最近我在做幾款新手機的續航測試，發現這些手機雖然都是 5G 高性能手機，但它們的續航卻能跟過去的 4G 手機幾乎保持同一水準。

　　按道理說，手機在加入 5G 模塊后，天線增多、吞吐能力更強，所消耗的電量理應比 4G 手機更大，但為何像 Galaxy S20 這種電池只有 4000mAh 的小身板 5G 手機，也能有 4-5 小時的（重度）亮屏時長？

　　如果我們再往前看，還能發現一個有趣的現象，過去幾年里，旗艦手機的電池容量普遍都是在 3500-4500mAh 這個標準范圍內。

　　而且即便手機性能在一直升級，手機每次的亮屏時長也依然還是在 5-6 個小時，如果電池更大那甚至還能達到 7 小時左右。

　　實際上，隨著手機所承載的功能越來越多，在目前電池技術沒有取得突破性進步的條件下，電池內的每 1% 電量，對于手機來說都是彌足珍貴的。

　　除非像 Galaxy S20 Ultra 用更大的機身容納 5000mAh 的電池，但這樣便損失了手機的便攜性，也同時增加了手機重量。

　　既然不能改變電池技術，那就改變耗電技術。手機廠商在大力升級硬件的同時，其實也不忘考慮到手機續航，他們通過積少成多的方式，給手機運行騰出更多電量。

　　我在之前一篇關于高刷新率屏幕的文章中，提到了 iPad Pro 采用的是一塊 120Hz 屏幕，這塊屏幕表現細膩、順滑，但同時也比普通 60Hz 屏要增加消耗更多的電量。

　　而為了能延長 iPad 的續航時間，蘋果其實并沒有讓這塊屏幕以 120Hz 全局運行，而是通過 Promotion 這項技術讓系統根據內容自動調節屏幕刷新率，進而控制屏幕的對電池消耗。

　　比如說，120Hz 是屏幕刷新率的最高值，當使用 Apple Pencil 書寫、游戲這種需要高精度的操作時，系統會自動啟用高刷新率；但如果像播放 30/60Hz 視頻這種本身不需要 120Hz 的內容，系統就會自動切換到內容的最高速率。

　　至于像在電子書或者靜態圖片這種并不需要太高刷新率的場景，系統也會將刷新率降到最低，控制屏幕在靜態顯示下的電池消耗。

　　隨著高刷新率屏在手機上出現，一些手機廠商也在手機系統內提供了類似于 Promotion 的‘智能調配’刷新率的機制供用戶使用，相比固定全局 120Hz 運行，這種智能調配機制能給手機省下約 5% 的電量。

▲ ColorOS 系統設置頁

　　當然，雖然有些手機沒有單獨提供智能切換選項，但他們也會根據場景來自動調節刷新率。比如一加、黑鯊手機，盡管只提供 60/90Hz 的選項，但在 90Hz 下也會動態調節刷新率，工作原理其實也和 Promotion 相似。

▲ 一加手機氫 OS 系統設置頁

　　近些年手機屏幕從 LCD 大量變為 OLED，這一方面是因為 OLED 更容易被廠商‘捏造’出不同形態，另一方面是 OLED 相對要比 LCD 省電一些，但實際上 OLED 在硬件層面上給手機帶來的節能還是比較有限，所以廠商也在利用 OLED 的一些特性來減少屏幕的消耗。

　　這里比較知名的莫過于如今各大廠商標配的‘夜間模式’，這個能讓 OLED 屏幕大量減少發光像素點的功能，無疑能讓手機屏幕的消耗降到最低。

　　在前幾天一篇關于黑暗模式的文章中，我們曾探討過無論是 Google 還是蘋果，這些廠商都在利用 OLED 屏幕來延長手機續航，而在 PhoneBuff 的測試里，夜間模式甚至能給 iPhone XS 多出 30% 的電量，這對于續航本身就一般的 iPhone XS 來說，可以說是非常明顯的續航提升了。

　　除了從屏幕這個‘耗電大戶’入手以外，手機的其他關鍵零件也在給續航時間騰出更多電量。

　　想必大家都有留意到，每逢像 SoC、新手機這些產品發布時，廠商除了展示出新品在

　　這對手機續航有什么幫助？

　　實際上隨著 SoC 的 CPU 架構、制程工藝、調度設計的變化，當前 SoC 的功耗已經比過去遞減下降，而性能效率也隨新處理器的加入和工藝遞增上升。

　　用簡單的語言來說，現在花同樣的力氣，辦的事比以前更多了。

　　在 Anandtech 對驍龍 865 幾款一線處理器的對比測試中，我們能看到驍龍 865 的能量消耗在和驍龍 855 是非常接近，但前者比后者的性能卻有 20% 的提升，這側面證明高通介紹驍龍 865 時對比驍龍 855 有能效提升的說法。

▲ 圖片來自：Anandtech

　　但 Anandtech 第一次所測試的只是驍龍 865 工程機的數據，而不能代表量產驍龍 865 表現，更具參考意義的是之后對 Galaxy S20 Ultra 的測試。

　　在這次測試中，這枚驍龍 865 的功耗不但比驍龍 855 低，甚至還比之前在工程機上的測試成績更低，這要歸功于高通和三星對量產版 SoC 的能效優化。

　　當然，臺積電的 7nm、A77 這些技術也應享有給手機省電的功勞。

▲ 工程機測試成績（左）/S20 Ultra 測試成績（右）。 圖片來自：Anandtech

　　不過需要備注的是，Anandtech 的這個排名只是基于測試得出的‘平均功耗’參考數據，要得出 SoC 的總功耗還應該結合使用時間和其他綜合因素。

　　而對于近年廠商加入的 AI 系統，手機廠商則是用‘專核專功’的方式去減輕 CPU 的負擔，比如說麒麟 990 里面的 NPU 就是用類似于 big.LITTLE 的‘大核+微核’去節省 AI 所需用電。

　　然而，通過 SoC 節省出來的去補充 5G 所消耗的電量也只是杯水車薪，手機廠商還需要從其他方面‘擠’出寶貴的電量。

　　同樣是花小力氣辦大事的還有 LPDDR 5 和 UFS 3.1 兩個新標準，表面上看，兩個新標準只是循例提升了內存和存儲芯片的帶寬和速率。

　　可實際上，這兩個新標準都分別增加了節能方面的特性。

　　有人說 LPDDR5 和 UFS 3.1 都是為 AI 和 5G 準備的東西，我認為這其實是一句雙關語，兩個標準除了在速度上滿足 AI 和 5G 需求外，它們也在提升性能的同時也節省了更多電量。

　　按照三星在公布 LPDDR5 時的實驗室數據，LPDDR5 內存在功耗上要比 LPDDR4X 節省 20%。雖然這 20% 幾乎可以被忽略不計，但我們并不能將它切開來看，需要和其他環節綜合起來。

　　能讓 LPDDR5 更省電的原因主要是這次新增的 Data-Copy（將單個針腳數據復制到其他針腳）和 Write-X（減少數據在 SoC 與內存之間傳輸時的耗電）兩項減少數據來回傳輸耗能的技術。

　　用小學都能理解的話來說，就是‘數據少來回跑，少折騰，少消耗。’

　　但是，內存所省下來的電量并不會完全轉化到手機里，而是像 SoC 以同樣的力氣做更多的事。所以三星的 LPDDR5 內存的工作電壓依然還是保持和 LPDDR4X 一致的 1.1V（Vddq/Vdd2），運行功耗沒有變化，但它的傳輸速度卻比 LPDDR4X 快 1.3 倍，而且容量也增大了。

　　盡管 UFS 3.1 在性能上和加了 TurboWrite 的 UFS 3.0 不相伯仲，但新增加的 Deep Sleep 成了這個 0.1 的升級被 5G 手機選擇的理由之一。

　　之所以叫做 Deep Sleep，是因為這個功能只會在手機閑置狀態下才會觸發，芯片會根據當前環境進入低功耗模式，繼而節省像用戶晚上睡覺時手機所消耗的待機電量。

　　不過 Deep Sleep 注定是一項用戶感知不強的節能技術，畢竟在每次睡醒啟用手機時你也不會關注到手機節省下來那 2-3% 的電量。

　　除了在硬件方面下手以外，Google 也曾經在 Android P 系統中嘗試加入 Deepmind 的 AI 優化系統，通過軟件層面上的機器學習能力和 Adaptive Battery 調配軟件資源，延長電池續航時間。

　　而蘋果則是通過調頻、關閉部分后臺功能的低電量模式來延長手機續航時間，雖然犧牲了一些諸如‘嘿，Siri’等蘋果特色功能，但換來更長的續航時間，能給人帶來和世界不失聯的安全感。

　　更有一種方法則是直接讓系統根據場景自動調節網絡策略，ColorOS 的做法是在系統中加入 Smart 5G 依據手機溫度、電量、當前網絡環境自動切換 WiFi、4G/5G 網絡，它的原理有點像屏幕刷新率自切換，按照 ColorOS 方面的說法，這項技術能給手機提升 30% 的續航時間。

所以即便 5G 手機的消耗比 4G 手機大，隨著更先進的硬件和軟件優化技術出現，5G 手機的續航問題已經從這些細節中被逐步解決。

　　其實自 5G 手機在國內開始普及起，我至今一直認為，手機性能、功能和續航都應該是以三駕馬車同步并進，手機硬件、軟件除了朝向更快、更多功能兩方面發展，同時也要在電池容量的限制條件下，用更多節省耗能的方式，支持手機在未來的 5G 環境中實現更多新功能。

　　當然，今天的 5G 手機和我們見面還不到一年，許多節能優化的方法還有待我們繼續摸索，比如改變 5G 基帶的裝配方式、減少多天線工作的消耗、使用更省電的屏幕……

　　不過說到底，我還是希望在不久的將來有更好的電池技術出現，畢竟續航的根本，還是在于電池的性能上。