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[科普] 用“芯”拒绝吃货手机

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发表于 2015-10-8 08:10 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自:江苏
耗电不是病?有人说手机“干起活来像匹马,吃起电来像河马。”这话不假,大屏幕、高清视频/游戏、智能OS、多模信号等都是“电老虎”,为了满足这些功能需要,电必须要“喂饱”。
0 m, |  U# W1 |: d其实,想要手机不费电,方法很简单:缩小屏幕,少装程序,关闭3G、WiFi,最好连电话都不打。因为手机的能耗主要体现在这几个方面:屏幕显示是用电大户;其次是操作系统和应用软件,特别是智能手机,很多程序并不是完全关闭,而是常驻内容,在后台运行;实时连接3G网络、WiFi,传输数据流量也很容易榨干你的电池。降低功耗,提高续航时间,从手机处理器入手,也许是最好的方式,因为它控制协调着手机里所有的操作。[1]9 [1 |: g5 k& y; |- e
冷静的疾驰——芯片级解决之道手机的屏幕越来越大、分辨率越来越,功能和应用也在不断丰富,这些都是冲着“费电”去的,而高常见的省电技术,比如提高散热、优化软件等,都是治标不治本……因此,只有提高手机芯片的能效,才能在不影响“用户体验”的基础上,为手机省电。. p' q% [* p# B3 D
提高芯片的能效主要有两个解决方法:首先是制造工艺越来越“细”。如今,手机的处理器都采用超深亚微米工艺技术,制程工艺已经从早期的64nm到45nm,甚至最新的28nm级别,也就是完成同样任务所需要的处理器面积更小了,耗电自然小,这是“硬”解决之道。) E+ E+ G# J0 x- v& x* i
然后,在“架构”设计上,技术的进步更体现智慧。同样做一件事,有的CPU就知道甩开膀子苦干快上,有的就知道“开动脑筋”事半功倍。一般的多核CPU工作很机械,要干活全都开,要休息全都关。而最新的Krait架构就很聪明,按需派活,可以轮休。比如一边打游戏一边挂QQ一边下载一边收邮件,需要的功效其实高低不均,所以不需要“四核全开”,只需第1个CPU开足马力,第2个只要开5%,第3个50%,第四个10%就行了。这就是“异步多核”技术,能有效的降低功耗,自然也就节约用电了。# G8 I, l5 A+ v" e

相比累时累死、闲时闲死的方式,异步多核实在是太“人道”了,而且效率更高,功耗更低。独立的时钟和电压使每个CPU 内核都能够根据处理的工作类型,以最有效的电压和频率运行,从而获得最佳功耗。

相比累时累死、闲时闲死的方式,异步多核实在是太“人道”了,而且效率更高,功耗更低。独立的时钟和电压使每个CPU 内核都能够根据处理的工作类型,以最有效的电压和频率运行,从而获得最佳功耗。
相比累时累死、闲时闲死的方式,异步多核实在是太“人道”了,而且效率更高,功耗更低。独立的时钟和电压使每个CPU 内核都能够根据处理的工作类型,以最有效的电压和频率运行,从而获得最佳功耗。
# R8 \1 @# |  @) I8 X! eGPU:见我所见,不做无用功想要让手机省点儿电,另一个办法还得从“图像”上动脑筋。如果屏幕的能耗无法降低,我们就从图像的“源头”——GPU入手。5 u) m% _/ C7 Z& \6 \3 u3 O
我们在智能手机上看电影或者玩游戏,那些逼真的立体形象和绚丽的画面主要依赖于GPU也就是图形处理器来实现。简单说,GPU的主要工作是生成三角形和像素填充,以实现三维视觉和彩色渲染的效果。一般的GPU是你画你的外形(三角形),我填我的像素,两部分各干各的。像素偏多时,三角形单元就闲着;外形偏多时,像素单元没事干;而同时另一单元却忙得不可开交。而全新Adreno GPU的两个单元可以动态分配,你忙时我分一部分资源给你;我忙时你支援我一部分性能。这样不但功耗小,而且运算效率大大优化。
* E3 _9 p& s1 a( C想要降低GPU的能耗,还可以通过拒绝“渲染的不必要步骤”来实现。GPU计算半天最终是要生成图像给人看,而人只能看到立体世界的一个平面。一般的GPU是不管三七二十一,你能看到一个城墙,我却非要把墙后面看不到的整个城市一层一层画出来;你走了几步,看到一个城门,我接着再渲染一次整个城市……Adreno GPU就聪明多了,它只处理人眼可见的部分,挡住的就不画了。这样“偷懒”的做法自然是大大省电,还解放了计算能力。+ ^6 g) ?, W! f& O9 C; j

Adreno GPU利用独特的分块着色的方法进行渲染,不仅提升了画面效果,耗能却是标准ARM处理器的1/2。

Adreno GPU利用独特的分块着色的方法进行渲染,不仅提升了画面效果,耗能却是标准ARM处理器的1/2。
Adreno GPU利用独特的分块着色的方法进行渲染,不仅提升了画面效果,耗能却是标准ARM处理器的1/2。
3 d& w3 A6 e$ J, H% i不想让手机当个“吃货”,又割舍不下大尺寸、高画质材屏幕和五花八门的应用?选择一个工艺精细、构架先进、集成了高效GPU的智能手机处理器是如今挡住手机“大嘴”的最好方式。未来的手机芯片将会有更高度的集成、更细致的工艺,或者出现新的构架甚至材质实现我们高效低耗的要求,也许是微纳米技术或神秘的“液态金属”。而手机的省电绝招也不仅限于此,也许是有机EL显示屏或“整合触摸屏”技术,或者把每一次触摸和键盘按压都转化成手机的动力,甚至我们不再需要耗电的显示屏,因为我们可以在任何地方包括我们的视网膜上直接投影……* |# t' a9 q4 K+ D( ?/ K  v
7 S1 ^7 F8 d3 ]- o, w; L
[注] 目前智能手机处理器,除了传统意义上的CPU(中央处理器)和GPU(图形处理器),还包含了GPS、多媒体、调制解调器、电源管理、软件管理等多种应用的集成处理功能。南通0
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发表于 2015-10-8 08:19 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 08:45 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 09:11 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 09:36 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 09:58 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 10:27 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 10:54 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 11:24 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 11:43 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 12:02 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 12:28 | 显示全部楼层 来自:江苏
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该用户从未签到

发表于 2015-10-8 12:49 | 显示全部楼层 来自:江苏
手机省电的关键并不在于芯片:
6 ^$ @# K" ^) G5 Y6 a' n1,除非不上网,不使用手机app,只把手机用来打电话(这样的话为什么不买功能手机?),否则70%的耗电都是由屏幕造成的。: c2 U9 i; d  a: D+ o; E" T7 X
只打电话,则功耗大部分由喇叭,基带,无线功放占据。而功放的耗电量受到手机发射/接受信号强度,以及网络制式的制约,是省不来的。
: p- X: m. X+ Y, q  E1 d2,手机待机时的耗电取决于软件设计,能从芯片部分节省的电能很少。
6 e; O% e: ?" s( v) M6 r2 A4 f为什么?在良好的设计下,待机时芯片耗电主要处在基带和无线功放上,后者占大头。这个时候cpu,gpu,dsp等都是关闭的,往往只会留下一个cpu以最低频率,而且是特殊的待机模式运行。
% K9 E+ M  e' m; A这就是为什么台积电会在Tegra 3及以后的产品中植入一个LP工艺的低功耗cpu核心的目的所在:当你把屏幕锁定(没有执行ad hoc等特殊业务时),手机就进入低功耗状态,Tegra 3的cpu 0,1,2,3全部处于hotplug(热插拔,拔出了)的状态,CPU 0的职能由那个LP工艺的低功耗核心替代
# N9 m8 c+ a0 K) N* s另一个依据,使用40nm制程的Tegra3的HTC OneX在充当wifi热点时的功耗和28nm高通snapdragon S4的One S相当的。+ H; Z9 q/ ?6 H- h* L/ ^! g
要知道高通在基带方面是行家,代号8960的snapragon S4也是市场上唯一同时支持所有手机制式(GSM/CDMA/WCDMA/CDMA2000/TD-SCDMA/LTE)的芯片
* y7 |$ ~  C/ K* a; d- B3,为什么叫取决于软件设计:每次和基站的通讯都要费电,打开Wifi/BT(即便不使用),每隔一会也要扫描一下。感应器也是这样。这里的不合理分配,看上去能耗不多,但是10个小时,20个小时呢?
- ~9 r+ C8 x6 d当然,文章提到关于芯片功耗控制的的道理都没有问题。
+ p6 S/ e# ~8 U8 ^7 @芯片制造工艺带来的功耗改进能体现在执行任务(特别是玩游戏这种需要CPU,GPU全速运行的场合)时6 B. y9 U, |0 Q0 n& C
部分ipad 2已经开始使用32nm的A5处理器,相比于45nm的旧A5,新A5可以将跑游戏时的续航时间提高20%。; A" W" w2 w0 O' I) M
如果是在屏幕小的iphone 4s上用新A5,因为屏幕所占的功耗比例降低,则游戏的续航时间提高50%以上不成问题。但是它几乎不能为待机时的耗电带来改进
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发表于 2015-10-8 13:10 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 13:26 | 显示全部楼层 来自:江苏
挑错~而是常驻内容,常驻内存~
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匿名
发表于 2015-10-8 13:49 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 14:11 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 14:35 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 14:51 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 15:18 | 显示全部楼层 来自:江苏
高通的软文- -...
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发表于 2015-10-8 15:35 | 显示全部楼层 来自:江苏
手机小白一枚,基本回宿舍就是为了充电的>O<
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发表于 2015-10-8 16:00 | 显示全部楼层 来自:江苏
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发表于 2015-10-8 16:22 | 显示全部楼层 来自:江苏
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该用户从未签到

发表于 2015-10-8 16:45 | 显示全部楼层 来自:江苏
现在不有无限充电的存在吗?都能随时随地的充电了,何必降低性能?我更看好无线充电的普及
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