你口袋里的智能手機比 1969 年將人類送上月球的計算機功能強大數千倍。這個驚人的事實是由于摩爾定律的格言,即集成電路的能力每 18 個月左右就會翻一番。當然,摩爾定律實際上并不是科學意義上的定律,而是對半導體先驅戈登摩爾首次描述的歷史趨勢的觀察。
對廣泛的技術進行更廣泛的研究會發現一幅截然不同的畫面。支撐大多數行業的技術根本不遵循摩爾定律的曲線。發人深省的事實是,許多技術的發展相當緩慢。
但也有好消息:遵守摩爾定律的技術——微處理器可以極大地加速技術進步。
考慮相機鏡頭。幾十年來,玻璃研磨技術的進步普及了 35 毫米相機的遠攝和廣角鏡頭。這些鏡片要花費數百甚至數千美元,但對于許多消費者、愛好者和專業人士來說,它們是物有所值的。
現在考慮智能手機中的微型塑料相機鏡頭。這些鏡頭的制造成本約為 0.50 美元,而且遠非完美。但是由于軟件可以彌補他們的缺陷,他們可以拍出出色的照片。現在,任何擁有智能手機的人都可以拍出精美的照片。
蝸牛定律
電池技術也發生了類似的事情。電池技術一直在改進,現在提供的能量密度大約是 20 年前的四倍。相比之下,遵循摩爾定律的微處理器速度是 20 年前的 300 倍。電池技術并沒有停滯不前——按照摩爾定律衡量,它看起來就是這樣。它遵循我所說的“蝸牛定律”。看看下面的圖表:
面對這一現實,明智的做法是從智能手機相機鏡頭中汲取靈感,并使用軟件將提高電池性能的負擔轉移到那些遵守摩爾定律的微處理器上。這種方法將為當今依賴電池的設備和機器帶來回報,尤其是智能手機和電動汽車。它將使智能手機能夠有效地與明天的 5G 網絡一起工作,這將增加對電池的需求。通過使用更便宜的電池,它將使電動汽車變得更實惠。
怎么做:自適應充電和電池分析
軟件和計算能力可以通過兩種方式提供幫助:自適應充電和電池分析。
一是自適應充電。電池的充電速率對其壽命有很大影響。快速充電會縮短電池壽命;慢速充電會延長它。此外,將電池充電 100% 會使其更快磨損,而僅充電至 80% 或 90% 將使其持續更長時間。自適應充電可優化充電速率和程度,以最大限度地延長電池壽命。
第二,電池分析。通過研究電池健康狀態并預測退化和故障,可以在爆炸或火災發生之前關閉電池。每個電池,就像每個人、雪花或相機鏡頭一樣,都是不同的。軟件研究每個電池的獨特特性并將它們與使用模式相關聯。電話是否主要在一天中的某些時間使用?一般是晚上插充電器嗎?關注這些事情可以讓電池管理算法了解電池隨著年齡的增長會如何變化。
但這種智能監控會耗盡電池嗎?很少。在充電周期內實施時,監控過程不可能縮短電池壽命。其余時間,所需要的只是幾毫瓦的功率和少量的內存。
就電池而言,沒有繞開蝸牛定律的地方。但也沒有理由停滯不前。事實是,電池是由卡車制造的,單位成本越來越低。與其等待下一次電池突破,不如利用今天的電池商品化,讓軟件智能和微處理器發揮作用。
審核編輯 黃昊宇
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