Skip to main content

スマートフォンのバッテリーがうまくいかない理由

が1つのバッテリーチャージでさらに長くなることを望むなら、あなたは驚きのためにいるかもしれません。新しいスマートフォンやタブレットのバッテリ電力の渇望は、バッテリ技術の進歩をはるかに凌駕しています。バッテリーメーカーは、15年前のリチウムイオン技術の中で最後の容量を詰めようとしていますが、デバイスメーカーやアプリメーカーは、問題の深刻さに目覚めているようです。すべての当事者に共通の責任があります。一方、モバイルデバイスの革新の莫大な約束は、電力制限のために早期に停止する可能性があり、消費者は絶えずプラグインする必要があります。 以前は、フィーチャーフォンの充電器を自宅で忘れてしまい、長い週末の休暇で、そして - あなたが何時間もスネークをプレイしていない限り、まだタバコを呼び出すのに十分なバッテリー寿命で家に帰ってきます。しかし、今日では、私たちは充電器に執着し、空港やコーヒーショップを長引いている人たちを魅了しています。

2011年に予定されているように超高速4Gネットワ​​ークへの切り替えは、問題を悪化させ、4Gデバイスが悲惨なバッテリ寿命を持つ傾向があるという報告が既にあります。 Verizon Wirelessのエグゼクティブによると、モバイル機器に内蔵されている技術の電力要件は、バッテリ容量の2倍の進歩を遂げているという。

]この問題には、電池の化学的性質、モバイル技術の世界市場における研究開発のための資金調達システム、人々が携帯電話やタブレットに置いているさまざまな要求が含まれます。

バッテリー技術とスマートフォン技術は、ライフスパンの2つの異なる段階にあります。 「スマートフォンとは異なり、バッテリー技術は1世紀以上も進化しており、開発のカーブをはるかに下回っています。つまり、バッテリー技術の向上は、スマートフォンのような若い技術の急速なスピードではなくなりました。携帯電話とタブレットメーカーのHTC。

スマートフォンバッテリーは、10年前のバッテリーに比べて非常に効率的ですが、限界に達しています。しかし、固体電解質効率の漸進的な改良は別として、ハンドヘルド技術製品は15年以上も劇的に変化していません。今日のスマートフォンとタブレットに電力を供給するほとんどすべてのリチウムイオンポリマー電池は、アノードとカソードが固体のゲル状電解質(電池を導通させる物質電気)。この固体電解質設計は、1996年に商業的に開発されたため、製造業者はモバイル技術製品用に頑丈な電池を求めていました。以前は、携帯電話は液体電解質を有するリチウムイオン電池上で動作していたが、これはかさばり、比較的不安定であった。今日、電池の研究者はリチウムイオンポリマー電池の容量を増加し続けている。電池の電力は、陽極と陰極との間の電荷保持電子の移動から来るため、電池の研究者は、主として、多数の小型移動の最適化に焦点を当てている。リチウムイオンの種類を含むすべてのタイプの民生用バッテリーを製造するGold Peak IndustriesのIrving Echavarriaは次のように述べています。「化学反応は多くの人が一生懸命働くことができ、電池の科学者はそれをコントロールしようとしています。 Echavarriaは、バッテリのプロセスの80%を正確に活用できると推定しています。電池の誤った化学反応の窓が小さくなればなるほど、電池はより効率的に電力を供給します。バッテリーメーカーは、80%の効率限界に近づけることで、容量の増加を達成し続けています。

しかし、スマートフォンやその他のモバイル機器のエネルギー需要の増加に伴い、効率の向上は進んでいません。電池の化学的および物理的限界によって挫折したスマートフォン電池からより長い稼働時間を得たい開発者は、電池の不活性部分を小さくすることによって電池に活物質を追加する必要があります(既に独自の限界に達している技術)またはリチウムイオンポリマーから、まだ完全には研究されていない材料とは異なるものへと移行することを意味する。

カリフォルニア州バークレーのローレンスバークレー国立研究所のバッテリー技術者であるVenkat Srinivasanは、「電池の進化を指示する物理学スマートフォンのエレクトロニクスの進化を左右する物理学とは異なる」「バッテリーは、ユーレカの瞬間がより良い素材で起こるまで、ワゴンの列車の後ろを引きずっていくように運命づけられているようだ」

新しいアイデアがゆっくりと起こる

バッテリ寿命の延長線上に革新的なものが見られます。未解決の問題は、それらがどれほど迅速に出現するか、そして関連する技術がモバイル世界全体に対応するために拡張可能かどうかです。多くの民生用バッテリーメーカーの研究開発ラボではリチウムイオンの研究が続けられています。そして、全国の大学のラボでは、エネルギーを蓄積して伝達する可能性のある単原子層のグラファイトシートであるグラフェンの可能性についての論文を発表した(ただし、コンシューマーバッテリー用のグラフェンの使用はまだまだ長いオフ)。しかし、米国政府(他の多くの国家政府のように)は、民生用バッテリーの研究にほとんど資金を提供せず、自動車や軍用バッテリーの研究に資金を投入している。

それは単にバッテリーではないが、デバイスは、もは​​やコンピューティングパワー、デザイン、およびユーザーインターフェースを完成させるだけではありません。それははるかに少ない電力でこれらすべてのことをすることです。ある時点で、より速いデータプランとモンスターマルチタスク機能に対する消費者の要望は、少なくとも1つのフル勤務時間の間、動作し続けることができるデバイスの単純な必要性によって打ち負かされます。

スマートフォンの画面はますます大きくなり、どちらも狂気のように力を吸います。あなたの画面の明るさを下げることは、バッテリーから数分を助けるかもしれませんが、アップル、HTC、モトローラ、および他の主要な携帯電話メーカーは、いつでも小さい画面やぼんやりした画面に移行する可能性は低いです。それにもかかわらず、サムスンとLG電子を含む一部の企業は、調光器はなく、消費電力が少ない新しいタイプのディスプレイの製造に注力しています。

ますます複雑なアプリケーションが必要になります。ほとんどのスマートフォンにはBluetooth、Wi-Fi、GPSの無線が内蔵されており、多くの場合、これらのコンポーネントは同時に動作します。 GPSラジオは、特に悪名高いバッテリーキラーです:あなたはあなたのナビゲーションアプリを実行するとバッテリーバーが短くなっているのを見ることができます。最近の携帯電話には、4G無線チップセットが追加されています。これは、LTE無線スペクトルで符号化されたデータをはるかに多くデコードするためには、より多くの処理能力が必要です。さらに、新しい4G電話には、4Gスペクトラムと通信するための2つの異なるチップセットと、キャリアの古い3Gネットワ​​ークがあります。結果として、あなたが運が良ければ、あなたの携帯電話にジュースの約1日分しか届かないことにあなたの電池を数えることができます。

暴走電力消費の1つの結果は、モバイルプロセッサのメーカーは、携帯電話向けのより効率的なチップを生産するために設計されています。

ARMの幹部で世界のほぼすべての携帯機器用のプロセッサを開発しているJames Bruceは、携帯電話のハードウェアは、 「今日のNokiaとフィーチャーフォンの違いは、人々が一日中電話を使い続けるには十分ではなかったということだ。」

デュアルコアが助けになる

2011年のスマートフォン(HTC Droid BionicやMotorola Atrix 4Gなど)に登場したコアプロセッサ(ARM製)は若干の希望をもたらすかもしれない。 Bruce氏によれば、「デュアルコア」の電話機は、より複雑な(より消費電力の多い)タスクを他のコアに向ける一方で、単純なタスクを1つのコアに委譲することができます。テキストメッセージの送信や電卓の実行など、1つのコアでもう一方のコアがパワーダウンすることで、バッテリ寿命を節約できます。

より多くのコアがより少ないバッテリ電力を使用する秘訣になるかもしれないという考え方は、直感的ではないように思えるかもしれませんが、ARMはそうした方法でバッテリ寿命が短すぎるという問題を解決しようとする唯一の会社ではありません。 5月、Adaptevaと呼ばれる会社が、ARMデュアルコアプロセッサとともにスマートフォンとタブレットに入れたいと望む新しい「Epiphanyマイクロプロセッサ」を発表しました。

Adaptevaの新しいプロセッサは、スマートフォンチップに最大64コアを収容できます。スマートフォンに64コアのチップを植えるのは省電力対策のように聞こえるが、同社の創設者であるアンドレアス・オロフソン氏は、今日のスマートフォンの大半は、現在、デスクトップ・プロセッサ一方、Epiphanyプロセッサは、一般的なコマンドの特定の部分を電話のCPUと連携して実行するために最適化されたチップです(電話の全般的な処理処理)。プロセッサは、電話機のオフライン業務を合理化して、ジェスチャや顔認識を高速化することができます。 Olofsson氏によると、このデザインは「今日のノートパソコンのパワーをスマートフォンに入れられる」と語っている。

スマートフォンアプリはスマートフォンのバッテリー殺人犯のギャラリーの最終的な犯罪者である(電池の物理的限界最初の犯人としてランキング)。アプリの消費電力は、App Storeでアプリを販売するかどうかを決定する際にAppleが検討することの1つです。 「GPSを必要としないゲームを実行していた場合など、10秒ごとにGPS信号にpingを実行すると、Appleはアプリを拒否します」と、AppleのCameron Bangaは述べています。開発者はiPhoneアプリメーカー9マグネットを持っています。

Androidアプリ市場には多くの潜在的な電力消費アプリが潜んでいるかもしれませんが、より確立された開発者は、通常、アプリを機能させる低い評価を受けたり、ユーザーがアプリを削除したりする恐れがあります。 「GPSアプリケーション以外にも、ほとんどのユーザーは、どのアプリケーションがバッテリを消耗するかを関連付けることができます」とBanga氏は話します。

ほとんどのスマートフォンユーザーは、携帯電話を外出してから充電器は毎晩使用していますが、バッテリーメーカーは、誰もが毎日頼りにしている魅力的なミニコンピュータの食欲にすぐに対応しなければならなくなります。バッテリー技術の革新が少しでもそれを拾わなければ、モバイル技術革新が激走している急速なスピードは、使い勝手の壁にぶつかるようになる可能性があります。