你造吗:最快1分钟,智能手机快充技术探秘
想要手机续航时间更长,无非开源节流两个途径,“节流”已经很难办到了;手机参数都在涨,性能提升自然是以耗能的增加为基础,而“开源”方面,万年不变的电池技术也是帮不上忙,因此目前解决续航瓶颈最常用的办法就是“快充”了——既然一次不持久,努力多几次也算是个办法,嗯……
高通Quick Charge 2.0
来自高通的Quick Charge 2.0是随骁龙800开始盛行的快充技术,由于高通处理器平台的普遍性,目前应用相当广泛。相对于Quick Charge 1.0技术最高支持的10W充电功率,Quick Charge 2.0在此基础上将最大充电功率进一步增加到了36W,因此大大缩短了充电时间。
Quick Charge 2.0技术分为A级和B级两种标准,其中A级标准适用于智能手机、平板电脑以及其它便携式电子设备。根据高通给出的数据,Quick Charge 2.0 A级标准规定的最大充电电流为3A,如果在5V的情况下,充电功率就为15W。
配合使用9V/1.67A充电器,充电效率比传统5V/1A快将近75%,也就是提供9x1.67=15.3W的电量,至于实际效果,高通的演示曾经对一块3300mAh容量的电池进行半小时分钟充电实验,并给出以下数据:使用快充2.0,电量在 30 分钟可由 0% 充到 60%(9V/1.67A);使用快充 1.0,电量在 30 分钟可由 0% 充到 30%(5V/2A);而传统充电,电量在 30 分钟只从 0% 充到 12%(5V/1A)。
Quick Charge 2.0还支持5V、9V和12V三种电压,从而进一步提升充电功率。这意味着一台高电压充电器可以适配更多设备,而且可以抵消劣质充电线和较长充电线带来的电压损耗,从而保证充电的效率。
Quick Charge 2.0是目前应用非常广泛的快充技术,而且除了搭载高通平台的众多机型之外,高通也授权其他平台使用Quick Charge 2.0技术,比如今年年初发布的三星Galaxy S6/S6 edge虽然并未采用来自高通的处理器,但也支持Quick Charge 2.0,充电器也提供了5V/2A以及9V/1.67A的快充输出模式。
OPPO VOOC闪充
VOOC闪充是“低电压高电流”快充方案的典型代表。
根据公式功率=电压×电流,VOOC闪充采取了提升电流的方法。不同于一般厂商采用的5V/1A类似的充电形式,OPPO Find 7采用的为5V低电压和5A高电流充电模式。
VOOC闪充系统中两样与众不同的硬件设计——7针micro USB接口和8金属触点电池以及相对应的内部MCU电路;电池部分可以理解为一个普通两块电池形成的串联,按照输出为5A算,VOOC闪充就相当于是在分别用2.5A的电流给这两块电池充电。
根据以往的测试,这无疑是目前来看速度最快的一种快充方式;10分钟的充电量能够达到28%,30分钟即可达到75%。不过由于整个系统都不同于其他快充系统,因此OPPO的VOOC闪充并不兼容其他手机,而且必须使用自己专门的闪充充电器使用。
联发科Pump Express
Pump Express技术内置于PMIC的电源管理集成电路和DC壁式充电器,此外该技术还拥有Plus版本,目前已经被MT6575、MT6732等联发科旗下平台采用,比如魅族MX5的mCharge就是利用了该技术。
MTK Pump express采用的是减少恒流充电时间的快速充电方式; 由于变压器的“负载调制”特性,也就是当次级线圈接上负载后,初级线圈的电压和电流会产生变化,Pump express因此利用VBUS上的电流的变化来不断调整恒流阶段的充电电压。
快充充电实测对比
至于这几种快充到底哪种更快,接下来看看GSMArena对于十余款最新机型做出的充电速度对比测试;其中三星S6/S6 edge/Note 4/Note edge,HTC One M9,华硕ZenFone 2都采用了Quick Charge 2.0,OPPO N3采用了自己的VOOC闪充。
由于每款手机的电池电量都不同,两张充电速率图分别以充电百分比以及实际充电电量来表示。
未来电池,一分钟充满
相对于很多未来技术而言,目前的1个多小时充满手机的“快充”根本算不上什么,几个月前一个来自斯坦福大学的研究团队就推出了一种柔性铝离子电池,可以随意弯曲并且能够在一分多钟之内充满电。
不过目前的技术难点意味着这种铝离子电池离商用还并不近,它目前仅能提供2V的电压,相比手机里的锂离子电池的3.6V电压还很低,1分钟充满手机的愿景我们还要等上个几年。
高性价比并非全部,盘点那些曾经的MTK神U
MTK,MediaTek,或者说联发科,对于大部分近几年才接触智能手机的消费者,或者干脆就只是“听闻”过相关传言的用户来说,看到这个品牌可能马上就是一脸嫌弃。紧接着便是些什么“WiFi断流”、“一核有难九核围观”、“GPU核心少频率高发热大”之类的吐槽接踵而至了。
是的,我们必须承认以上的这些其实并非虚假。它们反映的其实也的确是消费者对于前几年联发科主控的真切吐槽。但是这是否意味着,联发科的SoC就一直都如此不堪呢?
当然不可能,毕竟作为一家成立于1997年的老牌芯片设计企业,如果不是有着在基础通讯技术以及先进技术上的独家优势,是根本就不可能屹立长达22年的。更进一步的说,只要稍微回顾历史我们便不难发现,联发科在智能手机时代其实也曾推出过多款出色的SoC,它们或具备独特功能、或有着同期称王的先进性能,甚至还对整个智能手机市场的产品走向作出过重大影响。
联发科的智能手机SoC起步略晚,但水平可不低
让我们先将时间倒退七年零九个月,回到2012年初的智能手机市场。在那个时候,有着深厚合作伙伴积淀的德州仪器还是手机SoC领域的老大,高通的双核“蝎子”架构处理器还正在被吐槽执行效率低,而隔壁还有个显卡出身的NVIDIA,则靠着最早推出双核手机SoC(Tegra2)的优势收割了不少份额。再加上彼时已经名声在外的三星Exynos 4,可以说智能手机胡孔市场的竞争远比现在更加激烈,而各家对于更高主频和更多核心的追求,也还没有陷入停滞。
就在这个时候,原本曾经在功能机时代凭着“多卡多待”以及低廉产品开发费用大获成功的联发科,终于决定正式发力3G智能手机市场。而他们拿出的首款具有竞争力的产品,就是后来畅销一时的MT6575,一款采用了单核1GHz Cortex A9处理器配合定制版PowerVR SGX531 GPU,并集成3G与HSPA(3.5G)基带,主打普及型智能手机市场的SoC。
同期的双核SoC代表作,采用Tegra2的LG P990
查阅资料之后我们不难发现,尽管MT6575本身有着一些试水的意味,但它并不缺乏独创技术。比如说在智能手机双卡双待的实现方式上,联发科可能就是最早实现了SIM卡热插拔(换卡无需重启)的芯片厂商。除此之外,MT6575还引入了联发科智能电视芯片(其实这方面联发科是真的强)上的相关画质处理技术,让中档甚至是入门级产品也支持qHD屏幕以及裸眼3D显示等豪华功能,要知道这可是当时德仪或者NVIDIA的顶级旗舰芯片才有的新功能,由此可见联发科当时在技术上可并不落后。
当然最为重要的是,虽然联发科是在其他竞争对手已经推出双核主控之后,才发布MT6575这款单核SoC,但其在CPU架构的选择上却并未使用单核时代的Cortex-A8,而是以本身支持多核处理的Cortex-A9来打造了这款单核SoC。为什么联发科要这样做?除了A9架构比A8本身略高一点的性能之外,当然也有技术前瞻的考虑在里面。因为仅仅四个月之后,升级双核A9架构,同时引入HDR、笑脸检测、自动美颜功能的MT6577就很快跟进,也让联发科在当时的智能手机主控“核战”上追平了对手。
你可能不相信,联发科也曾经数次夺得手机性能榜首
回首往事,或许现在的一部分手机消费者会对曾经业界那“核心多就是好、频率高就是强”的风潮嗤之以鼻。但只要是体会过当时智能手机那种卡顿感的朋友,应该都会承认,那其实的确是一种时代和技术局限性下的合理需求。
正因为如此,当联发科在2012年底宣布全球首款商用量产四核智能手机SoC MT6589时,才着实令当时的整个业界为之一振。要知道,此时距离他们的首款双核SoC发布才仅仅过了六个月,距离单核心的MT6575也才不到一年时间而已。而作为智能手机芯片后进生的MTK,已经迅速成长为了具备世界级实力的领军企业。
当然,我们现在可以吐槽MT6589仅仅是四核Cortex-A7架构,而非性能更高的A9或者A15大核。但不可否认的是,核心数量提升一倍、GPU(SGX544)性能提升三倍的MT6589,的确在它刚发布那个时候站上了全球智能手机性能榜单的头名。其频率增强版MT6589T更是随后被初代红米手机所选用,以高性能、低功耗、低发热成就了“国民手机”一炮而红的辉煌。
然而,联发科对旗舰性能的追求并未就此止步。2013年,CPU主频高达1.7GHz,GPU采用Mali-T450MP4高端配置的“旗舰四核”MT6588正式发布。与当时大名鼎鼎的NVIDIA Tegra3相比,联发科MT6588的3D性能甚至达到了后者的两倍。紧接着一年之后,联发科MT6595T伴随着魅族MX4全球首发。
其使用了4×Cortex A17+4×Cortex A7的八核心配置,最高主频可动态超频至2.5GHz,配备了完整的32bit双通道内存,并使用了出厂预超频的PowerVR G6200 GPU。事实上,根据当时魅族MX4发布前的相关文字资料显示,MT6595T原本是为高达2560×1600的超高分辨率机型所准备,这使得它在一些参数上甚至超过了后继者的Helio X10(MT6795),堪称32位时代的终极手机SoC之一。
进军64位的首款产品,成就了许多人的智能初体验
众所周知,安卓智能手机生态的“64位化”本身,是因为受到苹果A7的刺激而被迫赶了许多进度。这直接造成了高通骁龙810的口碑滑坡,华为麒麟930性能不进反退,更间接令NVIDIA退出了手机芯片市场。
在这样严峻的情况下,只有两家芯片品牌扛住了压力,成功端出令消费者满意的64位手机SoC。其一是三星的Exynos 7420,定位绝对旗舰;其二则是联发科在2014年及时推向市场的MT6732,以及其后续的MT673X、675X家族。
讲真,我们理解当前的消费者可能会鄙夷MT673x及MT675x系列的规格低,性能差,但这可能只不过说明你并非它们的目标用户。想象一下,在那个安卓手机市场几乎找不出便宜好用的64位主控的年代,联发科的入门级芯片固然跑分不能称王、固然大型游戏不太流畅,但是它却足够省电、兼容性足够优秀,同时还能将最手机的售价压低到千元以下。
换句话说,在那个时候不知有多少用户因为联发科的贡献才用上了智能手机,甚至是开启了在手机上的更多娱乐或工作生活。从这点来说,高端玩家未必能看得上的联发科入门级64位手机SoC,实际上却可能是智能手机普及的一大功臣。
AI、5G以及新架构,联发科正以正确的方式创造未来
请注意,我们三易生活虽然并非联发科的粉丝,但是我们觉得,既然是科技媒体就还是应该以实际的参数、产品、技术来说事。比如说联发科GPU性能低、游戏体验不好的时候,我们的确可以客观地去批评他,但反过来说,当联发科如今正逐渐努力改正过去的错误,甚至创造出了一些新的成就的时候,我们也应该对其予以正面接受和肯定。
比如说去年年底,当联发科Helio P90凭借着集成的自研第二代AI加速处理器(APU),在AI-BenchMark的成绩榜中战胜骁龙855、麒麟980两款旗舰产品的时候,我们也曾对联发科在手机AI领域不声不响地就实现性能逆袭大加赞誉。
又比如说在今年的MWC现场,我们亲眼见证了联发科5G基带Helio M70当场“跑分”,并在仅用两根天线的测试设备上实现了4.18Gbps的实测5G下载带宽,远超当时的高通X50及华为巴龙5000。
除此之外,纵观近年来联发科主力SoC的架构配置就不难发现,其实这家老牌企业也正逐渐靠着更积极采用新的技术、新的设计以增强产品的竞争力,并重现对行业龙头的追赶之势。从去年Helio P60的A73+A53“四大四小”,到之后Helio P90的A75+A55架构换代,再到传闻中即将于本月底正式亮相的,使用了A77 CPU+G77 GPU这对当前最新最强架构,还集成了双模5G基带的“5G SoC”MT6885Z。
尽管我们并不能就此断定凭借这款产品,联发科就一定“稳了”,但至少客观地来说,他们再一次展示出了并未言弃的精神。仅这一点,就很值得我们点赞,不是吗?
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