Trong điều kiện lý tưởng, nguồn điện cho chip xử lý để mở hoặc đóng hàng tỷ transistor, thực hiện hàng tỷ phép tính mỗi giây, sẽ được sử dụng hoàn hảo mà không chuyển đổi năng lượng thành nhiệt năng. Tuy nhiên, công nghệ của chúng ta chưa đạt được mục tiêu đó. Chip tiêu tốn nhiều điện năng để hoạt động ở tần số cao, điều này làm tăng nhiệt năng tỏa ra. Đây cũng là lúc các kỹ sư phải tìm ra sự cân bằng giữa hiệu suất của chip và nhiệt năng tạo ra trong quá trình hoạt động, từ đó trang bị các hệ thống tản nhiệt hiệu quả.
Có một thời điểm, khi Steve Jobs thiết kế chiếc Apple II, ông muốn bộ nguồn của máy không có quạt tản nhiệt, để hệ thống hoạt động mượt mà nhất có thể. Dĩ nhiên, công nghệ của thế kỷ XXI đã giải quyết phần nào vấn đề của Steve Jobs. Chiếc MacBook Air trang bị chip M1 chỉ có tản nhiệt thụ động, không có quạt thổi khí nóng từ bên trong chassis ra ngoài, nhưng vẫn hoạt động khá tốt khi xem xét đến các nhiệm vụ cơ bản.
Tuy nhiên, với các nhiệm vụ chuyên nghiệp, đòi hỏi sức mạnh xử lý càng mạnh càng tốt, giải pháp không quạt vẫn chưa thể thay thế. Trước đây, tôi đã thấy một số ý tưởng về case máy tính không quạt tản nhiệt, hoàn toàn không có quạt, nhưng chúng vẫn chưa đủ sức đáp ứng nhu cầu sử dụng với hiệu suất rất cao của máy tính, hoặc đơn giản là kích thước quá cồng kềnh. Vì vậy, chúng ta vẫn phải sử dụng quạt để làm mát cho máy tính.
Khám phá ý tưởng thú vị trên chiếc Mac Pro 'thùng rác' năm 2013 của Apple, toàn bộ hệ thống linh kiện PC sử dụng chung một quạt tản nhiệt để tạo ra dòng khí mát, hút khí tươi từ bên ngoài và thổi khí nóng từ linh kiện.
Trước đó, tôi đã trải nghiệm hai chiếc PC với thiết kế tương tự: MSI Vortex phiên bản đầu tiên năm 2016 và Mini PC ProArt PA90 gần đây hơn.
Hai thiết kế này đều chia sẻ điểm chung về phần cứng, sử dụng kiến trúc chip xử lý x86. Hiệu quả tản nhiệt của từng thiết bị khác nhau, đặc biệt trong giai đoạn chip xử lý PC sử dụng tiến trình 28 nm, khiến quạt truyền thống không đủ để làm mát toàn bộ hệ thống.
Khi Mac Pro 2013 được giới thiệu và trong những năm tiếp theo, nhiều người chỉ trách móc về nhiều điểm. Đặc biệt, lựa chọn GPU lỗi thời và khả năng nâng cấp kém cỏi so với Mac Pro 2006. Máy chạy nóng, thường xuyên bị thermal shutdown.
Vấn đề tản nhiệt và khả năng mở rộng cấu hình đã khiến Apple phải quay trở lại thiết kế thùng máy cổ điển với 3 quạt hút lớn trên Mac Pro 2019. Tuy nhiên, Mac Studio với chip M1 Ultra lại thể hiện sức mạnh xử lý mà không cần thiết kế khối lớn của máy tính cổ điển. Chiếc máy nhỏ gọn này với hiệu suất ngang bằng các PC Windows mạnh mẽ như Core i9-12900K và RTX 3090, đặc biệt là đối với các tác vụ chuyên nghiệp.
Với những chiếc Mac Studio sử dụng chip M1 Max, hiệu quả tản nhiệt có thể còn cao hơn. Câu chuyện về quạt tản nhiệt của các máy tính Mac giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tiềm năng và hiệu suất thực tế của kiến trúc ARM, đặc biệt là thành tựu mà Apple đã đạt được với kiến trúc M1 trong suốt 2 năm qua.