5G手机耗电大,它是怎样帮你偷偷省电的?
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(原标题:5G 手机耗电大,它是怎样帮你偷偷省电的?) 最近我在做几款新手机的续航测试,发现这些手机虽然都是5G 高性能手机,但它们的续航却能跟过去的4G 手机几乎保持同一水准。 按道理说,手机在加入5G 模块后,天线增多、吞吐能力更强,所消耗的电量理应比4G 手机更大,但为何像 Galaxy S20这种电池只有4000mAh 的小身板5G 手机,也能有4-5小时的(重度)亮屏时长? 如果我们再往前看,还能发现一个有趣的现象,过去几年里,旗舰手机的电池容量普遍都是在3500-4500mAh 这个标准范围内。 而且即便手机性能在一直升级,手机每次的亮屏时长也依然还是在5-6个小时,如果电池更大那甚至还能达到7小时左右。 实际上,随着手机所承载的功能越来越多,在目前电池技术没有取得突破性进步的条件下,电池内的每1% 电量,对于手机来说都是弥足珍贵的。 除非像 Galaxy S20 Ultra 用更大的机身容纳5000mAh 的电池,但这样便损失了手机的便携性,也同时增加了手机重量。 ▲ 华为 Mate 20 X(5G)拥有大机身,能容纳更大的电池和方便散热 既然不能改变电池技术,那就改变耗电技术。手机厂商在大力升级硬件的同时,其实也不忘考虑到手机续航,他们通过积少成多的方式,给手机运行腾出更多电量。 我在之前一篇关于高刷新率屏幕的文章中,提到了 iPad Pro 采用的是一块120Hz 屏幕,这块屏幕表现细腻、顺滑,但同时也比普通60Hz 屏要增加消耗更多的电量。 而为了能延长 iPad 的续航时间,苹果其实并没有让这块屏幕以120Hz 全局运行,而是通过 Promotion 这项技术让系统根据内容自动调节屏幕刷新率,进而控制屏幕的对电池消耗。 比如说,120Hz 是屏幕刷新率的最高值,当使用 Apple Pencil 书写、游戏这种需要高精度的操作时,系统会自动启用高刷新率;但如果像播放30/60Hz 视频这种本身不需要120Hz 的内容,系统就会自动切换到内容的最高速率。 至于像在电子书或者静态图片这种并不需要太高刷新率的场景,系统也会将刷新率降到最低,控制屏幕在静态显示下的电池消耗。 随着高刷新率屏在手机上出现,一些手机厂商也在手机系统内提供了类似于 Promotion 的「智能调配」刷新率的机制供用户使用,相比固定全局120Hz 运行,这种智能调配机制能给手机省下约5% 的电量。 ▲ ColorOS 系统设置页 当然,虽然有些手机没有单独提供智能切换选项,但他们也会根据场景来自动调节刷新率。比如一加、黑鲨手机,尽管只提供60/90Hz 的选项,但在90Hz 下也会动态调节刷新率,工作原理其实也和 Promotion 相似。 ▲ 一加手机氢 OS 系统设置页 近些年手机屏幕从 LCD 大量变为 OLED,这一方面是因为 OLED 更容易被厂商「捏造」出不同形态,另一方面是 OLED 相对要比 LCD 省电一些,但实际上 OLED 在硬件层面上给手机带来的节能还是比较有限,所以厂商也在利用 OLED 的一些特性来减少屏幕的消耗。 这里比较知名的莫过于如今各大厂商标配的「夜间模式」,这个能让 OLED 屏幕大量减少发光像素点的功能,无疑能让手机屏幕的消耗降到最低。 在前几天一篇关于黑暗模式的文章中,我们曾探讨过无论是 Google 还是苹果,这些厂商都在利用 OLED 屏幕来延长手机续航,而在 PhoneBuff 的测试里,夜间模式甚至能给 iPhone XS 多出30% 的电量,这对于续航本身就一般的 iPhone XS 来说,可以说是非常明显的续航提升了。 除了从屏幕这个「耗电大户」入手以外,手机的其他关键零件也在给续航时间腾出更多电量。 想必大家都有留意到,每逢像 SoC、新手机这些产品发布时,厂商除了展示出新品在性能上比旧品强多少以外,也不忘花时间去介绍「功耗降低 XX%」这个关键信息。 ▲ 图片来自:Android Authority 这对手机续航有什么帮助? 实际上随着 SoC 的 CPU 架构、制程工艺、调度设计的变化,当前 SoC 的功耗已经比过去递减下降,而性能效率也随新处理器的加入和工艺递增上升。 用简单的语言来说,现在花同样的力气,办的事比以前更多了。 在 Anandtech 对骁龙865几款一线处理器的对比测试中,我们能看到骁龙865的能量消耗在和骁龙855是非常接近,但前者比后者的性能却有20% 的提升,这侧面证明高通介绍骁龙865时对比骁龙855有能效提升的说法。 ▲ 图片来自:Anandtech 但 Anandtech 第一次所测试的只是骁龙865工程机的数据,而不能代表量产骁龙865表现,更具参考意义的是之后对 Galaxy S20 Ultra 的测试。 在这次测试中,这枚骁龙865的功耗不但比骁龙855低,甚至还比之前在工程机上的测试成绩更低,这要归功于高通和三星对量产版 SoC 的能效优化。 当然,台积电的7nm、A77这些技术也应享有给手机省电的功劳。 ▲ 工程机测试成绩(左)/S20 Ultra 测试成绩(右). 图片来自:Anandtech 不过需要备注的是,Anandtech 的这个排名只是基于测试得出的「平均功耗」参考数据,要得出 SoC 的总功耗还应该结合使用时间和其他综合因素。 但能看到骁龙865的功耗比过去更低,其实我们也能了解到新处理器在「节能」这方面有着更出色的表现。 ▲ 麒麟990的多核 NPU 组合 而对于近年厂商加入的 AI 系统,手机厂商则是用「专核专功」的方式去减轻 CPU 的负担,比如说麒麟990里面的 NPU 就是用类似于 big.LITTLE 的「大核+微核」去节省 AI 所需用电。 像人脸解锁这些小任务用的是微核,而像拍照渲染则是用大核工作。 ▲ 华为 AI 相机渲染 然而,通过 SoC 节省出来的去补充5G 所消耗的电量也只是杯水车薪,手机厂商还需要从其他方面「挤」出宝贵的电量。 同样是花小力气办大事的还有 LPDDR 5和 UFS 3.1两个新标准,表面上看,两个新标准只是循例提升了内存和存储芯片的带宽和速率。 可实际上,这两个新标准都分别增加了节能方面的特性。 有人说 LPDDR5和 UFS 3.1都是为 AI 和5G 准备的东西,我认为这其实是一句双关语,两个标准除了在速度上满足 AI 和5G 需求外,它们也在提升性能的同时也节省了更多电量。 按照三星在公布 LPDDR5时的实验室数据,LPDDR5内存在功耗上要比 LPDDR4X 节省20%。虽然这20% 几乎可以被忽略不计,但我们并不能将它切开来看,需要和其他环节综合起来。 ▲ 图片来自:中国三星 能让 LPDDR5更省电的原因主要是这次新增的 Data-Copy(将单个针脚数据复制到其他针脚)和 Write-X(减少数据在 SoC 与内存之间传输时的耗电)两项减少数据来回传输耗能的技术。 用小学都能理解的话来说,就是「数据少来回跑,少折腾,少消耗。」 (编辑:555手机网) 【声明】本站内容均来自网络,其相关言论仅代表作者个人观点,不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利,请及时与联系站长删除相关内容! |