为什么感觉每一代手机处理器都说能降低能耗百分之几十,但是电池使用还是每天一充?

用户3300170134


这个问题回答起来,应付一下很简单,认真回答的话,其实蛮复杂的。我选择后一种。

首先必须肯定,厂商说的手机处理器比上一代能降低能耗百分之几十,确实是真的。

之所以这么说,是因为芯片界有一条残酷的定律在鞭打着厂商向前奔跑:谁如果没在一年半到两年的时间内,将晶体管数量/性能提升一倍,谁就将出局。英特尔是摩尔定律的忠实捍卫者,靠实践摩尔定律先后将德州仪器、摩托罗拉等十多家CPU制造商淘汰出局。手机SOC芯片领域,高通用摩尔定律紧紧压制住了联发科,联发科同志的苦,局外人是体会不到的。

英特尔创始人戈登.摩尔提出了摩尔定律,这个定律和牛顿三大定律不同,是对芯片行业发展趋势的总结和预测,是芯片企业的生死线,跟上摩尔定律脚步的企业才能生存,否则只能被淘汰。


问题是,摩尔定律和题主说的降低芯片能耗有啥关系呢?答案是,它们的关系很直接,因为摩尔定律中衡量能耗(性能提升)有两个重要指标:

  1. 能效比,即芯片在相同运算时间和运算量下,谁的能耗低,能效比就高,表示性能就强,常用于不同架构的CPU,如比较英特尔的X86架构和ARM架构时;

  2. 能耗比,即芯片在相同能耗和运算量(或运算时间)下,谁的运算时间多(或运算量少),能耗比就高,性能就弱,常用于相同架构的CPU比较,如同为ARM架构的骁龙、麒麟dPK时。

上面的解释有点复杂,我打个比方。

有甲乙两辆卡车分别将10吨货从一座城市运到另一座城市(路程相同),甲车耗油50升,乙车耗油60升,即每消耗1升油,甲车可运货0.2升,乙车可运货大约0.17吨,显然甲车的能效比高于乙车;换个角度,同样运1吨货,甲车耗油5升,乙车耗油6升,显然甲车的能耗比低于乙车。

对上面这段话,如果还是感到难以理解的,记住这句结论就行:衡量一款手机SOC芯片的性能是否强大(其它芯片也是如此),可以看它的能耗比是否低于竞品,或者能效比高过竞品。

以后看SOC芯片发布会,盯住这两个指标,一般都能看懂。

接下来转入正题:现在手机标配的主流电池容量,已经从几年前的3000mA,提升到目前的4000mA,但手机还是要一天一充,一天半充一次都算王者。

这是怎么回事?

这就和前面科普的能耗比/能效比扯上关系了。高通、华为等芯片大厂发布新的芯片时,所说的性能提升多少,或者能耗降低多少,其实指的是能效比或能耗比概念,不是指总能耗降低。

说白了,厂商嘴里的能耗降低是一个相对概念,但用户听着听着就理解成绝对概念(总耗能降低)。真实的情况是,新的芯片相对于旧的芯片,总的电力消耗是逐渐提升的。

骁龙855官宣的CPU相比845性能提升45%,指的就是能耗比,即相同的能耗和运算量下,855的CPU比845的少花45%的时间,或者相同能耗和运算时间下,855的CPU比845的多运算45%。但论总耗电量,855应该是略高于845。


为了应对高性能SOC芯片高耗电带来的高发热问题,现在的旗舰手机都用上液冷散热了,而在三四年前,散热大法就是一块石墨贴,再早,啥也不贴,因为芯片性能低,耗电、发热也低,芯片自己能硬扛过去。

但芯片设计大厂们懒得说破这个秘密,一方面说多了会引起市场误解,另一方面,芯片性能提升必然伴随总耗能的提升,这是避免不了的,所谓马儿能跑也得能吃。


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魔铁的世界


这是因为每一代手机处理器推出后,厂商都会尽力宣传新产品的优势,比如说7nm工艺比10nm工艺做出来的芯片更省电,发热更低,但是这是建立在架构相同,性能相同的条件下,比如说在10nm工艺下做了一个功耗100w的芯片,如果以同样的架构和规模使用7nm工艺,那么这颗芯片功耗可能只有60w,但是如果一边使用7nm工艺一边增大芯片规模和性能呢?所以总体功耗还是差不了多少。

手机处理器的进步依靠架构升级,频率提高和工艺进步,比如说麒麟970如果只是升级到7nm工艺来打造,功耗发热肯定会大大降低,手机续航能力也会增加,但是这样麒麟970的性能就没有变化,停滞不前就是退步,所以麒麟980就必须在使用7nm工艺的同时提高频率,增大芯片规模,从而使芯片达到更强的性能,这样才会有更强的市场竞争力。

一颗芯片在性能和功耗两方面是需要追求平衡的,任何一方面失衡都可能导致芯片失败,过去的高通骁龙810/820就是因为功耗发热过大而失败的典型,但是如果做出来的芯片功耗过低,也可能会造成性能太弱而没有竞争力。由于手机电池技术短时间不可能突破,所以芯片功耗的发展趋势还是稳中有降,未来很长时间内,我们的手机恐怕还都是一天一充。


嘟嘟聊数码


这是个颇为有趣的问题!

我们以骁龙730处理器为例,它的宣传相比骁龙710,使用8nm工艺,第四代Kryo架构,因此CPU单核性能提升38%,功耗降低10%!

注意这句话的几个点:

* 工艺制程提升,架构更新

* CPU性能提升,功耗降低

这两个点很有意思,CPU性能的提升是因为用了全新的架构;功耗的降低是因为更新的工艺制程。可是你会发现,它的电池续航能力并没有提升多少。

这是什么原因呢?CPU性能提升,自然需要消耗更多的电量,然而为了平衡这种情况,处理器都会不断使用新的工艺,将处理器的性能提升情况下,控制它的耗电。单纯的比较某一个方面,确实CPU和功耗都有改变。

手机一天一充的重点并不是手机的处理器影响多少,关键还是电池。没有攻克电池问题,即使再厉害的处理器,降低的是也是能耗比,也只能起辅助。

对于我们长时间手机不离手的网友们,如果说除了电池耗电是一方面,另外屏幕耗电也是令手机一天一充的一个原因。(在这个网络时代,让我们合理利用手机)


醉星晨904110110


总的来说整个手机的耗电量不单单是靠手机处理器的升级就能解决的,手机上有数万个元件在参与工作;而手机处理器只是相当于人类“大脑”的一个存在而已,如果只是降低处理器的能耗而其他元件没有相应地也降低,那在我们频繁使用手机过程中还是会加速电池耗电量,看起来还是照样每天一充。

每个手机里都有关于手机耗电的各项数据,我们也可以看到,手机上分为硬件耗电和软件耗电。那么手机处理器的升级在各个手机厂商开发布会上都会宣传使用了“最新的XX架构,采用全球XX纳米制式工艺制造,在性能上提升了多少多少,在能耗上又降低了多少多少等”,给普通消费者一个幻觉就是,这一代的处理器性能非常强劲,又很省电的样子。

但仔细看手机里的耗电排行就能看出,手机运行过程中屏幕和信号待机绝对是占“大头”的,所谓的用电大户,就算是我们使用了以省电著称的AMOLED屏幕也照样消耗大部分电量。这是由于我们使用手机过程中的频率所决定,本身AMOLED屏幕采用自发光模式,单个像素在显示深色时功耗是很低的,而且在形态上可以弯曲折叠,相比普通的LCD是要省电。

但无论什么样的屏幕,在常亮状态下是时时刻刻都在耗电,而且为保证信号质量也不得不实时搜索网络信号,这也是全面屏时代屏幕尺寸增大后手机电池越来越大的原因。

就拿苹果的A13来说,我们都知道A13是没有集成任何信号基带芯片的,想要支持4G LTE全网通信号只能外挂英特尔的基带芯片,这样就使得A13在使用先进的7nm制程工艺制作更多的晶体管元件,通过软硬件结合从而提升整个处理器芯片的性能;相应的功耗也会有一定的增加,但是通过电源管理系统的优化会在用户使用时,根据选择的软件智能分配处理器性能来达到节能的目的。

在电池技术没有大突破之前,我们将继续保持一天一充这个状态,即使各个厂家的处理器每年都升级的前提下,手机内部空间有限的情况下将难以把电池越做越大;加上现在手机功能越来越多,系统后台如果没有严格地控制好,那么处理器再怎么提升都没啥效果。

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水桶说数码


感谢您的阅读!

这是个颇为有趣的问题!

我们以骁龙730处理器为例,它宣传相比骁龙710,使用8nm工艺,第四代Kryo架构,因此CPU单核性能提升38%,功耗降低10%!

注意这几话的几个点:

  • 工艺制程提升,架构更新
  • CPU性能体升,功耗降低

这两个点很有意思,CPU性能的提升是因为用了全新的架构;功耗的降低是因为更新的工艺制程。可是你会发现一个有趣的点,它的电池续航能力并没有提升多少。

这是什么原因呢?CPU性能提升,自然需要消耗更多的电量,然而为了平衡这种情况,处理器都会不断使用新的工艺,让处理器的性能提升情况下,控制它的耗电。单纯的比较某一个方面,确实CPU和功耗都有改变。


其实,降低的处理器功耗,是基准下的功耗,满载功耗其实一直都维持在一个水准,比如手机还是会维持在某一个功耗阈值中,并不会因为处理器性能提升,而将阈值提升多少。

另外一方面,手机一天一充的重点并不是手机的处理器影响多少,关键还是电池。没有攻克电池问题,即使再厉害的处理器,降低的是也是能耗比,也只能起辅助,君不见手机厂商都在提升手机电池呢!


LeoGo科技


为什么手机反而用的时间更短了!

关于这个问题,首先要说明的是手机的耗电量不止是处理器一个部件的事!就算处理器总耗电量真的降低了!也只是降低部分啊!但是手机的耗电大户可是屏幕啊!现在手机的屏幕相对以前的手机是越来越大了!

所以说现在的手机也就越来越耗电了!还有手机处理器厂家所说的能耗降低,并不是说总耗电量降低了!就比如说高通宣称,高通骁龙855比845的CPU提升45%,GPU提升20%,AI性能提升3倍,但是能耗反而降低20%!

就这里的能耗降低我打个简单的比方来说明!我们把处理器工作比做一个人工作一样。845干一件事要一块钱,而845每天最多只能干100件事。这时855说他干一件事只要0.8元,但是855每天最多可以干145件事!所以说855干一件事的单价虽然比845的低,但是抵不住855能干啊!我这么说大家应该明白了吧!不明白也没关系可以看看本话题别的作者的优质回答!

希望我的回答能帮助到题主!


境心说


这么对比是不准确的,你没有感觉到电池耐用,主要还是三点原因:

1.所谓功耗少了多少,通俗的讲,你可以理解成同一能耗标准下,耗电少了多少,,,再直白点,就是同一性能的情况下,耗电少了多少,,,以骁龙845和855为例,不能直接用845和855对比,你得在845实验室超频和855正常甚至低功模式做对比,使性能相对统一,,这样,你会发现7nm的855确实省电不少。

2.其实系统耗电只是一方面原因,随着网络和手机性能升级,APP也悄悄的越做越大,功能越来越多,自然数据交输,后台活动也越来越多,自然更耗电,而且你的APP数量也在增加,5年前可能手机里20款软件就够用了,每个也就十几二十兆,还天天想着卸载哪个,现在大多数人的手机APP都在五六十以上,而且超过100M的大有人在,这些都慢慢加剧手机的耗电。

3.手机服务升级,你的王者荣耀,刺激战场,很多游戏都用G为运存单位,画质和音质的升级也一定程度的提升耗电。其实新产品可能升级少对比不出来,试想你之前用的28nm的产品,当时看个视频,玩个酷跑都算耗电巨头了,很多时候还在看电子书,,,现在手机服务升级了,电量还能相对维持,制程功不可没,,不信你试试你用手机看电子书能看多久。。而且也是制程升级,让你蓝牙GPSWIFI可以常开,不用跟之前似的用完赶紧关上。


47s


不请自来,说说常见的“演示版”和“现实版”。


能耗降低仅针对特定任务

所谓“降低能耗百分之几十”都是广告语。而广告语往往“挑好的说”。

所以,能耗降低百分之几十,是指的在执行相同的特定任务时,能耗比旧处理器降低百分之几十,而实际使用中,执行其它任务时,能耗并不能降低这么多。


这里要注意,能耗降低指的是完成同样任务时的能耗降低了。


完成更多的任务,需要更多能量

一般来说,新版处理器在能耗降低的同时,也更快了。

也就是说,同样的时间内,完成的任务更多了。于是,相应的能耗也会增加。


新增能耗都去哪了

哪些改进会消耗更多能量呢?例如:

  • 更高的显示分辨率:消耗更多的CPU算力、更多的图形单元算力、更多的电力用于驱动屏幕,更多的闪存访问(用于读取更大的素材库),更多的网络传输消耗(用于下载更大的图片和视频)

  • 新版的App总是比旧版的增加更多功能,占用更多空间,消耗更多的算力和闪存、网络传输消耗

  • 更高的摄像头分辨率,更多的摄像头数量,需要消耗更多的电力用于拍摄,用于图像处理


还有很多。


其实想到这里,如果能再做一个5年前的精简版手机,分辨率也低一些,说不定能待机很多天呢。


夏冬


这是一个非常好的问题,看到很多答主的回答,但是讲得有点太专业了,论证的有点长,关键是整个逻辑链条感觉没串起来。我就斗胆用逻辑演绎的方式再叙述一遍。[捂脸]


首先我们把题目再填充一些补充信息:

前提:每一代手机处理器发布的时候,都宣传说降低能耗百分之几十。

推论: 新的手机耗电量应该降低,那么手机充一次电应该用的时间更长。

事实:(实际上电池容量有所增加的情况下,)现在手机还是每天一充。

结论:推论与事实不符,矛盾!


好了,这么一拆解,我们知道要怎么去解读这个问题了。首先手机处理器厂商所说的能耗降低一定没有错,另外我相信大多数人也认同手机一天一充的事实,那么问题就出在前提--->推论上,也就是说这么推论一定不对。


  • 手机处理器厂商宣传能耗降低百分之几十的时候,到底在谈论什么。

先上一张最新的iphone 11的宣传,上面介绍了CPU中的两个性能核心,快了20%,功耗减少30%。那么这两句是啥意思呢?

这其实就是 @魔铁的世界 说的 能耗比

能效比的概念,这是一个相对的值。怎么理解呢?

快了20%:相对于上一代处理核心,同样的能耗下,新一代的更快。

功耗减少30%:相对于上一代处理核心,同样的计算任务,新一代的用的能量更少。


那么如何达到能耗比和能效比的提升呢?采用更先进的制程工艺,也就是摩尔定律的自然后果。如从10nm升级到7nm,那么相同的功能的芯片占用面积变小,能效比提升;相同面积芯片能塞入更多的三极管,能耗比提升。也就是说光一个摩尔定律就能让同样性能的芯片更好了。


但每代新的手机处理器不可能只提升制程工艺,它还会升级CPU架构,提高主频,这样一来新一代处理器芯片总的性能提高了,总的能耗不见得降低了,很大程度上是增加的。


因此宣传上的那个相对概念推导不出处理器总能耗降低的推论,自然也不能推导出手机功耗降低的结论。因此两者并不矛盾。


  • 我们说手机一天一充的时候,手机上到底谁在耗电。

手机一天一充,完全是处理器耗电导致的吗?其实大家应该都想到了,手机还有一个耗电大户---屏幕。贴一张我的图:



番外:由这个问题其实也能引出另外一个有意思的话题,就是手机处理器每年都退出性能更好的产品来,但是用起来好像没有更流畅。

这不得不提一个PC时代著名的安迪-比尔定理 (Andy and Bill’s Law),原话是"Andy gives, Bill takes away."(安迪提供什么,比尔拿走什么。)安迪指英特尔前CEO安迪·格鲁夫,比尔指微软前任CEO比尔·盖茨,这句话的意思是,硬件提高的性能,很快被软件消耗掉了。

在互联网时代,这个定理可以改一个“中国特色”的名字:安谋-老马定理,ARM提供什么,老马统统拿走。【~玩笑~】


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享受Linux内核


您好,很荣幸能回答您的问题,首先我们要知道手机耗电的大头不是处理器而是屏幕,现在各大手机厂家为了追求用户体验屏幕是越来越大,这样就导致了感觉同样电池容量的手机没有原来的手机电池耐用了,其次是现在各种APP层出不穷,我们手机下载的软件也比以前更多,软件后台也是时时刻刻在耗电为我们更新消息和定位,还有就是现在屏幕分辨率越做越高,耗电量也会增加不小,就上面几点来看,厂家宣传的处理器省电百分之几十根本弥补不了屏幕和其他部件用电量的增加,这就导致了我们现在手机电池不耐用的问题,希望我的回答对您有所帮助,谢谢







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