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


每一代的處理器都在升級,也確實能降低能耗,但似乎給人的感覺只是個表面數據,並沒有實際性的體驗呢?

都知道,每一代的處理器上市,基本都是搭載著新機出現的,隨著配置不斷豐富,性能不斷提升,各種各樣的參數提高,相應的功耗自然也就更大,而你的處理器是在降低能耗,一邊降一邊升,真正普通消費者能感受到的就是沒啥變化,就好比現在主流的OLED屏一樣,說到底,它是比LCD更省電的,那為什麼現實生活中,它確比較耗電,因為OLED屏是自發光的,就是哪裡顯示哪裡就工作,而當處於黑色背景的時候,是息屏狀態的,所以更加省電,但現實中,你能保證一直處於黑色背景嗎?


再舉個例子,就像汽車加油,95號來說,油品更好,也是更加省油的存在,那為什麼實際使用中,有的還是加92跑的公里數多,因為它們之間的差價已經蓋過了95所能節省出來的油


所以說,處理器在升級,確實有一定的作用,不然研究出來幹嘛?但是,它在升級的同時,其它硬件也是在不斷升級,所需的能耗也相對會更多,而且,手機廠商作為一個企業,肯定也是會給你介紹它的優點,難道還會說其它什麼什麼的,綜合來說能耗降的不多,可能嗎?


熊二科技說


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。


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魔鐵的世界


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


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


耗能和性能一直是衡量一個處理器好壞的重要指標。低耗能高性能的處理器我們認為是很好的處理器。

就拿蘋果處理器來說,蘋果在本月11日發佈了最新款處理器A13,A13cpu擁有兩個高性能核心和4個效能核心,在性能上相比於上一代處理器A12提升約20%,耗能相比上一代處理器提升30%,同時採用目前最先進7nm EVU工藝製程,整塊芯片集成85億個晶體管。



可以看到,無論是蘋果還是華為還是其它手機廠,每當發佈最新款處理器時總喜歡和上一代做比較,性能提高多少以及能耗降低多少等等。

在這裡耗能降低說的是比如完成相同的任務所用的功耗多少或者在相同功耗下能完成任務的多少這樣一個概念。

儘管新款手機處理器耗能較上一代降低百分之多少,但是這是基於實驗室數據來的。在實際操作中耗能會納入很多因素,比如就單個應用來看,在你最新款處理器上一次點擊打開執行這個命令所需要的功耗確實是小於老款處理器的,但是在生活中你可能不僅僅只進行這一項操作,隨著你每天的操作頻率、使用習慣的不同,新款設備一天的累積使用耗能從整體上來說還是與老款設備不大,除非處理器真的很耗能。



耗能除了和處理器有關,還和其它因素有關,比如屏幕素質。就拿iphoneXR和iphoneX來說,儘管處理器都為A12,但由於iphobeXR採用功耗明顯低於iphoneXOLED的LCD屏幕,因此也使得iphoneXR稱為當時最長續航的手機。

因此,儘管功耗降低,但是依據個人使用頻率、使用習慣等,再加上其它一些高耗能硬件比如屏幕、網絡等,會使得新舊款設備使用不會有明顯的區別。


科技Joy


智能機一天一衝的原因並不是單一的,我們來具體看一下

功耗降低?廠家的“文字遊戲”

雖然說幾乎每一代芯片推出時,廠家都會竭盡全力的宣傳自己的芯片優勢,比方說七納米的芯片要比十納米的芯片要更加省電。但是再說功耗的時候,有一個前提條件——那就是性能相同。架構相同的條件下。舉個例子:以十納米的架構。做了一個功耗150瓦的芯片,在同樣的規格做一個七納米的芯片。那麼後者的功耗肯定要比前者的低。可能是80w左右。如果在以七納米的規格基礎上,進一步提升芯片的性能呢?所以總體功耗都是差不多的。

每推出新一代的CPU,其頻率,架構,性能較之前者都要有提升,當下。手機處理器競爭近非常激烈,原地踏步就意味著落後。除此之外,處理器的性能與功耗應該是成一個相對形式。二者是需要追求平衡的,也就是說,伴隨著性能的提升,功耗也會必然有所調整。

鋰電池自身特性使然

現在電子產品使用的大都市鋰電池。由於成本與技術的原因,鋰電池的容量並不大。同時,現在手機支持的應用越來越多,幾乎所有的手機都存在著這樣一個情況——後臺程序偷跑。也就是說,表面上看起來,我們把應用關閉了,但他實際在手機的後臺中運行,一些類似於微信,qq,地圖,天氣的應用,只要在聯網的情況下就會一直運行,而且這些程序所附帶的功能越多,對於電量的損耗也就越多。除非手動關閉。這種情況是無法避免的。


愛思考的奧特曼


這就好比工資再漲,房價也在漲,工資增長的速度趕不上房價增長的速度 會感覺錢不夠花 , 每一代的處理器在上一代的基礎上都有所增長,工藝製程更先進,功耗更低 ,運行頻率更快 但是同時增長的也有手機系統的體積,軟件的功能,APP也在的進行版本的更新迭代 例如王者榮耀剛開始第一個安裝包800M左右,現在安裝包已經是1.6G了,畫質更精美,模式更多,還增加了高幀率模式

所以在主觀感受上 處理器並沒有什麼長進,其實 這是一種錯覺





陳貳某


出現這個問題是因為手機屏幕性能的提升和運行軟件的數據量增加,這兩個方面對電量的消耗抵消了處理器(CPU)性能的提示,甚至超過了處理器性能的提升(不要忽略電池也在進步和手機使用更大容量的電池)。

手機屏幕更耗電了

現在主流旗艦使用手機屏幕都是OLED了,雖然OLED屏幕會比上一代LCD屏幕省電點,但是也抵不住手機屏幕越來越大啊,在相同條件下屏幕尺寸越大越耗電這點大家應該也能理解。所以CPU因性能的提升而降低的能耗被屏幕吃掉了一部分。

知識擴展:為什麼OLED屏幕比LCD屏幕更省電

OLED屏的發光原理是可以只讓需要發光的地方放光,不需要發光的地方它就不發光同樣也就不會耗電,而LCD屏發光靠的是背光板,所以不論需要顯示的是哪個區域屏幕的背光板都會工作同樣也需要耗電的。

手機軟件更耗電了

大家有沒有發現現在APP的功能越來越多了,而且畫質越來越好(特別是遊戲類APP),但不可否認的是現在運行APP需要CPU處理的數據量越來越多了,這樣就會導致CPU需要消耗更多的電能來滿足APP的運行。

為了方便大家理解我們舉個例子:CPU1 每秒鐘處理1M的數據消耗0.01瓦的電能,現在有款新的CPU2比CPU1性能提示了20%,每秒鐘可以處理1.2M的數據而還是消耗0.01瓦的電能。也就是說CPU1 消耗0.01瓦電能可以處理1M的數據,而CPU2消耗0.01瓦可以處理1.2M的數據,現在可以得出在處理相同數據量的情況下CPU2可以更省電。那麼如果一個APP沒升級前運行它只需要處理100M的數據量,而現在為了提升它的功能和畫質運行它需要處理120M的數據。假如APP沒有升級前使用的是CPU1運行它需要消耗0.1瓦電能,而APP升級後使用的CPU2運行它同樣需要消耗0.1W電能。(此舉例只是為了方便大家理解,專業人士勿噴啊)

現在大家應該明白你手機裡面的APP越來越耗電了,CPU因性能的提升而降低的能耗它也是吃掉一部分。


贏在當遐


手機功耗問題,原因有很多。外部耗電只要拔了那個用電的東西就可以了,重點說說內部耗電,這個稍不注意就會耗電的東西。

先分清楚是外部耗電還是內部耗電

外部耗電:

通過手機接口OTG反向輸出電力,如USB風扇、電燈、鼠標、鍵盤等等一系列可以通過USB接口供電的東西,這些小玩意看起來感覺沒怎麼,但是耗電極快。

內部耗電:

這部分主要是指閃光燈、攝像頭、屏幕、揚聲器等硬件以及系統軟件的調動機制。大多數手機最耗電的部分應該是屏幕。因為正常情況下手機跟人的交互是通過屏幕進行的,所以基本只要是使用手機的狀態下手機屏幕就是點亮狀態的。

舉個栗子 小米於2015年8月份左右推出的紅米note2(屬於對抗友商新機,所出的半成品手機)它搭載MTK Helio X10 八核處理器(就是那個一核有難,七核圍觀的一代神U),然後用的就是那個天馬屏(當年好像還把小米告了,大家有興趣可以查查)。

重點來了在一個完整的電量使用週期裡(100%-3%)正因為這個一代神U神奇的操作,讓處理器竟然在耗電量裡僅佔10%不到,而屏幕耗電量卻高達80%以上。點亮屏幕,電量就開始尿崩。

說完了屏幕,就到了攝像頭。這個同樣也是耗電大戶。一般它會跟屏幕一起耗電,除了某些喜歡息屏啟動攝像頭偷拍的人,基本這兩兄弟是沒跑了。最直觀的就是開啟拍攝模式,手機發熱量就會急劇上升。

舉個栗子 平時拍延時攝影時,一般都是全程啟動攝像頭,大多數手機都挺不過三個小時。像iphone之流小容量手機,能挺過兩個小時都不容易。

相比於攝像頭、屏幕來說,閃光燈跟揚聲器的耗電量就少得多了,但少歸少,整體的耗電量也不太樂觀。幸虧這兩者的使用場景不多而且整體時長也不會太久。

最後就是關於系統軟件這個東西了,系統精細複雜,我這個業餘的刷機愛好者並不是太明白。只能從大體上來說,很多時候手機進入後臺待機狀態時,就很考驗系統的調節機制了。為了提高軟件的響應速度,除了有AI預加載功能的之外,大多都會選擇將高頻使用軟件常駐後臺。這樣就造成了處理器的負擔,這也是待機耗電的最大的元兇。

回到問題上,為什麼手機耗電快,因為現在的手機為了滿足上帝們苛刻的要求,需要在儘可能小的機器裡裝進去最多的功能。

另外SOC不是唯一耗電的部分啊,簡單算一下就很清晰了:

iPhone X屏幕耗電最大3.25w,平均算下來耗電就說是1.5w

同時iPhone X電池容量大概10.4wh,明亮環境下光是刷網頁知乎啥的大概能刷5個小時(白色背景)。

也就是說光是屏幕耗電就佔了7.5wh,剩下2.9wh是SOC用的。

Xs號稱CPU功耗降低40%,也就是說5個小時以後還能剩下1.16wh,還夠刷0.56小時的知乎

蘋果號稱Xs續航比X長半個小時,一點毛病也沒有。

能耗降低是指單位運算量的能耗降低,而隨著需求發展,手機在單位時間內的運算量持續提高。

現在手機配件的瓶頸在電池,而不是處理器,你的手機一天一充原因是因為這麼多年來,電池容量都沒怎麼變,而不是所謂的處理器的關係。



賤賤科技館


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!


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