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5G为何更耗电?

日期:2020-11-17 17:06:26    阅读数:216

新买的5G手机刚到手就有点郁闷——“为啥厚那么多?”在同事的开导下,小编才明白,原来,5G手机无论电路设计还是大容量电池,都需要牺牲那么一点点机身体积,当然,也可以维持以往的纤薄机身,可就需要削减点电池容量,这是一道选择题吗?5G手机是否真的更耗电呢?



如果对智能手机有了解的网友不难发现,今年上市的智能手机相较于上一代4G手机,除了性能上的升级外,电池容量也有明显提升:此前被称为“大容量”的4000mAh已经是不可逾越的红线,4500mAh上下是当前5G手机电池容量的主流,而此前被称为“电池巨无霸”的5000mAh已经成了性能手机的标配。

5G手机相较于4G手机最大的区别在于增设了5G射频与5G天线模块。5G手机的超高5G网速体验是建立在更复杂、功耗更大的天线与射频设计基础上的。而这些天线与射频需要来自电池电力驱动才能实现,这就导致了5G手机如果全面达到使用预期必然更费电。

理论上,5G手机就是在原4G手机的基础上外挂一颗5G基带芯片即可,但其背后却还涉及到很多问题。华为轮值董事长徐直军曾表示“5G手机芯片的耗电量是4G手机芯片的2.5倍左右”。

vivo 5G通信研究院总经理秦飞就曾表示:“5G终端对天线设计和布局、主板面积、散热问题、协议适配及稳定性都提出了更高要求,研发难度要比4G设备更高。”实际上,除了开发难度提升外,外挂的5G基带还会带来额外的耗电。


通过外挂基带的方式,也会增加手机的功耗,特别是7nm的骁龙855外挂28nm的X50或者8nm的Exynos 9820外挂10nm的Exynos 5100,这种工艺上的差别也会带来更高的功耗。

另外,业界某知名人士表示,在5G覆盖率低的情况下,首选5G网络就会造成手机频繁搜索信号,这本身也就是加重手机处理信息的任务,搜索信号本身也带来功耗压力。


今年全系iPhone 12电池容量官网一直没有公布,目前有媒体测试苹果iPhone12开启5G模式下,用电量提升。

据北京日报,10月24日消息,针对这一问题,苹果iPhone营销副总裁Kaiann Drance回应称,iPhone12增加的智能数据模式可以平衡数据与电量,此外,苹果正在通过软件系统、以及与运营商的合作提升电池寿命。

测评发现开启5G后iPhone 12的续航时间锐减

据悉,苹果官网上宣称iPhone 12视频播放最长可达17小时,音频播放可达65小时。

近日,美国硬件网站Toms Guide在测试了苹果公司新机iPhone 12后发现,开启5G后iPhone 12的续航时间锐减。而根据网站的测评显示,苹果iPhone 12和iPhone 12 pro电池容量为2815mAh。

值得一提的是,近日,华为最新发布的Mate 40的电池容量为4100mAh。

根据网站的描述,测试人员保持手机屏幕亮度为150尼特,每30秒打开一个新网站,持续浏览网页直到手机电量耗尽。他们通过这一方法比较了iPhone 12在5G和4G模式下的续航时间,并与其他品牌的5G手机进行了比较。

结果显示,iPhone 12和iPhone 12 Pro在5G模式下的续航时间均比4G模式要少两个小时左右。而与三星Galaxy S20、一加8T等5G手机在不同刷新率模式下进行对比,iPhone 12的续航也居于垫底水平。

对于耗电量过快的问题,苹果iPhone营销副总裁Kaiann Drance回应称:“这次的iPhone拥有非常棒的电池寿命,用户使用5G的情况对我们来说也至关重要。我们能够对整个系统进行一系列软件优化,以延长电池寿命。最重要的是,我们增加了一项名为智能数据模式的新功能,该功能可让您管理5G的使用情况。

从5G手机当下技术发展状况看,iPhone 12绝不会是第一款也不是最后一款遇到5G耗电问题的手机,而为延长5G手机续航时间,无论是手机厂商还是用户,其实都能做很多事情。


事实上,每一代手机升级都会遇到类似的问题,从2G手机到3G手机,从3G手机到4G手机,同样都遇到过类似的问题,因此,从4G手机到5G手机,更耗电问题无非再一次重演,而从上游供应链到手机厂商,也是做了各种努力。

提升电池容量是最直接有效的方式,当下4500mAh容量电池已经成为5G手机标配,而5000mAh容量电池也不鲜见,在这样的电池配备下,5G手机续航能力的确是得到保障。

除了标配大容量电池外,快充也是最直接有效解决问题的方法。同样是4000mAh容量电池,5V/2A(10W)充满大概需要180分钟;9V/2A(18W)需要120分钟;5V/6A(30W)需要60分钟;65W(10V/6.5A)只需30分钟。


智能手机之所以可以获得65W的快充能力,其背后的秘密就是采用了电荷泵IC以及双电芯串联的电池模组,充电时每个电芯都能同时以32.5W(5V/6.5A)功率输入,解决了单电芯方案无法长时间维持峰值充电功率,后期必须降速保护电池的缺陷。

在安全性上,同样时间充满两块电芯的风险也要远远低于充满一块两倍容量单电芯的风险。

而新的技术一旦开始普及,其本身更迭也相当迅速。小米手机、联想拯救者游戏手机、vivo手机、OPPO手机等主流手机品牌陆续推出破100W的超快闪充技术。

提升充电效率,也能有效解决5G手机耗电过快的问题,而面对5G手机耗电过快这一普适现象,除了手机厂商的努力外,5G手机用户同样可以通过使用策略的优化,延长电池续航时间。

除了以上侧重电池技术的改变外,高刷新率屏幕省电技术也是各5G手机厂商需要攻克的重点。120Hz屏幕表现细腻、顺滑,但同时也比普通 60Hz 屏要增加消耗更多的电量。

近些年手机屏幕从LCD大量变为OLED,这一方面是因为OLED更容易被厂商打造出不同形态,另一方面是OLED相对要比LCD省电一些,但实际上OLED在硬件层面上给手机带来的节能还是比较有限,所以厂商也在利用OLED的一些特性来减少屏幕的消耗。 

除了从屏幕这个“耗电大户”入手以外,手机的其他关键零件也在给续航时间腾出更多电量。

想必大家都有留意到,每逢像SoC、新手机这些产品发布时,厂商除了展示出新品在性能上比旧品强多少以外,也不忘花时间去介绍“功耗降低XX%”这个关键信息。在省电这件事儿上,厂商的确也做了不少努力。

在非必要(需要更快5G网络玩游戏或高速下载文件)的应用场景,关闭5G数据模式能有效延长5G手机续航时间。安卓手机以荣耀V30为例,在设置界面进入“移动数据”设置界面后,即可看到5G开关项。

关闭后,可以看到手机的网络模式设置为4G的网络,这时就不会使用5g网络。相信随着技术的进步,未来越来越多的5G手机厂商能够推出自动网络优化模式,让系统根据使用自动切换,比如网页浏览需求用4G,下载的情况自动变5G。

iPhone12同样提供三种数据模式可选:启用5G、自动5G、4G。“启用5G”是强制全时实用化5G网络模式,“4G”是不开启5G模式。而“自动5G”是iPhone软件自动调节,在网络使用量大时,系统会自动调节至5G模式,而在待机等模式下,会回落至4G模式,以此实时平衡数据用量、速度和耗电量,帮助延长电池续航。

当然,关闭5G数据模式多少让人有些郁闷,更改屏幕耗电模式其实也是省电的最佳办法。

目前主流的手机屏幕有LCD和OLED两类,OLED的优势为显示黑色不耗电,显示深色背景电量较低。

而5G手机现在大规模采用OLED屏幕,依靠深色模式的软件优势发挥OLED面板进而达到省电+护眼的双重效果。

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