為什麼感覺每一代手機處理器都說能降低能耗百分之幾十,但是電池使用還是每天一充?

用戶3300170134


這個問題回答起來,應付一下很簡單,認真回答的話,其實蠻複雜的。我選擇後一種。

首先必須肯定,廠商說的手機處理器比上一代能降低能耗百分之幾十,確實是真的。

之所以這麼說,是因為芯片界有一條殘酷的定律在鞭打著廠商向前奔跑:誰如果沒在一年半到兩年的時間內,將晶體管數量/性能提升一倍,誰就將出局。英特爾是摩爾定律的忠實捍衛者,靠實踐摩爾定律先後將德州儀器、摩托羅拉等十多家CPU製造商淘汰出局。手機SOC芯片領域,高通用摩爾定律緊緊壓制住了聯發科,聯發科同志的苦,局外人是體會不到的。

英特爾創始人戈登.摩爾提出了摩爾定律,這個定律和牛頓三大定律不同,是對芯片行業發展趨勢的總結和預測,是芯片企業的生死線,跟上摩爾定律腳步的企業才能生存,否則只能被淘汰。


問題是,摩爾定律和題主說的降低芯片能耗有啥關係呢?答案是,它們的關係很直接,因為摩爾定律中衡量能耗(性能提升)有兩個重要指標:

  1. 能效比,即芯片在相同運算時間和運算量下,誰的能耗低,能效比就高,表示性能就強,常用於不同架構的CPU,如比較英特爾的X86架構和ARM架構時;

  2. 能耗比,即芯片在相同能耗和運算量(或運算時間)下,誰的運算時間多(或運算量少),能耗比就高,性能就弱,常用於相同架構的CPU比較,如同為ARM架構的驍龍、麒麟dPK時。

上面的解釋有點複雜,我打個比方。

有甲乙兩輛卡車分別將10噸貨從一座城市運到另一座城市(路程相同),甲車耗油50升,乙車耗油60升,即每消耗1升油,甲車可運貨0.2升,乙車可運貨大約0.17噸,顯然甲車的能效比高於乙車;換個角度,同樣運1噸貨,甲車耗油5升,乙車耗油6升,顯然甲車的能耗比低於乙車。

對上面這段話,如果還是感到難以理解的,記住這句結論就行:衡量一款手機SOC芯片的性能是否強大(其它芯片也是如此),可以看它的能耗比是否低於競品,或者能效比高過競品。

以後看SOC芯片發佈會,盯住這兩個指標,一般都能看懂。

接下來轉入正題:現在手機標配的主流電池容量,已經從幾年前的3000mA,提升到目前的4000mA,但手機還是要一天一充,一天半充一次都算王者。

這是怎麼回事?

這就和前面科普的能耗比/能效比扯上關係了。高通、華為等芯片大廠發佈新的芯片時,所說的性能提升多少,或者能耗降低多少,其實指的是能效比或能耗比概念,不是指總能耗降低。

說白了,廠商嘴裡的能耗降低是一個相對概念,但用戶聽著聽著就理解成絕對概念(總耗能降低)。真實的情況是,新的芯片相對於舊的芯片,總的電力消耗是逐漸提升的。

驍龍855官宣的CPU相比845性能提升45%,指的就是能耗比,即相同的能耗和運算量下,855的CPU比845的少花45%的時間,或者相同能耗和運算時間下,855的CPU比845的多運算45%。但論總耗電量,855應該是略高於845。


為了應對高性能SOC芯片高耗電帶來的高發熱問題,現在的旗艦手機都用上液冷散熱了,而在三四年前,散熱大法就是一塊石墨貼,再早,啥也不貼,因為芯片性能低,耗電、發熱也低,芯片自己能硬扛過去。

但芯片設計大廠們懶得說破這個秘密,一方面說多了會引起市場誤解,另一方面,芯片性能提升必然伴隨總耗能的提升,這是避免不了的,所謂馬兒能跑也得能吃。


頭條號“魔鐵的世界”專注接地氣、有營養的科技商業故事,硬核解讀科技前沿知識。


魔鐵的世界


這是因為每一代手機處理器推出後,廠商都會盡力宣傳新產品的優勢,比如說7nm工藝比10nm工藝做出來的芯片更省電,發熱更低,但是這是建立在架構相同,性能相同的條件下,比如說在10nm工藝下做了一個功耗100w的芯片,如果以同樣的架構和規模使用7nm工藝,那麼這顆芯片功耗可能只有60w,但是如果一邊使用7nm工藝一邊增大芯片規模和性能呢?所以總體功耗還是差不了多少。

手機處理器的進步依靠架構升級,頻率提高和工藝進步,比如說麒麟970如果只是升級到7nm工藝來打造,功耗發熱肯定會大大降低,手機續航能力也會增加,但是這樣麒麟970的性能就沒有變化,停滯不前就是退步,所以麒麟980就必須在使用7nm工藝的同時提高頻率,增大芯片規模,從而使芯片達到更強的性能,這樣才會有更強的市場競爭力。

一顆芯片在性能和功耗兩方面是需要追求平衡的,任何一方面失衡都可能導致芯片失敗,過去的高通驍龍810/820就是因為功耗發熱過大而失敗的典型,但是如果做出來的芯片功耗過低,也可能會造成性能太弱而沒有競爭力。由於手機電池技術短時間不可能突破,所以芯片功耗的發展趨勢還是穩中有降,未來很長時間內,我們的手機恐怕還都是一天一充。


嘟嘟聊數碼


這是個頗為有趣的問題!

我們以驍龍730處理器為例,它的宣傳相比驍龍710,使用8nm工藝,第四代Kryo架構,因此CPU單核性能提升38%,功耗降低10%!

注意這句話的幾個點:

* 工藝製程提升,架構更新

* CPU性能提升,功耗降低

這兩個點很有意思,CPU性能的提升是因為用了全新的架構;功耗的降低是因為更新的工藝製程。可是你會發現,它的電池續航能力並沒有提升多少。

這是什麼原因呢?CPU性能提升,自然需要消耗更多的電量,然而為了平衡這種情況,處理器都會不斷使用新的工藝,將處理器的性能提升情況下,控制它的耗電。單純的比較某一個方面,確實CPU和功耗都有改變。

手機一天一充的重點並不是手機的處理器影響多少,關鍵還是電池。沒有攻克電池問題,即使再厲害的處理器,降低的是也是能耗比,也只能起輔助。

對於我們長時間手機不離手的網友們,如果說除了電池耗電是一方面,另外屏幕耗電也是令手機一天一充的一個原因。(在這個網絡時代,讓我們合理利用手機)


醉星晨904110110


總的來說整個手機的耗電量不單單是靠手機處理器的升級就能解決的,手機上有數萬個元件在參與工作;而手機處理器只是相當於人類“大腦”的一個存在而已,如果只是降低處理器的能耗而其他元件沒有相應地也降低,那在我們頻繁使用手機過程中還是會加速電池耗電量,看起來還是照樣每天一充。

每個手機裡都有關於手機耗電的各項數據,我們也可以看到,手機上分為硬件耗電和軟件耗電。那麼手機處理器的升級在各個手機廠商開發佈會上都會宣傳使用了“最新的XX架構,採用全球XX納米制式工藝製造,在性能上提升了多少多少,在能耗上又降低了多少多少等”,給普通消費者一個幻覺就是,這一代的處理器性能非常強勁,又很省電的樣子。

但仔細看手機裡的耗電排行就能看出,手機運行過程中屏幕和信號待機絕對是佔“大頭”的,所謂的用電大戶,就算是我們使用了以省電著稱的AMOLED屏幕也照樣消耗大部分電量。這是由於我們使用手機過程中的頻率所決定,本身AMOLED屏幕採用自發光模式,單個像素在顯示深色時功耗是很低的,而且在形態上可以彎曲摺疊,相比普通的LCD是要省電。

但無論什麼樣的屏幕,在常亮狀態下是時時刻刻都在耗電,而且為保證信號質量也不得不實時搜索網絡信號,這也是全面屏時代屏幕尺寸增大後手機電池越來越大的原因。

就拿蘋果的A13來說,我們都知道A13是沒有集成任何信號基帶芯片的,想要支持4G LTE全網通信號只能外掛英特爾的基帶芯片,這樣就使得A13在使用先進的7nm製程工藝製作更多的晶體管元件,通過軟硬件結合從而提升整個處理器芯片的性能;相應的功耗也會有一定的增加,但是通過電源管理系統的優化會在用戶使用時,根據選擇的軟件智能分配處理器性能來達到節能的目的。

在電池技術沒有大突破之前,我們將繼續保持一天一充這個狀態,即使各個廠家的處理器每年都升級的前提下,手機內部空間有限的情況下將難以把電池越做越大;加上現在手機功能越來越多,系統後臺如果沒有嚴格地控制好,那麼處理器再怎麼提升都沒啥效果。

我是水桶,一個分享有趣、好玩的數碼資訊的水桶;以上分享希望對你有幫助,如有錯誤之處請指出哦。

水桶說數碼


感謝您的閱讀!

這是個頗為有趣的問題!

我們以驍龍730處理器為例,它宣傳相比驍龍710,使用8nm工藝,第四代Kryo架構,因此CPU單核性能提升38%,功耗降低10%!

注意這幾話的幾個點:

  • 工藝製程提升,架構更新
  • CPU性能體升,功耗降低

這兩個點很有意思,CPU性能的提升是因為用了全新的架構;功耗的降低是因為更新的工藝製程。可是你會發現一個有趣的點,它的電池續航能力並沒有提升多少。

這是什麼原因呢?CPU性能提升,自然需要消耗更多的電量,然而為了平衡這種情況,處理器都會不斷使用新的工藝,讓處理器的性能提升情況下,控制它的耗電。單純的比較某一個方面,確實CPU和功耗都有改變。


其實,降低的處理器功耗,是基準下的功耗,滿載功耗其實一直都維持在一個水準,比如手機還是會維持在某一個功耗閾值中,並不會因為處理器性能提升,而將閾值提升多少。

另外一方面,手機一天一充的重點並不是手機的處理器影響多少,關鍵還是電池。沒有攻克電池問題,即使再厲害的處理器,降低的是也是能耗比,也只能起輔助,君不見手機廠商都在提升手機電池呢!


LeoGo科技


為什麼手機反而用的時間更短了!

關於這個問題,首先要說明的是手機的耗電量不止是處理器一個部件的事!就算處理器總耗電量真的降低了!也只是降低部分啊!但是手機的耗電大戶可是屏幕啊!現在手機的屏幕相對以前的手機是越來越大了!

所以說現在的手機也就越來越耗電了!還有手機處理器廠家所說的能耗降低,並不是說總耗電量降低了!就比如說高通宣稱,高通驍龍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%!

就這裡的能耗降低我打個簡單的比方來說明!我們把處理器工作比做一個人工作一樣。845幹一件事要一塊錢,而845每天最多隻能幹100件事。這時855說他幹一件事只要0.8元,但是855每天最多可以幹145件事!所以說855幹一件事的單價雖然比845的低,但是抵不住855能幹啊!我這麼說大家應該明白了吧!不明白也沒關係可以看看本話題別的作者的優質回答!

希望我的回答能幫助到題主!


境心說


這麼對比是不準確的,你沒有感覺到電池耐用,主要還是三點原因:

1.所謂功耗少了多少,通俗的講,你可以理解成同一能耗標準下,耗電少了多少,,,再直白點,就是同一性能的情況下,耗電少了多少,,,以驍龍845和855為例,不能直接用845和855對比,你得在845實驗室超頻和855正常甚至低功模式做對比,使性能相對統一,,這樣,你會發現7nm的855確實省電不少。

2.其實系統耗電只是一方面原因,隨著網絡和手機性能升級,APP也悄悄的越做越大,功能越來越多,自然數據交輸,後臺活動也越來越多,自然更耗電,而且你的APP數量也在增加,5年前可能手機裡20款軟件就夠用了,每個也就十幾二十兆,還天天想著卸載哪個,現在大多數人的手機APP都在五六十以上,而且超過100M的大有人在,這些都慢慢加劇手機的耗電。

3.手機服務升級,你的王者榮耀,刺激戰場,很多遊戲都用G為運存單位,畫質和音質的升級也一定程度的提升耗電。其實新產品可能升級少對比不出來,試想你之前用的28nm的產品,當時看個視頻,玩個酷跑都算耗電巨頭了,很多時候還在看電子書,,,現在手機服務升級了,電量還能相對維持,製程功不可沒,,不信你試試你用手機看電子書能看多久。。而且也是製程升級,讓你藍牙GPSWIFI可以常開,不用跟之前似的用完趕緊關上。


47s


不請自來,說說常見的“演示版”和“現實版”。


能耗降低僅針對特定任務

所謂“降低能耗百分之幾十”都是廣告語。而廣告語往往“挑好的說”。

所以,能耗降低百分之幾十,是指的在執行相同的特定任務時,能耗比舊處理器降低百分之幾十,而實際使用中,執行其它任務時,能耗並不能降低這麼多。


這裡要注意,能耗降低指的是完成同樣任務時的能耗降低了。


完成更多的任務,需要更多能量

一般來說,新版處理器在能耗降低的同時,也更快了。

也就是說,同樣的時間內,完成的任務更多了。於是,相應的能耗也會增加。


新增能耗都去哪了

哪些改進會消耗更多能量呢?例如:

  • 更高的顯示分辨率:消耗更多的CPU算力、更多的圖形單元算力、更多的電力用於驅動屏幕,更多的閃存訪問(用於讀取更大的素材庫),更多的網絡傳輸消耗(用於下載更大的圖片和視頻)

  • 新版的App總是比舊版的增加更多功能,佔用更多空間,消耗更多的算力和閃存、網絡傳輸消耗

  • 更高的攝像頭分辨率,更多的攝像頭數量,需要消耗更多的電力用於拍攝,用於圖像處理


還有很多。


其實想到這裡,如果能再做一個5年前的精簡版手機,分辨率也低一些,說不定能待機很多天呢。


夏冬


這是一個非常好的問題,看到很多答主的回答,但是講得有點太專業了,論證的有點長,關鍵是整個邏輯鏈條感覺沒串起來。我就斗膽用邏輯演繹的方式再敘述一遍。[捂臉]


首先我們把題目再填充一些補充信息:

前提:每一代手機處理器發佈的時候,都宣傳說降低能耗百分之幾十。

推論: 新的手機耗電量應該降低,那麼手機充一次電應該用的時間更長。

事實:(實際上電池容量有所增加的情況下,)現在手機還是每天一充。

結論:推論與事實不符,矛盾!


好了,這麼一拆解,我們知道要怎麼去解讀這個問題了。首先手機處理器廠商所說的能耗降低一定沒有錯,另外我相信大多數人也認同手機一天一充的事實,那麼問題就出在前提--->推論上,也就是說這麼推論一定不對。


  • 手機處理器廠商宣傳能耗降低百分之幾十的時候,到底在談論什麼。

先上一張最新的iphone 11的宣傳,上面介紹了CPU中的兩個性能核心,快了20%,功耗減少30%。那麼這兩句是啥意思呢?

這其實就是 @魔鐵的世界 說的 能耗比

能效比的概念,這是一個相對的值。怎麼理解呢?

快了20%:相對於上一代處理核心,同樣的能耗下,新一代的更快。

功耗減少30%:相對於上一代處理核心,同樣的計算任務,新一代的用的能量更少。


那麼如何達到能耗比和能效比的提升呢?採用更先進的製程工藝,也就是摩爾定律的自然後果。如從10nm升級到7nm,那麼相同的功能的芯片佔用面積變小,能效比提升;相同面積芯片能塞入更多的三極管,能耗比提升。也就是說光一個摩爾定律就能讓同樣性能的芯片更好了。


但每代新的手機處理器不可能只提升製程工藝,它還會升級CPU架構,提高主頻,這樣一來新一代處理器芯片總的性能提高了,總的能耗不見得降低了,很大程度上是增加的。


因此宣傳上的那個相對概念推導不出處理器總能耗降低的推論,自然也不能推導出手機功耗降低的結論。因此兩者並不矛盾。


  • 我們說手機一天一充的時候,手機上到底誰在耗電。

手機一天一充,完全是處理器耗電導致的嗎?其實大家應該都想到了,手機還有一個耗電大戶---屏幕。貼一張我的圖:



番外:由這個問題其實也能引出另外一個有意思的話題,就是手機處理器每年都退出性能更好的產品來,但是用起來好像沒有更流暢。

這不得不提一個PC時代著名的安迪-比爾定理 (Andy and Bill’s Law),原話是"Andy gives, Bill takes away."(安迪提供什麼,比爾拿走什麼。)安迪指英特爾前CEO安迪·格魯夫,比爾指微軟前任CEO比爾·蓋茨,這句話的意思是,硬件提高的性能,很快被軟件消耗掉了。

在互聯網時代,這個定理可以改一個“中國特色”的名字:安謀-老馬定理,ARM提供什麼,老馬統統拿走。【~玩笑~】


<strong>


享受Linux內核


您好,很榮幸能回答您的問題,首先我們要知道手機耗電的大頭不是處理器而是屏幕,現在各大手機廠家為了追求用戶體驗屏幕是越來越大,這樣就導致了感覺同樣電池容量的手機沒有原來的手機電池耐用了,其次是現在各種APP層出不窮,我們手機下載的軟件也比以前更多,軟件後臺也是時時刻刻在耗電為我們更新消息和定位,還有就是現在屏幕分辨率越做越高,耗電量也會增加不小,就上面幾點來看,廠家宣傳的處理器省電百分之幾十根本彌補不了屏幕和其他部件用電量的增加,這就導致了我們現在手機電池不耐用的問題,希望我的回答對您有所幫助,謝謝







分享到:


相關文章: