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?: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
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:
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;
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。
原创回答,请勿搬运。
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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。
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)
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:
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!
降低能耗本就是厂家的虚假宣传,只是芯片某些单元经过电路优化设计,降低了功率,将芯片的理论功耗值转换成实际的消耗数据,或待机功耗数据值。
若按芯片企业每代宣传那祥,每代芯片都要比上代降低功耗%之几十,芯片经历了这么多代的降耗,芯片以该零耗电了,还可发电了。
我们做个简单的比例,若一辆车要拉一吨的东西,不管你如何优化车,朂多也就是节约了点油,但必须要达到一定的功率才能拉得动,优化到了极限你若在优化,就很难突破极限了。
所以芯片不管你如何优化设计,只要你有那么多内部单元电路待机,就需要消耗电力。芯片的待机消耗功率本不大,主要是在工作吋消费电力大,所以芯片企业偷换概念,将待机与工作的功耗混在一起,比上代能耗降低了%之几十。
我们都知道功率与能耗成正比,工作时功率越大能耗消耗就越大,温度就越高。手机若机降低能耗,首先就是信号发射单元,视频单元包括屏幕,若想降低能耗,必牺牲发射距离,亮度和对比度。所以很多企业宣传降低了好多能耗,事实上是牺牲了手机的实用的参数。
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。
首先谢谢题主邀请。
智能机一天一冲的原因并不是单一的,我们来具体看一下
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。
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。
因为采用了控制变量法,但是硬件性能在进步,软件也在膨胀啊。
每一代处理器的处理都在进步,这个真的不假。但是进步的同时,软件也在膨胀啊。
处理器的对比是采用控制变量法的。也就是说,这一代的处理器对比上一代,大家处理同样的数据,它的速度提升了多少,在处理器同样的数据的时候,它的能耗减少了多少。
但是,你也知道,软件也在膨胀。以前的软件几十MB是正常,现在动不动就要几百MB了。这种情况下,处理器处理的数据更多了,成倍的增长,耗电自然。因为无论怎么省电,还是要用电的。
处理器是耗电大户不假,但是屏幕也是耗电大户啊。即使你的处理器提升了,效率提升了,但是屏幕的耗电也没有提升多少啊。
这种情况下,光是靠处理器的提升是不显示的,因为处理器本身也只是占据了一部分。现在的智能手机的屏幕越来越大了,耗电也越来越严重了。
在电池技术没有得到重大进步的时候,一天一充也还是主流的情况啦。
再说,即使处理器的再提升,也是有限的了。因为已经到了7nm的工艺了,以后会更加省电,但是电池技术的突破和屏幕耗电情况改在更加严峻。
不请自来,说说常见的“演示版”和“现实版”。
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。
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。
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。
在IT产业界,有一个安迪-比尔定律,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,这句话的意思是说,硬件提高的性能,很快被软件消耗掉了。软件消耗性能越多,耗电量也越大。
在《黑客与画家》中,硅谷创业教父保罗·格雷厄姆提到:“要是以几十年前的标准衡量,有一些使用新语言开发的热门应用程序对硬件资源的浪费非常惊人。不仅编程语言有这种现象,这实际上是一种普遍的历史趋势。随着技术的发展,每一代人都在做上一代人觉得很浪费的事情。”
尽管手机处理器能耗不断降低,但是操作系统和软件越来越华丽,开始有越来越多的动态效果,性能越来越强,功能也越来越多。因此,每一代手机处理器能耗降低,但都被不断升级的操作系统和应用软件给吃掉了。
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