Überhitzung bei Smartphones: So bekommt Ihr das Problem in den Griff

Warum erwärmen sich Smartphones?

Die Antwort liegt in den Grundsätzen der Physik: Elektrischer Strom erzeugt Wärme, wenn er durch einen Leiter fließt. Weil in unserem Smartphone elektrischer Strom durch die Schaltkreise fließt, entsteht natürlich Wärme. Die Menge an Wärme, die das Smartphone erzeugt, ist proportional zu der Menge an Elektrizität, die es durchfließt. Bei einem Spiel, das eine hohe Rechenleistung erfordert, erwärmt sich der Soc, das System-on-a-Chip, auf dem sich sowohl der Rechenprozessor als auch der Grafikprozessor und weitere Komponenten befinden.

Dass sich dein Smartphone erhitzt, ist also erst mal kein Grund zur Sorge, denn Smartphone-Chips sind dafür ausgelegt. Aber wenn die Hitze unangenehm wird, solltest Du dem Ganzen auf den Grund gehen.

Warum überhitzen Smartphones?

Grundsätzlich sind SoCs stark optimiert und Überhitzung stellt kein Problem dar. Sie wurden entsprechend entwickelt, um hohen Temperaturen stand zu halten. Wenn das Telefon eine schädigende Temperatur erreicht, wird die Taktfrequenz des Prozessors reduziert, somit kann das langsame Reagieren des Smartphones schon ein Hinweis sein, dass ein Hitzeproblem besteht. Wenn es dann tatsächlich eine kritische Hitze erreicht, wird eine Warnung als Benachrichtigung angezeigt und Ihr könnt das Smartphone so lange nicht benutzen, bis es sich abgekühlt hat.

Wenn Euer Smartphone regelmäßig unter Überhitzung zu leiden hat, kann das an mehreren lösbaren Problemen liegen, die meist mit einer Überstrapazierung der Hardware zusammenhängen. Den Grafikprozessor über längere Zeit an seine Grenzen zu bringen, ist einer der schnellsten Wege, Euer Smartphone zu überhitzen. Jeder, der schon mal eine Gear VR mit einem aktuellen Samsung-Galaxy ausprobiert hat, hat dies bereits erlebt. Eine ähnliche Situation entsteht beim Nutzen von sehr aufwändigen Apps, die aber dann eher den Hauptprozessor ins Schwitzen bringen. Weiteren Einfluss auf die Wärmeentwicklung nehmen Multitasking, besondere Features und Funktionen (wie zum Beispiel Widgets) und die Daten-Synchronisation (über WLAN oder das mobile Datennetzwerk).

Auch externe Einflüsse können das Problem verstärken: Wenn Ihr Euer Smartphone zum Beispiel direkt in der Sonne liegen lasst oder es auf die Heizung legt. Wenn Ihr dies aber alles nicht macht und Euer Smartphone trotzdem regelmäßig überhitzt, kann dies ein Hardware-Defekt bedeuten und Du solltest dich um einen Austausch oder Reparatur bemühen.

Es gibt kein besseres Beispiel für schlechtes Hardware-Design, das zu Überhitzung führt, als der berüchtigte Snapdragon 810. Er war der Highend-Prozessor von Qualcomm im Jahr 2015 und wurde praktisch in jedem Highend-Smartphone des Jahres verbaut. Schon mit den ersten Smartphones hörte man Gerüchte, dass der Prozessor zum Überhitzen neigen würde. Die Performance fiel bei den verschiedenen Geräten unterschiedlich aus und der Chip drosselte seine Leistung nachweisbar sehr stark, um eine Überhitzung zu verhindern.

Vor allem Sony Smartphones litten stark unter diesem Problem. Das Z3+ erhielt mehrere Software-Updates, um dem Ganzen Herr zu werden und Sony entschied sich beim Z5 sogar dafür, eine Heatpipe einzubauen. Auch Samsung hat bei der Entwicklung des Galaxy S7 und S7 Edge zu dieser Lösung gegriffen - hier kommt jedoch der Exynos 8890 zum Einsatz.

Eine Überhitzung des Smartphone sollte eigentlich nicht entstehen und die Chip-Hersteller geben meist Empfehlungen, bei welchen Temperaturen eine Drosselung der Taktrate eintreten sollte. Wenn es aber regelmäßig zu hohen Temperaturen kommt, kann das Smartphone langfristigen Schaden nehmen.

Welche Schäden können entstehen?

Akku

In jedem modernen Smartphone befindet sich aktuell ein Lithium-Ionen Akku. Bei einer normalen Batterie kann der Strom nur in eine Richtung fließen und sie kann somit nicht wieder aufgeladen werden. Ein Lithium-Ionen Akku lässt die chemische Reaktion in beide Richtungen zu, der Akku kann also wieder aufgeladen werden und das mehrere hundert Mal.

Die Lithium-Ionen-Technologie ist die zur Zeit beste verfügbare, aber auch sie leidet unter Nachteilen. Vor allem zwei Probleme stechen heraus: Erstens lässt die Kapazität über die Zeit nach, auch wenn die Akkus nicht geladen werden. Dies passiert zwar recht langsam, aber nichts desto trotz muss oftmals nach zwei bis drei Jahren der Akku getauscht werden. Zweitens sind die Akkus recht hitzeempfindlich. Temperaturen über 30 Grad Celsius schädigt den Akku mit der Zeit und diese Temperatur wird schon mit jeder Aufladung erreicht.

Die erhöhte Temperatur nimmt vor allem Einfluss auf den Alterungsprozess des Akkus, er verliert an Kapazität und lässt Euch somit schneller im Stich.

Im absoluten Extremfall kann ein Lithium-Ionen-Akku durch Hitzeeinwirkung sogar explodieren. Auch wenn wir alle die Horror-Geschichten in der Presse gelesen haben: Die Gefahr, dass dies passiert ist sehr gering. Nur ein technischer Defekt oder extreme äußere Bedingungen können zu diesem Symptom führen. Es entsteht ein sich selbst verstärkender, Wärme produzierender Prozess. Die erhöhte Temperatur sorgt für eine verstärkte Reaktion, was wieder mehr Wärme produziert, und so weiter. Damit der Akku letztendlich explodiert, muss eine Temperatur von über 200 Grad Celsius erreicht werden. Eine Temperatur, die im Alltag praktisch nicht zu erreichen ist.

System-on-a-Chip

Um die Hitzeentwicklung des Chipsatzes zu unterbinden, wird die Leistung des Hauptprozessors gedrosselt, was zur Verlangsamung des Systems führt. Teilweise wird das Smartphone so regelrecht unbenutzbar. Wenn zu lange eine erhöhte Temperatur auf den Prozessor einwirkt, kann er sogar mechanisch beschädigt werden. Auch hier, wie beim Akku, besteht nur eine geringe Gefahr, da die Software die Temperatur überwacht und im Zweifelsfall eingreift. Außerdem vertragen die mobile Prozessoren sehr hohe Temperaturen, vor der die Steuerungssoftware üblicherweise schützt. Trotzdem kann es unangenehm werden, immer wieder ein zu warmes Telefon in den Händen zu halten und auf eine Abkühlung des Systems warten zu müssen. Manche Smartphones neigen zur starken Erwärmung (wie zum Beispiel das Sony Xperia Z3+), bei anderen ist das eher selten.

Überhitzung verhindern

Akku

Wenn der Akku voll geladen ist, nimmt er auch am meisten Schaden. Es ist also regelrecht schädlich, den Akku voll zu laden, da der Ladevorgang beim Erreichen der 100% unterbrochen wird und kurze Zeit später wieder gestartet wird. Auch den Akku immer komplett zu entladen, kann negative Auswirkungen haben. Haltet Ihr den Akkuladestand zwischen 30 und 80 Prozent, schont Ihr den Akku. Dieses Vorgehen schützt außerdem vor Überhitzung und übermäßiger Abnutzung. Auch wenn sich dies nach nerviger Arbeit anhört (und das ist es), kann es die Lebensdauer des Akkus deutlich erhöhen.

Unsere Fotografin Ira hat mit defekten Akkus mehrmals Bekanntschaft gemacht. Nachdem die Akkus des öfteren noch an dem Ladekabel hingen, obwohl sie schon voll geladen waren, haben insgesamt 6 Akkus den Dienst eingestellt. 5 haben einfach komplett ihre Kapazität verloren und einer hat sich wie ein Ballon aufgebläht, wie Ihr auf den Bildern oben und unten sehen könnt.

System-on-a-Chip: Starke Erhitzung des Prozessors verhindern

Um eine Überhitzung des Ein-Chip-System zu verhindern, solltet Ihr anspruchsvolle Spiele und Anwendung (wie zum Beispiel Video-Apps) nicht zu lange nutzen. Auch Multitasking mit anspruchsvollen Apps, eine dauerhafte Nutzung von Bluetooth und unstabilen WLAN-Verbindungen können das System stark belasten und so zur Überhitzung führen.

Zusammenfassung

Überansprucht Euer Smartphone nicht und lasst es nicht mitten in der Sonne liegen und grundsätzlich solltet Ihr keine Probleme haben. Die modernen Smartphones sind dafür ausgelegt, auch mit anspruchsvolleren Aufgaben umzugehen und die Gefahr, dass das Smartphone dahin schmilzt, sind sehr gering. Wenn die Temperaturen aber ohne erkennbaren Grund regelmäßig steigen, lässt das einen Defekt vermuten und das Gerät sollte ausgetauscht oder repariert werden.