探秘手机内部 挖出那些影响续航的硬件芯片!

来源:    更新时间:2019-08-20 08:37:58    编辑:CFan    浏览:55

除了屏幕,手机内部集成的各种芯片和零部件同样需要电力驱动,而不同的芯片搭配,往往也会影响到最终的续航结果。

内存芯片

如今手机内存主要以LPDDR4和LPDDR4X为主。和更早期的LPDDR3内存相比,LPDDR4将运行频率从933MHz提升到了1600MHzMHz,工作电压也从1.2V降低到1.1V;LPDDR4X的Vddq电压则进一步从1.1V降至0.6V(Vdd2电压保持1.1V不变),运行频率最高可达2133MHz,不仅效率(性能)更高,功耗最多也能下降40%。

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通过内存生产工艺的升级,其功耗还能进一步降低。

据悉,三星第二代10nm工艺的LPDDR4X内存已经量产,相比第一代虽然性能没有提升,但是功耗却可再降10%,可使手机平板等移动设备更省电。

因此,在电池和其他硬件一致时,手机如果能搭配10nm工艺的LPDDR4X内存,在续航潜力的表现上自然更加值得期待。

此外,内存性能越高,意味着手机可以在更短的时间内完成数据交互,同样有利于节省电力。

以LPDDR4X内存为例,它就可以运行在单通道(多与骁龙4系搭配)、双通道(骁龙6/7系)和四通道(骁龙8系,麒麟980)模式,通道数越多性能越强。

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在不久的将来(预计2020年),手机内存还会进化到LPDDR5时代,抛开性能不谈,LPDDR5内存较LPDDR4X的功耗还能再降30%,它自然又是可以延长续航时间的芯片之一。 

闪存芯片

闪存芯片大家应该会更熟悉一些,目前手机领域主要以eMMC5.1和UFS2.1为主,而一加7、三星Note10、黑鲨2 Pro和ROG2等手机都用上了UFS3.0闪存。以持续读取速度为例,eMMC5.1最高约400MB/s,UFS2.1平均在900MB/s左右,而UFS3.0则可突破1500MB/s大关。

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速度的增加,可以让UFS闪存在更短时间完成数据的读写,从而更快进入省电待机状态。

最新的UFS3.0还进一步通过2.5V VCC电压降低功耗,并支持最新NAND Flash技术,工作温度范围也从-25摄氏度~85摄氏度扩展到了-45摄氏度~105摄氏,可避免在极高/低温环境下手机停止工作的情况。

可见,当手机用上UFS2.1或UFS3.0闪存后,无论是性能、功耗(主要在效率更高)还是可靠性都能进一步提升,当它们与10nm LPDDR4X或LPDDR5内存搭配后,就手机存储单元的功耗表现将更加理想。

通信芯片

手机内置的通信芯片(4G+蓝牙+Wi-Fi+GPS)同样是手机硬件耗电的主要来源,再上层的应用都是通过调取这些器件产生耗电。

其中,基带和射频模块会影响4G+蓝牙+Wi-Fi的性能和功耗,苹果去年发售的iPhone XS和iPhone XS Max之所以4G信号和续航不理想,很多业内人士就都将矛头指向了其内置的英特尔基带芯片上。

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当我们启动定位或导航应用时,就该轮到GPS芯片运行了,它是否支持GPS、GALILEO、QZSS和GLNONASS四大定位系统,采用了单天线还是双定位天线设计都会影响其定位能力。

当然,耗电量也是考核GPU芯片的指标之一,以国内首款支持新一代北斗三号信号体制的多系统多频高精度SoC芯片HD8040为例,它的定位精度最高可达±1米的亚米级,而且连续定位功耗也降低了30%,待机功耗最低只有1uA。

如果你从事车辆运营行业,需要长时间定位导航,选择一款定位更准、导航时更省电的手机还是很有必要的。

移动平台

手机搭载的处理器(准确来说是SoC或移动平台),应该是耗电量最高的芯片,而关于它的功耗等级,很多用户还存在一些误解。

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比如,采用最新工艺的新款处理器,它的耗电量就一定远低于上代前辈吗?

这个问题的答案自然是否定的。

以台积电7nm工艺为例,官方对其的描述是——新工艺性能可提升35%或者功耗降低65%。请注意其中的“或”字,骁龙855相对骁龙845、麒麟980相对于麒麟970,它们的实际表现都是功耗保持不变或小幅下降的同时大幅提升性能。毕竟,在宣传上更省电远没有更强悍让人印象深刻。

另一个误解则是,高端处理器就一定比主流处理器费电吗?

在工艺相同时(比如都是10nm),高端处理器比主流处理器还要省电并非不可能。比如骁龙855和骁龙710的工艺相同,前者满负载时的功耗更高。

但是,很少有APP需要处理器始终满负载输出,而是属于阶段性的忽高忽低。而高端处理器,能在更短的时间完成处理任务然后进入休息期,而主流处理器则需要更长的时间去处理相同的任务,所以反而会耗费更多的电力。

现在很多手机都主打“游戏模式”,只要启动游戏,手机就会自动清理后台,将处理器设定为“满血”状态。实际上,只要你的手机搭载了骁龙710或更高级别的处理器,游戏模式往往会带来不必要的耗电。

原因很简单,以《王者荣耀》为例,哪怕是骁龙660,在没有游戏模式加持的情况下也能跑出40fps到60fps的帧数,基本感觉不出卡顿。

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同理,骁龙710可以维持在50fps到60fps、骁龙855可以稳定在55fps到62fps。所谓“游戏模式”,只能帮手机减少帧数的波动,比如让骁龙855稳定在60fps满帧运行,波动范围在1fps左右。

问题来了,在游戏的过程中如果不看帧数监测,你能感觉得出50fps和60fps这两种帧数时的差异吗?

答案是不能,而游戏模式带来的后遗症,就是让处理器在不知不觉中产生了更多的耗电,得不偿失。

从小编的经验来看,游戏模式其实最适用于骁龙6/7系玩《和平精英》、骁龙7系玩《崩坏3》这种级别的游戏,将最低帧数从25fps提升到30fps,让平均帧数从35fps变成39fps,这才有意义。因此,当你用手机玩原本就很流畅的游戏时,最好可以关闭游戏模式(如何可以关闭的话),如此才能更大限度延长手机的续航潜力。