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用“芯”拒绝吃货手机

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”。

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]

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。

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。

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。

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。

GPU: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。

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。

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。

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。

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……


[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。

The End

发布于2012-05-14, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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衣先森

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