How to Fast Charing Your Macbook?

เมื่อหลาย ๆ วันก่อนเลย เราได้อ่าน Comment อะไรแบบนั้นแหละ ก็คือมีคนบอกว่า การที่เราจะ Fast Charge Macbook ของเราได้เนี่ย เราจะต้องใช้ Magsafe เท่านั้นนะ ถ้าเราเสียบผ่าน USB-C มันจะไม่ได้เป็น Fast Charge เราก็ งง นะ เพราะเท่าที่เราอ่านมา เราก็เข้าใจว่า ใน Macbook ที่รองรับ Fast Charge นั่นคือกลุ่มของ Apple Silicon ไม่รวม M1 ปกติ จะสามารถ Fast Charge ผ่าน USB-C ได้ด้วย ไม่จำเป็นที่จะต้องใช้ Magsafe เว้นแต่ Macbook Pro 16-inch ที่มันรับไฟได้มากกว่า 100W ที่จะต้องใช้ Adapter และ สาย Magsafe เท่านั้น

TLDR; การทำ Fast Charge บน Macbook ที่รองรับ สามารถทำผ่านได้ทั้งสาย USB-C to USB-C และ USB-C to Magsafe ได้ ยกเว้น รุ่น 16 นิ้วที่จะต้องใช้ สาย USB-C to Magsafe ที่มาในกล่อง คู่กับ Adapter 140W ของ Apple เท่านั้น

Fast Charge คืออะไร ?

เอาจริง ๆ มันก็แอบนิยามยากนะว่า Fast Charge คืออะไร เท่าไหร่คือเร็ว เท่าไหร่คือช้า แต่สำหรับในของ Apple เอง เขาบอกไว้แค่ว่า มันสามารถชาร์จ 50% ใน 30 นาทีเท่านั้นเอง มันไม่ได้บอกเลยว่า มันต้องชาร์จกี่ Watt อะไรเลย

แต่ถ้าเราไปดูที่ Adapter ของ Apple ที่แถมมากับตัวเครื่องเลย อย่างใน Macbook Pro 14 นิ้ว ตัวสูงสุดก็จะเป็น Adapter แบบ 96W และ ใน 16 นิ้วก็จะเป็น 140W ถ้าเดา ๆ เลย เราก็คิดว่า ไฟที่เข้าได้สูงสุด ก็น่าจะอยู่ใกล้ ๆ กับ 96W บน 14 นิ้ว และ 140W บน 16 นิ้วแน่ ๆ ละ

Fast charge your 14-inch or 16-inch MacBook Pro

You can fast charge your MacBook Pro (14-inch, 2021) or MacBook Pro (16-inch, 2021) up to 50 percent battery in around 30 minutes. Learn which power adapters, cables, and displays can fast charge your Mac.

Apple Support

ซึ่ง Support ของ Apple เองก็มีการเขียนไว้เหมือนกันว่า ถ้าเราจะ Fast Charge เราจะต้องใช้อะไรยังไงบ้าง ซึ่งบน 16 นิ้ว ก็มีตัวเลือกเดียวเลยคือ 140W USB-C Power Adapter + USB-C to MagSafe 3 Cable หรือก็คือ ใช้ Adapter กับสาย Magsafe ที่มาในกล่องในการชาร์จนั่นเอง

ส่วน 14 นิ้วใช้ได้หลายตัวเลือกมาก ๆ ตั้งแต่สาย USB-C, Thunderbolt และ Magsafe โดยขอแค่ว่า มันจ่ายไฟได้อย่างน้อย 96W เหมือน Adapter ที่ Apple แถมมากับเครื่องเลย เลยทำให้เราคิดว่า น่าจะใช้งานได้นะ

Experimental Design

เพื่อให้เรารู้ได้แน่นอน เราจะใช้ปลั๊กวัดไฟ ในที่นี้ เราใช้เป็น Sonoff S31 น่าจะเป็นปลั๊กวัดไฟทั่ว ๆ ไปที่ใช้งานกันปกตินี่แหละ เราไปจิ๊กจากเครื่องคอมพิวเตอร์สำหรับเล่นเกมเรามา

โดยที่มันสามารถรับกระแสสูงสุดได้ที่ 15A หรือ 1800W ซึ่ง วันนี้เราจะทดสอบกันไม่เกิน 100W ดังนั้น ก็น่าจะรอดแหละ

วิธีการทดลองคือ เราจะสร้างตัวแปรต้น เป็นสาย และ Adapter สำหรับการชาร์จ โดยที่ สายที่เราจะใช้เป็น สาย Magsafe to USB-C ที่มาในกล่อง Macbook Pro 14-inch M1 Max และ อีกเส้น จะเป็น InCharge X Max ที่เคลมว่าได้ 100W ก็น่าจะทำให้เราดันได้เต็มของที่ Apple แนะนำมาแน่นอน

ส่วน Adapter ที่เราจะใช้ เราอยากรู้ว่า เราจำเป็นที่จะต้องใช้ Adapter ของ Apple มั้ย เราก็เลยลองกับ 2 Adapter ด้วยกันคือ Adapter ที่มาในกล่อง Macbook Pro 14-inch M1 Max เองที่มีขนาด 96W และ Omega 200W GaN Charger ที่หัว USB-C จ่ายไฟได้ 100W ตามมาตรฐาน USB-PD ก็น่าจะดันไปได้สุด เกือบ ๆ เท่ากัน

ส่วนค่าที่เราจะวัดเป็นตัวแปรตามคือ กำลังไฟที่ใช้ชาร์จ โดยที่เราจะเริ่มบันทึกผลการทดลองเมื่อเราทำการเสียบที่ชาร์จไปแล้ว รอเป็นเวลา 15 วินาที และ รอให้ใน Application มีการ Refresh ค่าพลังงาน 5 ครั้ง

และสุดท้าย ตัวแปรควบคุมคือ ตัวเครื่อง Macbook Pro 14-inch M1 Max อันนี้จะใช้เป็นเครื่องเดียวกันทั้งหมด โดยที่ เราจะควบคุม SoC ให้อยู่ที่ 26% เลขนี้เราได้เพราะว่า เราใช้เหลือตอนเริ่มการทดลองพอดี และไม่ได้มากไปหรือน้อยไปจนทำให้มันลดกำลังตาม Charging Curve

SoH อยู่ที่ 91% ด้วยกัน นอกจากนั้น ตัวเต้าเสียบ และ ปลั๊กวัดไฟ จะเป็นตัวเดียวกันทั้งหมด

Remark ตัว Sonoff S31 อาจจะไม่ได้ให้ค่าพลังงานที่แม่นยำที่สุด แต่อันนี้เราจะใช้วิธีการเปรียบเทียบกันระหว่างการทดลองโดยใช้ Sonoff S31 ตัวเดียวกัน ทำให้เราสามารถนำมาเปรียบเทียบได้โดยตรง แต่ไม่สามารถบอกถึงค่าพลังงานที่แท้จริงได้ บอกได้แค่คร่าว ๆ เท่านั้น ไม่สามารถเอาไปเปรียบเทียบกับ S31 ตัวอื่น หรือ เครื่องวัดอื่น ๆ ได้

ทำให้จาก การ Vary ตัวแปรต้น เราจะสามารถแบ่งออกมาได้เป็น ทั้งหมด 4 การทดลองด้วยกัน คือ Adapter Omega 200W GaN Charger ใช้ร่วมกับ Magsafe และ InCharge X Max Cable และ Apple 96W Adapter ใช้ร่วมกับ Magsafe และ InCharge X Max Cable

Experiment Result

เริ่มจากการตั้ง Baseline กันก่อนเลยละกัน เราจะใช้วิธีคือ การที่เราเอาแค่ Sonoff S31 หรือปลั๊กวัดไฟของเราเสียบเข้าไปเฉย ๆ แล้วลองอ่านค่าจาก App ว่ามันจะได้เท่าไหร่ เพราะบางครั้ง มันอาจจะวัดตัวมันเองเข้าไปด้วย ทำให้เมื่อเราเสียบไปมันอาจจะไม่เป็น 0 ถ้าเป็นแบบนั้นเราจะต้อง Factor มันออกไปด้วยเสมอ โอเค โชคดีที่มันได้ค่าเป็น 0 ทำให้เราสามารถใช้ค่าที่แสดงออกมาได้ตรง ๆ เลย

หลังจากนั้น เราก็ค่อย ๆ ทำการทดลองตามที่ได้เล่าไปเลย ค่อย ๆ สลับสาย และ Adapter พร้อมกับ ถ้า SoC มันเกิน เราจะต้องใช้ SoC ให้กลับมาที่เดิมให้ได้ก่อนที่จะเริ่มทำการทดลองอีกครั้ง ก็ทำไปทั้งหมด 4 ครั้งได้ผลการทดลองดังตารางด้านล่างนี้เลย

เราจะเห็นว่า ในตารางด้านบน เราจะเห็นได้เลยว่า เมื่อ เราใช้สาย InCharge X Max ซึ่งเป็นตัวแทนของสาย USB-C ของเรา ไม่ว่า เราจะเสียบเข้ากับ Adapter ของ Apple เองที่มาในกล่อง หรือจะเป็น Omega ที่จ่ายไฟได้ 100W ล้วนจะชาร์จได้ที่ ประมาณ 67W ทั้งหมดเลยแต่กลับกัน ถ้าเราใช้ สาย Magsafe ที่มาในกล่อง ไม่ว่าจะเสียบกับ Adapter ตัวไหนที่เราใช้ในการทดลองมันจะได้ที่ 90.84W เท่า ๆ กันเลย

ทำให้เราสามารถสรุปผลการทดลองได้ว่า การใช้ Magsafe ทำให้เราสามารถใช้งาน Fast Charge โดยที่มันจะชาร์จด้วยกำลังไฟสูงสุดที่ 90W แต่ถ้าเราใช้สาย inChargeX เข้ากับ Adapter ทั้งสองตัวที่ใช้ในการทดลอง เราจะสามารถดึงไฟได้น้อยกว่า คือ 67W เท่านั้น

แต่เอ๊ะ ๆ ไหน Apple บอกว่า มันสามารถใช้สาย Thunderbolt หรือ USB-C มันก็สามารถที่จะใช้งาน Fast Charge สิ ถ้าใช้ Configuration ที่ Apple แนะนำสำหรับการทำ Fast Charge คือ Magsafe และ Adapter ของ Apple เองมันจ่ายไฟได้ที่ 90W แล้วทำไมเราใช้สาย USB-C กับ Adapter ของ Apple เอง เราได้ไม่ถึง 90W ละ มันต้องมี Confounder อื่น ๆ ที่เข้ามาทำให้เราสรุปผลการทดลองผิดพลาดได้แน่ ๆ

Further Investigation

เอาละ ถ้าเกิดเป็นอย่างที่เราคิดจริง แล้วอะไรละที่จะทำให้เกิดเรื่องแบบนี้ขึ้นได้ เพราะอุปกรณ์ทั้งหมด ก็ได้รับการ Rated จากผู้ผลิตแล้วว่าสามารถจ่ายไฟได้ที่ 100W แน่นอน แปลว่า มันต้องมีใครสักคนที่ ตอแหล แน่นอน

ของชิ้นแรกที่เราคิดไว้ คือ สายที่ใช้ในการเสียบเลย โดยเฉพาะสาย USB-C ที่มันมีเยอะมาก ๆ มี Variation เยอะมาก ๆ ทำให้ในความเป็นจริงเวลาเราไปเดินซื้อสาย USB ทั้งหมดเลย สาย USB เกิดมาไม่เท่าเทียมกันนะ บางเส้นบอกว่า มันสามารถจ่ายไฟได้เท่านั้น เท่านี้ บางเส้นบอกว่า จ่ายได้เยอะเลยนะ เพราะรองรับมาตรฐาน USB-PD อะไรแบบนั้น

ดังน้ัน เราเลยจะเติม Experiment เข้าไป 2 อันเพื่อให้เราสามารถตอบข้อสงสัยนี้ได้กระจ่างมากขึ้น โดยที่เราจะเอาสาย USB-C to USB-C ของ Apple เองที่มากับ Macbook Pro 16-inch 2019 ที่มันควรจะใช้คู่กับ Adapter 96W ดังนั้น มันน่าจะจ่ายไฟได้เต็ม ๆ หรือมากกว่านั้นแน่ ๆ มาทดสอบกัน

เพื่อให้กำจัดความเป็นไปได้ว่า หรือ เพราะมันเกิดจาก Adapter ด้วยมั้ย ? เราเลยทำการทดลองเพิ่มเป็น 2 การทดลองย่อยด้วยกัน คือ การใช้สาย USB-C to USB-C ของ Apple เองใช้กับ Adapter ทั้ง 2 ตัวที่เราทดลองกันก่อนหน้านั้น คือ Apple 96W และ Omega 200W GaN Charger และใช้ตัวแปรควบคุมเช่นเดียวกับการทดลองชุดก่อนหน้า

ผลการทดลองบนตารางด้านบน เราจะเห็นว่าถ้าเราใช้ สาย USB-C to USB-C ของ Apple เอง คู่กับ Adapter ขนาด 96W ของ Apple เอง เราจะได้กำลังอยู่ที่ 88.91W และขณะที่เราใช้สายเดียวกัน แต่เป็น Adapter Omega 200W GaN Charger แทน เราจะได้อยู่ที่ 90.2 ซึ่งมันใกล้เคียงกับ การทดลองชุดก่อนหน้าเลยที่เราใช้สาย Apple Magsafe ที่มาในกล่องคู่กับ Adapter ทั้งของ Apple เองและ Omega โดยมี SD อยู่ที่ 0.3208 และ Average ที่ 90.5067W ทำให้ค่าที่ออกมา เรามองว่ามันค่อนข้างน่าเชื่อถือว่า มันได้ใกล้ ๆ กันมากจริง ๆ

จากผลการทดลองในชุดที่ 2 รวมกับชุดที่ 1 เราสามารถสรุปผลการทดลองได้ 2 ข้อ อย่างแรกคือ การใช้สาย USB-C ร่วมกับ Adapter ของ Apple เอง หรือจะเป็น Omega 200W เอง ก็ทำให้เราสามารถชาร์จ Macbook Pro 14-inch ได้ที่ 90W เท่ากับการใช้สาย Magsafe คู่กับ Adapter 96W ของ Apple เอง นั่นทำให้เราสามารถสรุปต่อได้อีกข้อว่า สาย inCharge X Max ไม่สามารถชาร์จ Macbook Pro 14-inch ได้กำลังเท่ากับการใช้สาย Apple USB-C to USB-C และ Apple Magsafe to USB-C ที่มาในกล่องนั่นเอง

Reaching the Limit

เราอยากรู้ต่อว่า แล้วจริง ๆ แล้ว มันจะไปได้เกิน 90W จริงหรือไม่ เพราะว่า ณ ตอนที่เราทดสอบ เรามีการเปิดเครื่อง และควบคุมพวกแสงหน้าจอ ทุกอย่างให้เหมือนเดิม ปิดทุกโปรแกรมเหมือนกันทุกประการ ซึ่งเราก็ได้สูงที่สุดอยู่ที่ 90W เท่านั้นเอง ซึ่งเราเดาว่า กำลังที่ชาร์จเข้า Battery สูงสุดอาจจะน้อยกว่านั้นนิดหน่อยแหละ เพราะมันต้องแบ่งไฟไปกับพวกหน้าจอ และอุปกรณ์ภายในเครื่องอื่น ๆ อีกมากมาย

เราเลยลองเอา Final Cut Project มาลอง Render เลยปรากฏว่า เราสามารถ Max Out กำลังได้อยู่ที่ 100.87W บนสาย USB-C to USB-C ของ Apple และ Omega 200W GaN Charger บนหัว C1 ที่ให้กำลังสูงสุดที่ 100W ก็เรียกได้ว่า เรียกเต็ม Max ของ Adapter แล้ว

ทำให้เราเดาว่า จริง ๆ แล้ว ถ้าเรากำลังทำงานจริง ๆ เช่น Render Video ใหญ่ ๆ เลย ที่กินไฟเยอะมาก ๆ การที่เราใช้ Adapter 140W และสาย Magsafe ที่มาพร้อมกับ Macbook Pro 16-inch จะทำให้มันจ่ายไฟมากกว่า 100W ได้หรือไม่ อันนี้น่าสนุกอยู่เหมือนกัน

เพราะว่า Adapter USB-C ที่เกิน 100W ไม่มีอยู่แล้ว ยกเว้น Apple เพราะมันเกินที่มาตรฐานกลางอย่าง USB-PD ณ วันที่เขียนมันไม่ได้เกิน 100W

เพราะสาย USB-C ไม่ได้เกิดมาเท่าเทียมกันทุกเส้น

โอเคก่อนที่ทุกคนจะไปรุมสาป RollingSquare ที่เป็นผู้ผลิตสาย InCharge X Max เราต้องมาทำความเข้าใจกันเพิ่มหน่อย เพราะ จริง ๆ แล้วเวลาเราจะส่งไฟกันผ่านสาย การบอกกำลังสูงสุดมันแอบคร่าว ๆ ไปหน่อย เพราะมันอาจจะเกิดจาก กระแส และ แรงดันที่ต่างกัน เช่น เราบอกว่า สายเส้นนี้ส่งไฟได้สูงสุด 20W มันอาจจะเกิดจาก 4A/5V หรือ 2A/10V ก็ได้ใช่ม่ะ แต่สายอาจจะบอกว่า มันรองรับสูงสุดที่ 5V แปลว่า มันก็จะไป Max แรงดันละ แล้วถ้าบอกว่า อุปกรณ์ หรือ Adapter เรารองรับกระแสได้แค่ 2A แปลว่า จริง ๆ แล้วเราสามารถส่งไฟได้ที่ 5V/2A หรือ 10W เท่านั้น เห้ย หายไปครึ่งเลยนะ เมื่อเทียบกับที่ผู้ผลิตเคลมไว้ ทำให้การเคลมด้วยกำลัง แมร่งเป็นอะไรที่คร่าวชิบหายเลย

ซึ่งอ้างอิงจากเว็บของ Rolling Square จริง ๆ เขาบอกว่า สาย InCharge X Max ถ้าเราเสียบเป็น USB-C to USB-C มันรองรับสูงสุดจริง ๆ 100W บน 20V/5A หรือลดไปอีกคือ 9V/2A กับ 5V/3A ดังนั้นในความเป็นจริง ตัว Adapter หรืออุปกรณ์ มันไม่สามารถจ่าย และ รับได้ 20V/5A ตามที่สายกำหนดสูงสุดไว้เลย ทำให้เราไม่ได้เต็ม แล้วไปตันอยู่ที่ 67W ดั่งที่เราเห็นในการทดลองก่อนหน้านั่นเอง

สรุป

จากการทดลองทั้งหมด ทำให้เราสามารถสรุปได้ว่า ถ้าเราจะชาร์จ Macbook Pro 14-inch แบบเร็ว เราสามารถใช้ได้ทั้ง Magsafe หรือ USB-C แต่ขอให้ Adapter จ่ายไฟได้ 96W หรือมากกว่านั้น กับสาย USB-C รองรับการจ่ายกระแสได้ ซึ่ง ถ้าไม่อยากคิดอะไรเยอะ ก็หาสายของ Apple เองก็น่าจะโอเคแล้วละ ไม่น่ามีปัญหาอะไร นอกจากนั้น การทดลองที่เราทำวันนี้ยังมีช่องโหว่อีกหลายเรื่องเนื่องจาก เราไม่มีอุปกรณ์ เช่น เก็บข้อมูลที่เราเอาจาก App ที่มันต้องวิ่งผ่าน Cloud ทำให้เกิด Latency ในการส่งข้อมูลค่อนข้างเยอะ และ ขาดการ Cross Check กับ Smart Plug หรือวิธีการวัดกำลังไฟแบบอื่น ๆ ทำให้เราสามารถใช้ ตัวเลขกำลังไฟที่ได้จากการทดลองนี้ไปอ้างกับการทดลองอื่น ๆ ที่มีการควบคุม Smart Plug คนละตัวได้ ถ้าใครอยากจะ Invertigate เพิ่มเติมก็ไปลองได้เด้อ