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


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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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


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


耗能和性能一直是衡量一个处理器好坏的重要指标。低耗能高性能的处理器我们认为是很好的处理器。

就拿苹果处理器来说,苹果在本月11日发布了最新款处理器A13,A13cpu拥有两个高性能核心和4个效能核心,在性能上相比于上一代处理器A12提升约20%,耗能相比上一代处理器提升30%,同时采用目前最先进7nm EVU工艺制程,整块芯片集成85亿个晶体管。



可以看到,无论是苹果还是华为还是其它手机厂,每当发布最新款处理器时总喜欢和上一代做比较,性能提高多少以及能耗降低多少等等。

在这里耗能降低说的是比如完成相同的任务所用的功耗多少或者在相同功耗下能完成任务的多少这样一个概念。

尽管新款手机处理器耗能较上一代降低百分之多少,但是这是基于实验室数据来的。在实际操作中耗能会纳入很多因素,比如就单个应用来看,在你最新款处理器上一次点击打开执行这个命令所需要的功耗确实是小于老款处理器的,但是在生活中你可能不仅仅只进行这一项操作,随着你每天的操作频率、使用习惯的不同,新款设备一天的累积使用耗能从整体上来说还是与老款设备不大,除非处理器真的很耗能。



耗能除了和处理器有关,还和其它因素有关,比如屏幕素质。就拿iphoneXR和iphoneX来说,尽管处理器都为A12,但由于iphobeXR采用功耗明显低于iphoneXOLED的LCD屏幕,因此也使得iphoneXR称为当时最长续航的手机。

因此,尽管功耗降低,但是依据个人使用频率、使用习惯等,再加上其它一些高耗能硬件比如屏幕、网络等,会使得新旧款设备使用不会有明显的区别。


科技Joy


智能机一天一冲的原因并不是单一的,我们来具体看一下

功耗降低?厂家的“文字游戏”

虽然说几乎每一代芯片推出时,厂家都会竭尽全力的宣传自己的芯片优势,比方说七纳米的芯片要比十纳米的芯片要更加省电。但是再说功耗的时候,有一个前提条件——那就是性能相同。架构相同的条件下。举个例子:以十纳米的架构。做了一个功耗150瓦的芯片,在同样的规格做一个七纳米的芯片。那么后者的功耗肯定要比前者的低。可能是80w左右。如果在以七纳米的规格基础上,进一步提升芯片的性能呢?所以总体功耗都是差不多的。

每推出新一代的CPU,其频率,架构,性能较之前者都要有提升,当下。手机处理器竞争近非常激烈,原地踏步就意味着落后。除此之外,处理器的性能与功耗应该是成一个相对形式。二者是需要追求平衡的,也就是说,伴随着性能的提升,功耗也会必然有所调整。

锂电池自身特性使然

现在电子产品使用的大都市锂电池。由于成本与技术的原因,锂电池的容量并不大。同时,现在手机支持的应用越来越多,几乎所有的手机都存在着这样一个情况——后台程序偷跑。也就是说,表面上看起来,我们把应用关闭了,但他实际在手机的后台中运行,一些类似于微信,qq,地图,天气的应用,只要在联网的情况下就会一直运行,而且这些程序所附带的功能越多,对于电量的损耗也就越多。除非手动关闭。这种情况是无法避免的。


爱思考的奥特曼


每一代的处理器都在升级,也确实能降低能耗,但似乎给人的感觉只是个表面数据,并没有实际性的体验呢?

都知道,每一代的处理器上市,基本都是搭载着新机出现的,随着配置不断丰富,性能不断提升,各种各样的参数提高,相应的功耗自然也就更大,而你的处理器是在降低能耗,一边降一边升,真正普通消费者能感受到的就是没啥变化,就好比现在主流的OLED屏一样,说到底,它是比LCD更省电的,那为什么现实生活中,它确比较耗电,因为OLED屏是自发光的,就是哪里显示哪里就工作,而当处于黑色背景的时候,是息屏状态的,所以更加省电,但现实中,你能保证一直处于黑色背景吗?



再举个例子,就像汽车加油,95号来说,油品更好,也是更加省油的存在,那为什么实际使用中,有的还是加92跑的公里数多,因为它们之间的差价已经盖过了95所能节省出来的油


所以说,处理器在升级,确实有一定的作用,不然研究出来干嘛?但是,它在升级的同时,其它硬件也是在不断升级,所需的能耗也相对会更多,而且,手机厂商作为一个企业,肯定也是会给你介绍它的优点,难道还会说其它什么什么的,综合来说能耗降的不多,可能吗?


熊二科技说


这就好比工资再涨,房价也在涨,工资增长的速度赶不上房价增长的速度 会感觉钱不够花 , 每一代的处理器在上一代的基础上都有所增长,工艺制程更先进,功耗更低 ,运行频率更快 但是同时增长的也有手机系统的体积,软件的功能,APP也在的进行版本的更新迭代 例如王者荣耀刚开始第一个安装包800M左右,现在安装包已经是1.6G了,画质更精美,模式更多,还增加了高帧率模式

所以在主观感受上 处理器并没有什么长进,其实 这是一种错觉





陈贰某


出现这个问题是因为手机屏幕性能的提升和运行软件的数据量增加,这两个方面对电量的消耗抵消了处理器(CPU)性能的提示,甚至超过了处理器性能的提升(不要忽略电池也在进步和手机使用更大容量的电池)。

手机屏幕更耗电了

现在主流旗舰使用手机屏幕都是OLED了,虽然OLED屏幕会比上一代LCD屏幕省电点,但是也抵不住手机屏幕越来越大啊,在相同条件下屏幕尺寸越大越耗电这点大家应该也能理解。所以CPU因性能的提升而降低的能耗被屏幕吃掉了一部分。

知识扩展:为什么OLED屏幕比LCD屏幕更省电

OLED屏的发光原理是可以只让需要发光的地方放光,不需要发光的地方它就不发光同样也就不会耗电,而LCD屏发光靠的是背光板,所以不论需要显示的是哪个区域屏幕的背光板都会工作同样也需要耗电的。

手机软件更耗电了

大家有没有发现现在APP的功能越来越多了,而且画质越来越好(特别是游戏类APP),但不可否认的是现在运行APP需要CPU处理的数据量越来越多了,这样就会导致CPU需要消耗更多的电能来满足APP的运行。


为了方便大家理解我们举个例子:CPU1 每秒钟处理1M的数据消耗0.01瓦的电能,现在有款新的CPU2比CPU1性能提示了20%,每秒钟可以处理1.2M的数据而还是消耗0.01瓦的电能。也就是说CPU1 消耗0.01瓦电能可以处理1M的数据,而CPU2消耗0.01瓦可以处理1.2M的数据,现在可以得出在处理相同数据量的情况下CPU2可以更省电。那么如果一个APP没升级前运行它只需要处理100M的数据量,而现在为了提升它的功能和画质运行它需要处理120M的数据。假如APP没有升级前使用的是CPU1运行它需要消耗0.1瓦电能,而APP升级后使用的CPU2运行它同样需要消耗0.1W电能。(此举例只是为了方便大家理解,专业人士勿喷啊)

现在大家应该明白你手机里面的APP越来越耗电了,CPU因性能的提升而降低的能耗它也是吃掉一部分。


赢在当遐


手机功耗问题,原因有很多。外部耗电只要拔了那个用电的东西就可以了,重点说说内部耗电,这个稍不注意就会耗电的东西。

先分清楚是外部耗电还是内部耗电

外部耗电:

通过手机接口OTG反向输出电力,如USB风扇、电灯、鼠标、键盘等等一系列可以通过USB接口供电的东西,这些小玩意看起来感觉没怎么,但是耗电极快。

内部耗电:

这部分主要是指闪光灯、摄像头、屏幕、扬声器等硬件以及系统软件的调动机制。大多数手机最耗电的部分应该是屏幕。因为正常情况下手机跟人的交互是通过屏幕进行的,所以基本只要是使用手机的状态下手机屏幕就是点亮状态的。

举个栗子 小米于2015年8月份左右推出的红米note2(属于对抗友商新机,所出的半成品手机)它搭载MTK Helio X10 八核处理器(就是那个一核有难,七核围观的一代神U),然后用的就是那个天马屏(当年好像还把小米告了,大家有兴趣可以查查)。

重点来了在一个完整的电量使用周期里(100%-3%)正因为这个一代神U神奇的操作,让处理器竟然在耗电量里仅占10%不到,而屏幕耗电量却高达80%以上。点亮屏幕,电量就开始尿崩。

说完了屏幕,就到了摄像头。这个同样也是耗电大户。一般它会跟屏幕一起耗电,除了某些喜欢息屏启动摄像头偷拍的人,基本这两兄弟是没跑了。最直观的就是开启拍摄模式,手机发热量就会急剧上升。

举个栗子 平时拍延时摄影时,一般都是全程启动摄像头,大多数手机都挺不过三个小时。像iphone之流小容量手机,能挺过两个小时都不容易。

相比于摄像头、屏幕来说,闪光灯跟扬声器的耗电量就少得多了,但少归少,整体的耗电量也不太乐观。幸亏这两者的使用场景不多而且整体时长也不会太久。

最后就是关于系统软件这个东西了,系统精细复杂,我这个业余的刷机爱好者并不是太明白。只能从大体上来说,很多时候手机进入后台待机状态时,就很考验系统的调节机制了。为了提高软件的响应速度,除了有AI预加载功能的之外,大多都会选择将高频使用软件常驻后台。这样就造成了处理器的负担,这也是待机耗电的最大的元凶。

回到问题上,为什么手机耗电快,因为现在的手机为了满足上帝们苛刻的要求,需要在尽可能小的机器里装进去最多的功能。

另外SOC不是唯一耗电的部分啊,简单算一下就很清晰了:

iPhone X屏幕耗电最大3.25w,平均算下来耗电就说是1.5w

同时iPhone X电池容量大概10.4wh,明亮环境下光是刷网页知乎啥的大概能刷5个小时(白色背景)。

也就是说光是屏幕耗电就占了7.5wh,剩下2.9wh是SOC用的。

Xs号称CPU功耗降低40%,也就是说5个小时以后还能剩下1.16wh,还够刷0.56小时的知乎

苹果号称Xs续航比X长半个小时,一点毛病也没有。

能耗降低是指单位运算量的能耗降低,而随着需求发展,手机在单位时间内的运算量持续提高。

现在手机配件的瓶颈在电池,而不是处理器,你的手机一天一充原因是因为这么多年来,电池容量都没怎么变,而不是所谓的处理器的关系。



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