Pil kapasitesini artırmanın yanı sıra, cep telefonu üreticileri 5G telefonların pil ömrünü nasıl iyileştiriyor?
Son zamanlarda birkaç yeni cep telefonunda pil ömrü testleri yapıyordum ve bu telefonların tümü 5G yüksek performanslı telefonlar olmasına rağmen, pil ömürlerinin neredeyse önceki 4G telefonlarla aynı seviyede olabileceğini keşfettim.
5G modülünün cep telefonuna eklendikten sonra antenin artması ve verim kapasitesinin daha güçlü olması mantıklıdır. 4G cep telefonundan daha fazla güç tüketmelidir, ancak neden Galaxy S20 gibi 4000mAh bataryaya sahip küçük bir 5G cep telefonunda da 4 tane olabilir. -5 saat (şiddetli) ekran zamanında mı?
Daha ileriye bakarsak ilginç bir fenomen bulabiliriz.Son bir kaç yılda amiral gemisi telefonların batarya kapasitesi genel olarak 3500-4500mAh standart aralığındaydı.
Ve cep telefonunun performansı sürekli olarak yükseltilse bile, cep telefonunun ekran süresi her seferinde hala 5-6 saattir ve hatta batarya daha büyükse yaklaşık 7 saate ulaşabilir.
Aslında cep telefonları giderek daha fazla işlev taşıdıkça, mevcut batarya teknolojisinin atılım yapmaması durumunda, batarya gücünün her% 1'i cep telefonları için değerlidir.
Galaxy S20 Ultra, 5000mAh bataryayı barındırmak için daha büyük bir gövde kullanmadıkça, bu telefonun taşınabilirliğini kaybedecek ve telefonun ağırlığını artıracaktır.
Huawei Mate 20 X (5G), daha büyük bir bataryayı barındırabilen ve ısı dağılımını kolaylaştıran büyük bir gövdeye sahiptir
Pil teknolojisi değiştirilemeyeceğinden, güç tüketimi teknolojisini değiştirin. Cep telefonu üreticileri donanımlarını güçlü bir şekilde yükseltirken, aslında cep telefonlarının pil ömrünü de göz önünde bulundurmayı unutmuyorlar, giderek daha fazla biriktirerek cep telefonları için daha fazla güç tasarrufu sağlıyorlar.
Yenileme hızı yüksek ekranlarla ilgili bir önceki yazımda iPad Pro'nun 120Hz ekran kullandığından bahsetmiştim.Bu ekran hassas ve pürüzsüz ama aynı zamanda sıradan 60Hz ekranlardan daha fazla güç tüketiyor.
Apple, iPad'in pil ömrünü uzatmak için aslında bu ekranı küresel olarak 120 Hz'de çalıştırmadı, bunun yerine sistemin, ekranın pil tüketimini kontrol eden Promosyon aracılığıyla içeriğe göre ekran yenileme hızını otomatik olarak ayarlamasına izin verdi.
Örneğin, 120Hz, ekran yenileme hızının en yüksek değeridir.Yüksek hassasiyetli işlemler gerektiren oyunları yazmak veya oynamak için Apple Pencil'ı kullanırken, sistem otomatik olarak yüksek yenileme oranını etkinleştirecektir; ancak 30 / 60Hz video oynatmak istiyorsanız 120Hz gerekli değildir. İçerik, sistem otomatik olarak en yüksek içerik oranına geçecektir.
Yüksek yenileme hızı gerektirmeyen e-kitap veya statik resimler gibi sahnelerde ise sistem, yenileme hızını en aza indirecek ve statik görüntü altındaki ekranın pil tüketimini kontrol edecektir.
Cep telefonlarında yüksek yenileme hızına sahip ekranların ortaya çıkmasıyla, bazı cep telefonu üreticileri, kullanıcıların kullanması için cep telefonu sistemindeki Promosyon'un "akıllı yapılandırmasına" benzer bir yenileme hızı mekanizması da sağlamışlardır. Sabit bir küresel 120 Hz işlemle karşılaştırıldığında, bu akıllı yapılandırma mekanizması Telefonda pil gücünden yaklaşık% 5 tasarruf sağlar.
ColorOS sistem ayarı sayfası
Elbette bazı cep telefonları ayrı akıllı anahtarlama seçenekleri sunmasa da, sahneye göre yenileme hızını otomatik olarak ayarlayacaklar. Örneğin, OnePlus ve Black Shark telefonları sadece 60 / 90Hz seçenekleri sağlar, ancak aynı zamanda 90Hz'de yenileme hızını dinamik olarak ayarlar.Çalışma prensibi aslında Promosyona benzer.
OnePlus hidrojen işletim sistemi ayar sayfası
Son yıllarda, cep telefonu ekranları LCD'lerden OLED'lere dönüştü.Bir yandan, OLED'lerin üreticiler tarafından farklı biçimlerde "üretilmesi" daha olasıdır. Öte yandan, OLED'ler nispeten daha fazla güç tasarrufu sağlar, ancak aslında OLED'ler donanım düzeyindedir. Cep telefonlarına getirilen enerji tasarrufu hala nispeten sınırlıdır, bu nedenle üreticiler ekran tüketimini azaltmak için OLED'in bazı özelliklerini de kullanıyorlar.
Burada daha iyi bilinen şey, artık büyük üreticiler tarafından standart olarak donatılan "gece modu". Bu işlev OLED ekranlardaki ışık yayan piksellerin sayısını büyük ölçüde azaltabilir ve bu da şüphesiz cep telefonu ekranlarının tüketimini en aza indirecektir.
Birkaç gün önce karanlık modla ilgili bir makalede, Google'ın mı yoksa Apple mı olduğunu tartıştık, bu üreticiler cep telefonlarının pil ömrünü uzatmak için OLED ekranlar kullanıyor ve PhoneBuff testinde gece modu iPhone XS'e daha fazlasını bile verebilir. Genel bir pil ömrüne sahip olan iPhone XS için pil ömründe oldukça önemli bir artış olduğu söylenebilecek pil ömrünün% 30'u.
"Büyük tüketici" olan ekranla başlamanın yanı sıra, telefonun diğer önemli kısımları da pil ömrü için daha fazla güç boşa çıkarıyor.
Herkes, SoC'ler ve yeni cep telefonları gibi ürünler piyasaya sürüldüğünde, üreticilerin performans açısından ne kadar yeni ürünün eskisinden daha iyi olduğunu göstermekle kalmayıp, aynı zamanda "güç tüketimini% XX azaltma" anahtarını tanıtmak için zaman ayırdığını fark etmiş olmalıdır. bilgi.
Fotoğraf: Android Kurumu
Bu, telefonun pil ömrüne nasıl yardımcı olur?
Aslında, SoC'nin CPU mimarisi, proses teknolojisi ve zamanlama tasarımındaki değişikliklerle, mevcut SoC'nin güç tüketimi geçmişe göre azalmış, yeni işlemcilerin eklenmesi ve teknolojinin artmasıyla performans verimliliği de artmıştır.
Basit bir deyişle, aynı çabayla eskisinden daha fazla şey yapabilirim.
Anandtech'in Snapdragon 865'in birkaç birinci satır işlemcisini karşılaştırmalı testinde, Snapdragon 865'in enerji tüketiminin Snapdragon 855'inkine çok yakın olduğunu ancak birincisinin performansının ikincisinden% 20 daha yüksek olduğunu görebiliriz. Taraf, Qualcomm'un Snapdragon 865'i Snapdragon 855 enerji verimliliği ile karşılaştırıldığında tanıttığını kanıtlıyor.
Resim: Anandtech
Ancak Anandtech'in ilk kez test ettiği şey sadece Snapdragon 865 mühendislik makinesinin verileriydi ve seri üretilen Snapdragon 865'in performansını temsil edemiyordu. Daha anlamlı olan, Galaxy S20 Ultra'nın sonraki testi.
Bu testte, bu Snapdragon 865'in güç tüketimi sadece Snapdragon 855'inkinden daha düşük değil, aynı zamanda Qualcomm ve Samsung'un SoC'nin seri üretim versiyonu için enerji verimliliği optimizasyonu sayesinde mühendislik makinesindeki önceki test sonuçlarından bile daha düşük.
Elbette, TSMCnin 7nm ve A77 teknolojileri de cep telefonlarını kurtarmak için itibar kazanmalıdır.
Mühendislik makinesi test sonuçları (solda) / S20 Ultra test sonuçları (sağda) Resim: Anandtech
Bununla birlikte, Anandtech'in bu sıralamasının yalnızca testten elde edilen "ortalama güç tüketimi" referans verilerine dayandığına dikkat edilmelidir SoC'nin toplam güç tüketimini elde etmek için, kullanım süresi ve diğer kapsamlı faktörler birleştirilmelidir.
Fakat Snapdragon 865'in güç tüketiminin geçmişe göre daha düşük olduğunu görebiliyoruz Aslında yeni işlemcinin "enerji tasarrufu" açısından daha iyi bir performansa sahip olduğunu da anlayabiliriz.
Kirin 990'ın çok çekirdekli NPU kombinasyonu
Üreticilerin son yıllarda katıldığı yapay zeka sistemlerine gelince, cep telefonu üreticileri CPU üzerindeki yükü azaltmak için "özel temel uzmanlık" kullanıyor. Örneğin, Kirin 990'daki NPU, big'e benzer "büyük çekirdek + mikro çekirdek" kullanıyor. LITTLE AI'nın ihtiyaç duyduğu gücü korumak için.
Yüz tanıma kilidi açma gibi küçük görevler mikro çekirdekler kullanırken, fotoğraf işleme büyük çekirdekler kullanır.
Huawei AI kamera oluşturma
Bununla birlikte, 5G tarafından tüketilen gücü desteklemek için SoC tarafından tasarruf edilen güç, kovadaki bir düşüştür ve cep telefonu üreticilerinin de diğer yönlerden değerli gücü "sıkıştırması" gerekir.
Ayrıca büyük işler yapmak için çok az çaba harcayan iki yeni standart, LPDDR 5 ve UFS 3.1 var.Yüzeyde, iki yeni standart sadece rutin olarak bellek ve depolama yongalarının bant genişliğini ve hızını artırıyor.
Aslında, bu iki yeni standart enerji tasarrufu sağlayan özellikler ekledi.
Bazı insanlar LPDDR5 ve UFS 3.1'in AI ve 5G için hazırlanmış şeyler olduğunu söylüyor.Bence bu aslında bir kelime oyunu.Yakı ve 5G'nin hız açısından gereksinimlerini karşılamanın yanı sıra, iki standart da performansı artırırken daha fazla tasarruf sağlıyor. Daha fazla güç.
Samsungun LPDDR5'i duyurduğu laboratuvar verilerine göre LPDDR5 bellek, LPDDR4Xe göre% 20 daha az güç tüketiyor. Bu% 20 neredeyse ihmal edilebilir olsa da, onu ayıramıyoruz, diğer bağlantılarla entegre edilmesi gerekiyor.
Fotoğraf: Çin Samsung
LPDDR5'i daha fazla güç tasarrufu yapmanın ana nedeni, yeni eklenen iki Veri Kopyalama (tek pimli verileri diğer pimlere kopyalama) ve Yazma-X'in (SoC ve bellek arasında veri aktarılırken güç tüketimini azaltma) azaltılmasıdır. Verileri ileri geri aktarmak için enerji tüketen teknoloji.
İlkokulun anlayabileceği sözlerle, "ileri geri çalışan daha az veri, daha az fırlatma ve daha az tüketim" anlamına geliyor.
Bununla birlikte, bellek tarafından tasarruf edilen güç tamamen cep telefonuna aktarılmayacak, ancak SoC ile aynı güçle daha fazlasını yapacak. Bu nedenle, Samsung'un LPDDR5 belleği hala LPDDR4X ile aynı çalışma voltajını (Vddq / Vdd2) koruyor ve çalışma gücü tüketimi değişmedi, ancak iletim hızı LPDDR4X'ten 1,3 kat daha hızlı ve kapasitesi de arttı.
Kaynak: PC-Tablet
UFS 3.1, performans açısından TurboWrite ile UFS 3.0 ile karşılaştırılabilir olsa da, yeni eklenen Derin Uyku, 5G cep telefonları tarafından bu 0.1 yükseltmesinin seçilmesinin nedenlerinden biri haline geldi.
Derin Uyku olarak adlandırılır çünkü bu işlev yalnızca telefon boştayken tetiklenecek ve yonga mevcut ortama göre düşük güç moduna girecek ve böylece kullanıcı gece uyuduğunda telefon tarafından tüketilen bekleme gücünden tasarruf sağlayacaktır.
Bununla birlikte, Derin Uyku, kullanıcıların farkında olmadığı bir enerji tasarrufu teknolojisi olacak. Sonuçta, telefonu her uyandırdığınızda ve etkinleştirdiğinizde telefonun tasarruf ettiği% 2-3'lük güce dikkat etmeyeceksiniz.
Resim: AndroidCentral
Google, donanımla başlamanın yanı sıra, Deepmind'in AI optimizasyon sistemini, yazılım düzeyinde makine öğrenimi yeteneklerini ve pil ömrünü uzatmak için yazılım kaynaklarını tahsis etmek için Adaptive Battery kullanarak Android P sistemine eklemeye çalıştı.
Apple ise düşük pil modunda frekansı ayarlayarak ve bazı arka plan işlevlerini kapatarak telefonun pil ömrünü uzatıyor. "Hey, Siri" gibi bazı Apple özellikleri feda edilmekle birlikte daha uzun pil ömrü insanlara getirebilir. Dünya ile bağlantınızı kaybetmeden bir güvenlik duygusu.
Diğer bir yöntem ise sistemin ağ stratejisini sahneye göre otomatik olarak ayarlamasına izin vermektir ColorOS'un yaklaşımı, telefonun sıcaklığına, gücüne ve mevcut ağ ortamına göre WiFi ve 4G / 5G ağları arasında otomatik olarak geçiş yapmak için sisteme Smart 5G eklemektir.İlkesi biraz ekran gibidir. Yenileme hızı kendi kendine değişiyor .. ColorOS'a göre bu teknoloji cep telefonlarının pil ömrünü% 30 artırabiliyor.
Yani 5G cep telefonlarının tüketimi 4G cep telefonlarından daha fazla olsa bile, daha gelişmiş donanım ve yazılım optimizasyon teknolojilerinin ortaya çıkmasıyla birlikte 5G cep telefonlarının batarya ömrü sorunu yavaş yavaş bu detaylardan çözülmüştür.
Aslında Çin'de 5G cep telefonlarının yaygınlaşmasından bu yana cep telefonlarının performansının, işlevlerinin ve pil ömrünün Troyka ile senkronize edilmesi gerektiğine hep inandım.Cep telefonu donanım ve yazılımlarının daha hızlı ve daha fazla fonksiyona yönelik geliştirilmesine ek olarak, aynı zamanda Pil kapasitesinin sınırlandırılması altında, gelecekteki 5G ortamında daha fazla yeni işlev uygulamak için cep telefonlarını desteklemek için daha fazla enerji tasarrufu yöntemi kullanılmaktadır.
Tabii ki, bugünün 5G cep telefonları bir yıldan daha kısa bir süredir bizimle buluştu ve 5G ana bant montajının şeklini değiştirmek, çok antenli çalışmanın tüketimini azaltmak ve daha fazla güç verimli ekranlar kullanmak gibi birçok enerji tasarrufu optimizasyon yöntemi hala keşfedilmeyi bekliyor ...
Ancak son tahlilde, yakın gelecekte daha iyi pil teknolojisinin ortaya çıkacağını umuyorum Sonuçta, pil ömrünün temeli pil performansında yatıyor.
