手机耗电量和发热主导因素是工艺制程还是主频?

旭旭x九日


手机耗电量和发热主导因素是工艺制程还是主频呢?

这个问题需要进行细化分析!

怎么细化手机耗电量呢?

根据描述相信楼主的提问主要针对的是手机处理器部分,对于处理器功耗而言,我们最初有一个静态功耗去评定它,以及一个动态功耗。当做成手机主板,我们又有一个手机底电流参数去评估手机主板的漏电流是否满足要求!当这两个参数都满足以后,我们才会评估场景功耗,比如游戏,视频等功耗是否正常。

首先说处理器静态功耗,实际上可以简单理解为手机关机以后没有任何负载情况下的漏电流,这个与处理器晶体管的多少以及设计选型有关,对于整个手机而言,还与其他芯片静态功耗有关!

其次是处理器的动态功耗,处理器的动态功耗可以有如下式子表示:

Pd=CLV2f

式中,Pd---CMOS芯片的动态功耗

CL----CMOS芯片的负载电容

V----CMOS芯片的工作电压

f-----CMOS芯片的工作频率

由上式可知,CMOS电路中的功率消耗是与电路的开关频率呈线性关系,与供电电压呈二次平方关系。对于一颗CPU来讲, Vcore电压越高,时钟频率越快,则功率消耗越大。所以,在能够满足功能正常的前提下,尽可能选择低电压工作的CPU能够在总体功耗方面得到较好的效果。对于已经选定的CPU来讲,降低供电电压和工作频率,也是一条节省功率的可行之路。

更为详细的说明,如下图所示,CPU实际上由若干个CMOS晶体管构成,这么多CMOS的翻转都需要耗能量,当输入Vin由高到低时,Vdd给负载电容CL充电,电能为J,当Vin由低到高时,CL开始向外释放电能J,由于CL非常小,因此实际上J也非常小,但是如果Vin电压翻转的频率非常快时,比如2GHZ的翻转频率,那么电能就是2*10^9J,这个能量就是比较多的了。再加上CPU中有上百亿个CMOS晶体管,因此功耗就体现出来了!


因此从上面的解说,我们可以得出处理器功耗与电压,主频,晶体管个数等有关!



另外,处理器功耗还与工艺制程有关。

为什么与工艺制程有关呢?

以前处理器是28nm,现在是7nm,甚至下一代的5nm,为什么会越做越小呢?有多个原因,工艺制程越先进(也就是nm数越小),每个CMOS的个头就越小,个头小耗电自然就低,就好比一个大人的饭量比一个小孩饭量大一样!工艺更先进,带来的另一个好处就是供电电压,因为个头小了,所需要的能量就小了,因此供电电压也就更低了,自然耗电也下来了。



手机耗电量与发热有关吗?


显然,有一定关系,但这不是主导或者绝对的!

首先,手机耗电量变大,自然会带来手机发热,手机发热以后,为了用户体验以及芯片稳定性运行与寿命延长,就需要进行降频处理,从而把系统功耗降下来。如果不降频,手机当然我可以正常运行,但是发热带来的用户体验会比较差,另外超负荷运行也会加速芯片的老化衰老!

对于手机耗电量与哪些因素有关呢?

一是与系统的底电流有关,也就是手机睡眠后系统的漏电流,这个是非常关键的耗电硬件指标,是评估手机功耗是否正常的基础!这个电流就是保证系统睡眠时,不该运行的负载就不工作,需要睡眠工作的还是得工作!这样可以检测手机睡眠后漏电流是否正常,其次可以评估软件系统正不正常,比如有没有多余的中断源唤醒,有没有不正常的GPIO设置错误等等,以及不该运行的负载在运行,比如手机的某些传感器芯片!

当手机底电流正常以后,接下来就是场景功耗了,比如游戏,视频功耗大小,这个就设计软件优化方面了,需要软件关闭不该运行的程序,控制不该运行的逻辑等等。



举个例子,关于游戏模式耗电与哪些因素有关呢?

1.与屏幕功耗有关,比如屏幕的尺寸,屏幕的分辨率,屏幕的帧率(刷新率),屏幕的亮度等级等。

2.与GPU,CPU的运行有关,是否是超频工作,是否是多个核心工作,这时候就可以考虑降频限核工作了。

3.与移动数据模式或者WIFI模式待机的基本功耗有关,如果这两个基本模式功耗有问题,肯定会带来功耗的上升。

4.与后台其他应用调用有关,就需要软件查看有没有多余的进程在后台运行,有没有异常的中断源唤醒等等。

总之,一个优秀的手机功耗与器件选型以及硬件电路设计密切相关,还与软件优化有关,是三者协同配合的结果!

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硬件十万个为什么解说


日常使用中,手机耗电量最大的往往不是芯片,而是在于屏幕和数据流量,不信你可以看看自己手机的耗电排名,很多情况下都是屏幕占据耗电最大的比例,而手机芯片只是在处理较重的应用,比如玩游戏的情况下才会产生较大的耗电,这时候芯片采用的制程和频率对耗电量产生的作用就会比较大了。

一般来说,因为限于手机的大小,所以手机芯片的面积都会控制在一个较小的面积下,而半导体工艺制程一直在不断进步,越先进的制程造出来的芯片理论面积就会越小,功耗也就越低,这样当然有利于手机的发热和续航控制,但是手机芯片的性能也不能止步不前,每当一次半导体制程技术的进步,芯片也会通过频率的提升来提升性能,既然频率提升了,这样也会进一步提升芯片的发热和耗电,一定程度上会抵消一些制程进步带来的优势。

就那骁龙855和骁龙660来说,尽管骁龙855用的7nm工艺比骁龙660先进,但是骁龙855的频率也更高,同时还有更多的高性能核心,所以从这一点来看,骁龙660尽管落后,但是由于较低的频率与核心规格,所以发热耗电量也并不大,甚至低于制程和技术更好的芯片。所以,我们不能抛开芯片的性能谈耗电和发热,如果非要说哪一项起到了关键作用,我认为还是芯片的制程,毕竟制程如果不进步的话,那么芯片的主频也很难提升,架构的进步也会放缓。


嘟嘟聊数码


还是工艺的原因,还有很大一部分原因是程序和系统的原因,可以在手机上下载安装鲁大师软件,里面有手机省电和手机降温工具的


中超黑哨多


感觉与工艺制程有很大的关系,你可以及时使用360手机卫士一类的来优化清理。