerd. Maar aangezien niet alle iPhone 15 Pro-modellen oververhit raken - en hoewel een robuustere koeloplossing aantoonbaar gerechtvaardigd was - suggereert dit dat het probleem niet zozeer ligt bij het thermische ontwerp, maar eerder ergens anders.

Andere mogelijke problemen die ertoe kunnen leiden dat sommige iPhone 15 Pro-modellen oververhit raken, kunnen te maken hebben met apps van derden die nog niet zijn geoptimaliseerd voor iOS 17 en die bij sommige gebruikers wel zijn geïnstalleerd, maar bij andere niet. Of het probleem kan te maken hebben met problemen met de systeemsoftware en firmware in iOS 17-versies die uniek zijn voor bepaalde markten. Als het probleem wordt veroorzaakt door een malafide app, kan het een mogelijke oplossing zijn om de batterij-instellingen te controleren op een app die mogelijk veel stroom en CPU-cycli verbruikt en deze te verwijderen - als dit wordt gevonden. Als het een OS-gerelateerd probleem is, zou dat moeten betekenen dat Apple in de nabije toekomst een patch uitbrengt om het probleem op te lossen. Als het hardwaregerelateerd is, kan dat alleen betekenen dat Apple dit eerst moet erkennen en vervolgens een speciaal serviceprogramma moet starten om het probleem te verhelpen.

Als je een iPhone 15 Pro wilt kopen, maar je maakt je zorgen, koop hem dan bij een officiële Apple Store of een andere winkel met een gratis retourbeleid. Voor degenen die een iPhone 15 Pro hebben die is aangetast, maar het toestel niet kunnen retourneren, begint het wachten.