致力于部件的節能

　　手機廠商一直致力于在不讓用戶察覺到的前期下，減少各個部件的耗電量。NEC卡西歐移動通信公司商品開發本部第一硬件設計部高級專家并木秀夫表示，在應用處理領域，“我們一直致力于如何才能更好地利用處理器和存儲器的節電機構”。包括根據處理負荷改變CPU內核的電源電壓和工作頻率的機構，以及根據不同范圍停止向存儲器供電的機構等。各大公司都在絞盡腦汁地對這些機構進行調整，以便明確何種狀態下應該如何進行使用。

　　顯示屏中引進了可動態下調背照燈亮度的技術。比如，夏普可以對影像信號進行分析，掌握畫面的亮度和對比度趨勢，從而調整各個像素的亮度成分，同時降低背照燈的亮度。可以在不降低視覺質量的情況下，將背照燈的亮度最大降低50％。

　　對性能的要求沒有止境

　　此前一直致力于低功耗化的手機廠商和部件廠商，今后必須具備更為出色的低功耗化技術。原因就是開篇提到的，因為手機性能的提高幅度很可能會大于電池容量的增幅。

　　智能手機中使用的鋰離子充電電池的單位體積能量密度，在10年后的2022年估計也僅會提高到現有的1.3倍左右。而對性能的提高要求則永無止境。在新一代智能手機中，估計應用處理將增加CPU和GPU內核的數量、提高工作頻率，顯示方面將支持顯示屏的大屏幕化和高精細化，通信方面將支持LTE（Long Term Evolution）等新型無線通信方式（圖4）。

　　圖4：運算、顯示和通信都會不斷發展

　　圖中是高端智能手機引進新功能的目標時間。CPU和GPU等運算部分、顯示屏的像素和尺寸等顯示部分，以及移動通信和無線LAN等通信部分，估計今后都會引進更為出色的高功能技術。

　　是放棄提高性能？還是忍受配備又大又重電池的厚重手機？如果僅僅依靠此前開發的低功耗化技術，那么遲早有一天會不得不面臨這個選擇。實際上手機業界已經得出了一個測量結果：支持LTE的智能手機在LTE通信時的電池耐久性低于3G通信時（圖5）。

　　圖5：利用LTE后電池耐久性惡化

　　圖中是美國2011年下半年以后上市的主要4G（LTE或移動WiMAX）機型以及“iPhone 4S”，在瀏覽Web時的連續使用時間。摘自美國在線媒體“AnandTech”（http://www.anandtech.com/）實施的基準測試所獲得的數據。

　　手機廠商和部件廠商開始意識到電池耐久性會在將來成為一個大問題，從企業采取的各項措施中可以看出的趨勢是，業界正在從各個角度徹底削減電力的浪費。這種削減電力的出發點本身并不是什么新穎的東西。不過，與此前截然不同的是細微之處也不放過。

　　比如，將某個部件引進的低功耗化技術擴展至智能手機內的其他部件，或者將控制電力的部件和時間單位進行更為細致地劃分。單看每項低功耗化技術的節電成效也許較小，但一項一項地積累起來，就能大幅削減功耗。

　　智能手機具有用戶購買后可以追加應用軟件（以下簡稱應用）的特點，因此今后讓應用開發人員注重耗電量將變得很重要。九州大學系統LSI研究中心副教授久住憲嗣表示，“對應用進行實際分析后，發現了多個部分的特定處理會徒勞消耗電力。如果應用開發人員能夠仔細掌握自己所開發應用的耗電量及其詳細情況，就可以間接地為智能手機的低功耗化做出貢獻”注3）。

　　注3）九州大學系統LSI研究中心開發出了制作智能手機耗電模型的方法。采用該模型可以根據應用的CPU使用時間、無線通信量、存儲量和傳輸量等信息，推測應用在智能手機上運行時的耗電量。

　　低功耗化成為廠商形成差異化的因素

　　挑戰并徹底實現低耗電量，有助于強化手機廠商和部件廠商的競爭力。對于追求低耗電量極限的部件廠商來說，徹底降低功耗后不僅在智能手機市場上的業務量會越來越多，而且還能夠以此為契機涉足要求低功耗化的其他應用領域。

　　在手機廠商方面，僅組裝標準部件的廠商與專注于部件易用性的廠商之間的差距，在電池耐久性這個指標上將表現得越來越明顯。原因是僅憑充電電池容量和部件性能參數難以檢測的要素會產生很大的影響。夏普的河內表示，“在如何利用充分部件的調整部分，整體的耗電量將會發生很大變化。能否在不犧牲性能和外觀設計的前提下，找到電池容量和耗電量的最佳平衡點，這會是手機廠商之間實現差異化的一個重要因素”。