Energochłonność smartphone jest określona przez ilość energii wykorzystywanej przez smartfon do obsługi usług oferuje. Różnica między energią zmagazynowaną w akumulatorze a energią zużywaną przez główne komponenty zwiększała się z każdą generacją. Zużycie energii przez smartfon wynika ze zużycia jego komponentów, ponieważ wymaga ich coraz liczniejsze oprogramowanie . Dlatego ważne jest, aby wiedzieć, jak mierzyć i rozumieć, w jaki sposób energia jest zużywana na urządzeniach mobilnych. Skłania to naukowców do pracy nad różnymi rozwiązaniami zmniejszającymi zużycie energii w celu poprawy komfortu użytkowania. Zużycie energii przez smartfon ma znaczący wpływ na jego autonomię, ale znikomy wpływ na ogólne zużycie energii .
Penetracja na smartphone rynku jest silna. Pod koniec 2013 roku na całym świecie w obiegu znajdowało się 1,4 miliarda smartfonów. Są wyposażone w mocniejsze procesory i systemy operacyjne oraz kilka interfejsów sieciowych . Zastępują różne przedmioty, które mieliśmy w kieszeni i pozwalają użytkownikowi na interakcję z otaczającym sprzętem.
Jednak korzystanie ze smartfonów jest poważnie ograniczone przez żywotność baterii , która jest uzależniona od rozmiaru i wagi terminala . Dodatkowo jednym z głównych zasobów jest energia , która po jej wyczerpaniu uniemożliwia działanie wszystkich aplikacji urządzenia mobilnego, w tym również tych niezbędnych, takich jak połączenia alarmowe . Ostatecznie pytanie, które zadaje użytkownik podczas uruchamiania aplikacji mobilnej, brzmi: „Jak długo mogę korzystać z telefonu podczas korzystania z tej aplikacji?” ”. Optymalizacja zużycia energii milionów aplikacji na smartfony ma zatem kluczowe znaczenie. Znając pomiaru zużycia energii z terminali mobilnych jest kluczowa dla zrozumienia i debugowania zużycia energii w zastosowaniach mobilnych.
We wczesnych 2000s, obszar priorytetowy badań dotyczyła efektywności energetycznej do obliczenia, takie jak spożycie energii z mikroprocesorów , ponieważ usługi z mobilnego Internetu jako e-mail były jeszcze w powijakach. Następnie interfejsy WLAN , takie jak interfejsy Bluetooth i IEEE 802.11 , stały się wszechobecne. Dzięki usługom mobilnego Internetu, które stają się coraz bardziej popularne i korzystają z aplikacji, które radykalnie zmieniły transmisję danych, bezprzewodowość stanowi istotną część zużycia energii przez smartfony .
Następnie, od 2003 roku, kilku liderów branży opracowało rozwiązania, które wprowadzają 3D na platformy mobilne . Ze względu na intensywność obliczeń geometrii i rasteryzacji, i zawsze na wyświetlaczu, te aplikacje 3D są niezwykle intensywna energia . Ulepszenia technologii akumulatorów nie zaspokoją potrzeb energetycznych przetwarzania grafiki 3D w przyszłych urządzeniach przenośnych, co napędza badania nad poprawą efektywności energetycznej.
Używanie baterii o większej pojemności może być trywialnym rozwiązaniem, ale ich ewolucja technologiczna nie podąża za trendami dyktowanymi przez prawo Moore'a . Podczas gdy moc obliczeniowa podwaja się co dwa lata według Moore'a, pojemność baterii podwaja się tylko co dziesięć lat. Ponadto, z większą liczbą czujników, takich jak GPS , dostępnych w urządzeniach i jak poprawa pojemności baterii jest bardzo umiarkowane w porównaniu do wzrostu nowych usług i materiałów, kontroli kontekstowego i zużyciu energii w telefonie staje się wyzwaniem.
Zużycie energii przez smartfon jest definiowane przez koszt energii niezbędny do wykonania działania elementów sprzętowych. Ta aktywność jest wywoływana przez wykonanie oprogramowania, powiązane z aktywnością użytkownika. Rzeczywiście, oprogramowanie wykonuje pewną ilość pracy w określonym czasie (np. dostęp do wejść/wyjść , kodowanie lub dekodowanie danych), co powoduje operacje na sprzęcie. Innymi słowy, zużycie energii wynika z uruchamiania aplikacji, które poprzez swoje zachowania powodują obciążenie komponentów sprzętowych. Środowisko zewnętrzne może również wpływać na obciążenie operacji oprogramowania i sprzętu. Na przykład zakłócenia sieciowe mogą powodować retransmisję danych podczas transmisji bezprzewodowej. Powoduje to różnice w obciążeniu dostępami we /wy .
Ponadto terminale są zasilane bateryjnie, aby zapewnić użytkownikowi najwyższy stopień swobody, ale ogranicza to zasoby w zakresie energii i mocy . Istotne jest zrozumienie różnicy między tymi dwoma terminami, które czasami są używane zamiennie.
Moc Szybkość wykonywania pracy wyrażona w watach ⇒ . Energia Całka czasu i mocy wyrażona w dżulach ⇒ .Zużycie energii w domach lub biurach mierzone jest w kilowatogodzinach (1 kWh = 3600 kJ). Pojemność baterii jest często podawana w miliamperogodzinach (mAh). 1000 mAh odpowiadają 13 300 dżuli, zakładając, że średnie napięcie baterii wynosi 3,7 V, .
Ponadto komponent smartfona może mieć jeden lub więcej poziomów stanów zasilania :
Stan aktywny Zastosowanie procesora działa. Ekran jest włączony, a komponenty są aktywne. Moc zużywana w stanie aktywnym jest wysoka (np 300 do 2000 mW, podczas słuchania muzyki i korzystania z Wi-Fi ) i różni się znacznie w zależności od użytkowania. Stan nieaktywny Aplikacja procesor jest bezczynny, gdy komunikacja procesor osiąga niski poziom aktywności, ponieważ musi pozostać podłączony do sieci w celu uzyskania połączenia , SMS . Urządzenie jest w trybie niskiego poboru mocy . Moc zużywana w stanie nieaktywnym jest znacznie mniejszy niż w stanie aktywnym, i jest stosunkowo niezmienne w normalnych zastosowaniach. Mierzy około 70 mW. Stan „ogon” Urządzenie nie jest w stanie bezczynności, ale żadna aplikacja nie jest aktywna. Elementy takie jak karty sieciowe , karty SD i GPS na wielu smartfonów wykazują tego zjawiska z „ogonem” państwa. Pozostają w stanie wysokiej mocy przez pewien czas po swojej aktywności.Składnik | Konsumpcja |
---|---|
Edytor | 35% |
Bezprzewodowy | 25% |
GSM | 25% |
Bluetooth | 7% |
Inny | 5% |
Oświetlenie tylne | 3% |
Nowoczesne smartfony są wyposażone w szeroką gamę wbudowanych komponentów sprzętowych. Głównymi składnikami są CPU The pamięć The karta SD The WiFi The phone The Bluetooth The GPS The camera The akcelerometr , cyfrowy kompas, ekran LCD , ekran dotykowy , mikrofon i głośnik . Aplikacje na smartfony często korzystają z wielu komponentów jednocześnie, aby zapewnić bogatsze wrażenia użytkownika. Każdy komponent sprzętowy może znajdować się w wielu trybach działania, znanych jako stany zasilania tego komponentu, z których każdy zużywa inną ilość energii .
Zużycie energii w procesorze jest pod silnym wpływem stosowania i częstotliwości z CPU . Na przykład podczas wyszukiwania nowych sieci Wi-Fi nie obciąża się procesora , jednak jest on powszechnie używany w większości gier. Choć wciąż jest jednym z elementów, które zużywają najwięcej energii (12,7% z mocą ), techniki optymalizacji energii z CPU były przedmiotem wielu badań i starsze techniki, takie jak dostosowanie częstotliwości dynamiczny (in) już zostały zintegrowane ze smartfonami. Jednak zmierzone wyniki zależą również w dużym stopniu od kontekstu użytkowania. W rzeczywistości im bardziej procesor jest używany, tym więcej zużywa energii . Na przykład w 2007 roku pomiary na HTC Wizard iMate KJam (w) pokazują, że procesor zużywa do 35% całkowitej mocy .
W przypadku pamięci o dostępie swobodnym (RAM) moc może być dość duża (w pewnych scenariuszach powyżej 100 mW), ale zawsze należy ją skorelować z wykorzystaniem procesora . To może przekraczać mocy z procesora w niektórych obciążeń, ale w praktycznych sytuacjach, moc z procesorem zaćmienie że z pamięci przez współczynnik dwa lub więcej. Dlatego w procentach pamięć stanowi średnio 6% całkowitej mocy. Jednak w trybie uśpienia pamięć może wzrosnąć do 20%, ponieważ musi utrzymywać stan systemu . Pamięci flash , to w niewielkim stopniu przyczynia się do zużycia energii . Jego zużycie osiąga szczytowe wartości 30 mW podczas nagrywania wideo, czyli 1,5% całkowitej mocy . W przeciwnym razie stanowi tylko 0,5% całości. Pamięci RAM i flash należą do najniższych poborów energii elektrycznej.
Pomiary wykonane na interfejsie karty SD , SanDisk 2 GB , wykazały wzrost mocy o 2,2 mW dla zapisu i wzrost o 21,1 mW dla odczytu. Jego zużycie energii jest znikome. Nawet podczas odtwarzania wideo, jednym z zastosowań o najwyższym stężeniu danych z urządzeń mobilnych, wyniki pomiarów pokazują, że moc zużycie karcie SD jest znacznie poniżej 1% całkowitej mocy.
Jednym z czynników prowadzących do powszechnego przyjęcia telefonów komórkowych jest radykalna poprawa technologii wyświetlania. Ekran jest głównym urządzeniem wyjścia do interakcji z użytkownikiem końcowym. Większość zużycia energii można przypisać podświetleniu (do 414 mW); wyświetlacz zawiera wyświetlacz LCD , z ekranu dotykowego , przez akcelerator grafiki i podświetlany . Treści wyświetlane na ekranie mogą również wpływać na pobór mocy 33,1 mW przy białym ekranie i 74,2 mW przy czarnym ekranie . Innymi słowy, zużycie ekranu stanowi około 35,5% mocy czynnej smartfona. Składa się z 19,2% do 19,5% ze względu na jasność ekranu i 16,3% ze względu na zawartość ekranu . I odwrotnie , podświetlenie zużywa znikomą ilość energii, gdy smartfon jest w stanie nieaktywnym (7,8 mW ).
Dedykowany sprzęt graficzny z procesorem graficznym ( GPU ), dostępny w smartfonach z najwyższej półki , pomógł zapewnić zarówno szybsze działanie, jak i mniejsze zużycie energii. Ponadto wkomponowanie grafiki 3D w smartfony stanowiło kilka wyzwań dla projektantów sprzętu, ponieważ w porównaniu z innymi platformami muszą radzić sobie z ograniczonym poborem energii i niższą mocą obliczeniową. Rozdzielczość , poziom szczegółowości ( LOD ), oświetlenie, tekstury i częstotliwości odświeżania klatek to czynniki, które odgrywają kluczową rolę w określaniu jakości grafiki 3D . Dla przykładu, dla porównania, na symulacji gry 2D ( Angry Birds ) i gry 3D ( Need for Speed Most Wanted ) przez 110 sekund, zmierzona moc pobierana dla gry 2D wynosi 1516 mW , natomiast dla 3D gra, pobór mocy wynosi 2425 mW .
Od niedawna ekrany AMOLED zaczęły zastępować standardowe ekrany LCD w konsumenckich smartfonach. W porównaniu do ekranu LCD, AMOLED oferuje lepszą jakość wyświetlania i lepszą wydajność energetyczną dzięki unikalnemu mechanizmowi podświetlenia.
Te smartfony są wyposażone w wiele interfejsów sieciowych bezprzewodowo umożliwiając im do spełnienia różnych potrzeb komunikacji i sieci. Ponieważ smartfony w coraz większym stopniu wykorzystują połączenia bezprzewodowe do wykonywania funkcji, zużycie energii znacznie wzrasta.
BluetoothBluetooth jest standardem bezprzewodowego połączenia z małą ilością energii, krótkiego zasięgu (10 m) i oferuje przepustowość 1 Mb / s .
Interfejs Bluetooth ma trzy stany. Stan aktywny, a dwa energetyczne stany oszczędzania składa się z trybu „sniffer”, który pozwala zachować Bluetooth interfejs podłączony i aby ponownie go szybko podczas transmisji danych, a „tryb uśpienia”. Deep „, który jest najbardziej energia tryb wydajny .
Badanie zużycia karty Bluetooth „BlueCore3” zostało przeprowadzone w 2006 r. Zgodnie z jej kartą techniczną, karta Bluetooth „BlueCore3” zużywa 5,8 mW w stanie czuwania i 81 mW w stanie aktywnym (podczas transmisji danych). ). Jednak zmierzone dane pokazują raczej zużycie 25 mW w stanie czuwania i 120 mW w stanie aktywnym (w transmisji danych). Tryb gotowości odpowiada trybowi „sniffer”, ponieważ tryb „głębokiego uśpienia” nie jest dostępny dla karty „BlueCore3”.
Menu | Zużycie w stanie niskiego poboru mocy - czuwanie | Zużycie w stanie aktywnym - transfer danych |
---|---|---|
BlueCore3 (zużycie podane w karcie technicznej) | 5,8 mW | 81 mW |
BlueCore3 (zmierzone zużycie) | 25 mW | 120 mW |
Tymczasem technologia Bluetooth została szybko ulepszona i zużywa mniej energii, jednocześnie poprawiając szybkość transferu. Inne badanie przeprowadzone w 2011 roku przy użyciu smartfona Nokia N95 pokazuje w szczególności, że przełączenie karty Bluetooth w stan aktywny dodaje dodatkowy koszt energii wynoszący zaledwie 3 mW. W stanie czuwania, przy wyłączonych wszystkich interfejsach sieciowych , a także ekranie, smartfon Nokia N95 zużywa 12 mW. Ta wartość reprezentuje minimalne zużycie smartfona Nokia N95 , jest uwzględniona we wszystkich innych wynikach.
stan | Precyzja na warunkach | Moc w mW |
---|---|---|
Poza | Wszystkie interfejsy sieciowe oraz ekran są wyłączone. To jest minimalne zużycie smartfona | 12 |
Aktywny | Gdy bluetooth przeszedł w stan aktywny active | 15 |
Połączony i w trybie gotowości | Gdy smartfon jest podłączony do innego urządzenia, ale nie ma wymiany danych | 67 |
Badania | Gdy telefon szuka innych urządzeń Bluetooth | 223 |
Przyjęcie | Po otrzymaniu danych | 425 |
Program | W transmisji danych | 432 |
Bezprzewodowy jest krótki zakres normy bezprzewodowej (100 m) i oferuje przepustowość od 11 Mb / s, dla standardowych IEEE 802.11b , albo 54 Mb / s dla standardowego IEEE 802.11g . Korzystanie z Wi-Fi generuje szczytowe zużycie podczas wyszukiwania hotspotów Wi-Fi i podczas parowania go z hotspotem , nawet prawie pięciokrotnie więcej energii niż transfer danych. Jednak koszt utrzymania tego stowarzyszenia jest niski. Zużycie energii wzrasta, gdy zwiększa się czas między dwoma transferami, wzrost ten występuje, ponieważ interfejs Wi-Fi pozostaje w stanie aktywnym, który zużywa od 3 do 3,5 dżuli na minutę. Aby oszczędzać energię, interfejs Wi-Fi zapewnia tryb „oszczędzania energii ”, do którego można uzyskać dostęp tylko wtedy, gdy terminal pozostaje podłączony do tego samego hotspotu Wi-Fi. Ponadto zużycie może się różnić w zależności od różnych typów urządzeń. interfejsy.
Menu | Zużycie w stanie niskiego poboru mocy (w trybie czuwania) |
Zużycie w stanie aktywnym (transfer danych) |
---|---|---|
Cisco PCM-350 (zmierzone zużycie) | 390 mW | 1600 mW |
Netgear MA701 (zużycie podane w karcie technicznej) | 264 mW | 990 mW |
Linksys WCF12 (zmierzone zużycie) | 256 mW | 890 mW |
stan | Tornado | Czarodziej | Nokia N95 |
---|---|---|---|
Program | 1242,3 mW | 1844 mW | 1629 mW |
Przyjęcie | 988,7 mW | 1 716,7 mW | 1375 mW |
Nieaktywny | Nie ujawnione | 1271,1 mW | 979 mW |
Sen | <1 mW | <1 mW | Nie ujawnione |
Tryb oszczędzania energii | 48,7 mW | 84,5 mW | 26 mW |
W połączeniu | Nie ujawnione | Nie ujawnione | 868 mW |
Odłączanie | Nie ujawnione | Nie ujawnione | 135 mW |
Interfejs Wi-Fi może znajdować się w pięciu stanach: nadawanie, odbieranie, bezczynność, uśpienie i oszczędzanie energii. Stan snu to taki, który zużywa najmniej. Zużycie energii jest znacznie zmniejszone w trybie „oszczędzania energii”. Stan nieaktywny może być stosunkowo wysoki, ponieważ po prostu pasuje do stanu przed stanem uśpienia. Smartfon Wi-Fi IEEE 802.11 (maksymalna prędkość 11 Mbit / s ), na przykład jako HTC Tornado (IN) i Nokia N95 , zużywają mniej mocy niż smartfony z bezprzewodowym IEEE 802.11g (maksymalna prędkość 54 Mbit / s ), jak Kreator HTC (en) . Odbieranie zużywa mniej energii niż nadawanie. Pomiary przeprowadzone na smartfonie ZTE V880 wykazały również, że Wi-Fi zużywa więcej energii w transmisji niż w odbiorze.
3G3G umożliwia korzystanie z transmisji danych o dużej prędkości, takich jak MMS , przeglądanie filmów wideo strumieniowe i przeglądania stron internetowych . Dwa czynniki decydują o zużyciu energii w wyniku aktywności sieciowej w smartfonie. Po pierwsze, energia transmisji, która jest proporcjonalna do długości transmisji i poziomu mocy transmisji . Następnie protokół kontroli zasobów radiowych (in), który odpowiada za przydzielanie kanałów i skalowanie mocy pobieranej przez interfejs sieciowy w oparciu o zegary bezczynności. Kontroler zasobów radiowych (w) składa się z pięciu stanów:
Przeddzień W tym trybie interfejs sieciowy z smartphone nie komunikuje się z siecią, nawet jeśli jest słuchanie komunikatów nadawanych. To w tym stanie smartfon zużywa najmniej energii . Komórka_DCH W tym stanie smartfon jest powiązany z dedykowanym kanałem transportowym i dlatego znajduje się w trybie transmisji i odbioru. Zużywa najwięcej zasobów sieciowych, a wpływ na akumulator jest na bardzo wysokim poziomie (800 mW). W przypadku braku aktywności przez określony czas interfejs sieciowy przechodzi w stan Cell_FACH. Komórka_FACH W tym stanie smartfon komunikuje się z siecią za pośrednictwem współdzielonego kanału. Kilka bity danych mogą być przesyłane przy stosunkowo niskiej szybkości transmisji danych. Jeśli jest duża ilość danych, które mają być przesłany, interfejs sieciowy z smartphone będzie przełączyć do stanu CELL DCH. Konsumpcja jest większa niż stan gotowości.. Jest to 400 mW. Komórka_PCH W tym stanie do sprzętu użytkownika nie jest przydzielony żaden dedykowany kanał fizyczny, tak że nie jest możliwa żadna aktywność transmisyjna, ale smartfon jest znany ze współdzielonego kanału. Pobór mocy jest niski, 30 mW.Kolejny parametr wpływa na zużycie energii przez telefon. Jest to zegar nieaktywności, który kontroluje przejście między stanami. Pobór mocy przy tej samej wartości opóźnienia bezczynności jest niższy w przypadku technologii WCDMA niż w przypadku technologii cDMA2000 . Zjawisko stanu „ogonka” ma również duży wpływ na 3G . Na przykład, po otrzymaniu plików 50 KB, energia zużyta w „kolejek” stan stanowi więcej niż 60% całkowitej energii zużywanej przy początku przenoszenia, tylko 14% File. Całkowita energia jest zużywana. Jakość sygnału z sieci telefonii komórkowej jest również źródłem energii konsumpcji . W rzeczywistości im gorsza jakość sygnału lub im dalej smartfon od anteny przekaźnikowej , tym większe zużycie energii .
Sieć | Transmisja na Mb/s | Odbiór przez Mb / s | Zmień na stan aktywny |
---|---|---|---|
4G | 438,39 mW | 51,97 mW | 1 288,04 mW |
3G | 868,98 mW | 122,12 mW | 817,88 mW |
Bezprzewodowy | 283,17 mW | 137,01 mW | 132,86 mW |
W 4G smartfon może mieć dwa stany: „RRC połączone” i „RRC-standby”. W smartfonie przechodzi z „RRC-gotowości” do stanu „RRC-connected” stan, gdy jest odbiór lub transmisję danych. Po przesłaniu ostatniego pakietu rozpoczyna się odliczanie czasu bezczynności. W smartfonie powraca do „RRC-standby” stan, gdy smartfon czasomierz nieaktywności upłynął. Każda zmiana stanu pochłania energię .
Nieciągłego odbioru (w) Jest to mechanizm oszczędzania energii , który polega na wprowadzaniu opóźnień czasowych pomiędzy dwoma transferami danych, co umożliwia wprowadzenie interfejsu radiowego w stan „mikro uśpienia”. W stanie „podłączony do RRC” terminal może znajdować się w trybie „odbiór ciągły”, „krótki odbiór nieciągły” lub „długi odbiór nieciągły”, podczas gdy w stanie „gotowości RRC” może znajdować się tylko w „odbiorze nieciągłym”. tryb. Gdy przez pewien czas nie ma żadnych pakietów , interfejs wchodzi w okres „mikro uśpienia”, a następnie okresowo „budzi się” w celu sprawdzenia, czy nie ma nowych pakietów w odbiorze.Koszt aktywacji karty 4G jest wysoki, tłumaczy się to tym, że im większa wielkość transferów, tym większa sieć 4G staje się efektywnym zużyciem energii . Jednakże LTE interfejs zużywa dużo energii , ze względu na zjawisko „ogon” stanu, który jest szczególnie wysoka (od 32,2% do 62,2% całkowitego zużycia).
GSM / KrawędźGdy smartfon jest w stanie bezczynności, moc interfejsu GSM jest wysoka, zużywając około 45% całkowitej mocy (około 30 mW ). W przeciwieństwie do 3G The energii w „ogon” stan tylko 30% energii transferowego. Energia na początku transferu pozostaje niska. Interfejs GSM jest narażony na niewielką ilość energii konserwacyjnej, od 2 do 3 dżuli na minutę, aby utrzymać interfejs w stanie czuwania. To raczej rozmiar danych dominuje w zużyciu energii niż czasy między transferami. Interfejs GSM ma stosunkowo równomierne zużycie energii, pomimo zmiennej szybkości.
Wydaje się również, że sieć Edge zużywa więcej energii podczas transmisji niż podczas odbioru. Różnica ta znacznie wzrasta wraz ze wzrostem przepustowości (pomiary wykonane ze smartfona „ ZTE V880 ”).
GPS to najbardziej energochłonny system śledzenia. Aby podkreślić różnicę w zużyciu energii tych trzech metod, przeprowadzono testy przy użyciu smartfona Nokia N95, który co 30 sekund dokonuje lokalizacji przy początkowo w pełni naładowanej baterii. Okazuje się, że przy systemie GPS bateria rozładowuje się po 9 godzinach, po 40 godzinach przy systemie Wi-Fi i po 60 godzinach przy systemie opartym na sieci komórkowej.
Błędy, które wpływają na żywotność baterii w smartfonach zostały zidentyfikowane jako „ błędów z energią ”, zwany także „ebug”.
A. Pathak przeprowadził klasyfikację błędów energetycznych, wpisując 39 000 postów pozostawionych na czterech forach internetowych. Wynik ilustruje różnorodność ich objawów i przyczyn błędów energetycznych. Oto wynik rankingu błędów związanych z energią sprzętu:
bębny 15,71% komunikatów wskazuje na nienormalne wyczerpywanie się energii z powodu wadliwej baterii. Komunikaty wskazywały kilka przyczyn: uszkodzona ładowarka, zużyty akumulator, uszkodzenie przez wodę. Oprócz tego, że bateria może ulec uszkodzeniu, zauważono, że w niektórych przypadkach smartfon pokazuje nieprawidłowe statystyki ładowania. Na przykład smartfon wyświetla baterię, która jest naładowana w stu procentach, gdy jest naładowana tylko w trzydziestu procentach. Problemy z baterią rozwiązuje się, wymieniając nową baterię lub kupując nowy telefon. W niektórych przypadkach może wystarczyć procedura zwana „kalibracją baterii”. Karta SIM 0,43% wiadomości pokazuje, że karta SIM telefonu może również powodować utratę energii na wiele sposobów. Stara karta SIM może ulec uszkodzeniu i prowadzić do złych styków, co powoduje utratę energii. Ponadto różne karty SIM działają na różnych napięciach (5 V , 3 V , 1,8 V ). Opóźnienie w generowaniu napięcia może spowodować rozładowanie akumulatora. Wreszcie, korzystanie z micro SIM w nowszych telefonach (np. iPhone) wymaga od użytkowników „odcięcia” ich normalnej karty SIM, co może spowodować uszkodzenie karty SIM i zwarcie pinów, co skutkuje utratą energii. karta SD Zewnętrzna karta SD może być przyczyną utraty energii. W szczególności uszkodzona karta SD może zakłócać działanie aplikacji, które wielokrotnie próbują uzyskać dostęp do sprzętu. Uszkodzenia zewnętrzne Zewnętrzne uszkodzenie sprzętu urządzenia mobilnego może również prowadzić do niewyjaśnionego spadku mocy smartfona. Na przykład 1,23% wiadomości wskazuje, że zużycie przycisków telefonu spowodowało nadwrażliwość przycisku „ekran główny”. Spowodowało to losowe odblokowanie telefonu, a tym samym kilkukrotne włączenie podświetlenia i aktywację procesora, zużywając energię. Materiały zewnętrzne 4,65% wiadomości przypisuje problem energetyczny zewnętrznemu sprzętowi. Spośród nich jako największe źródło zgłoszono nieodpowiednie ładowarki do telefonów (4,12% postów). Ładowarki ścienne, ładowarki USB i ładowarki samochodowe tylko częściowo ładują telefon i mocno nagrzewają urządzenie. Zewnętrzne komponenty, takie jak głośniki muzyczne i klawiatury, zostały zgłoszone jako źródła utraty energii. Te urządzenia zewnętrzne zwykle zawierają własne źródło zasilania, ale zaobserwowano, że mogą zużywać energię urządzenia, do którego są podłączone. Na przykład Eee-pad szybko traci moc po podłączeniu do zewnętrznej klawiatury.Wiele popularnych witryn udostępnia wersję mobilną zoptymalizowaną pod kątem małego ekranu. Ze względu na nieznajomość zużycia energii przez przeglądarkę , kod wielu witryn nie jest zoptymalizowany i zmusza przeglądarkę do zużywania większej ilości energii niż to konieczne. Ponadto w wielu witrynach szeroko stosowane są dynamiczne treści internetowe, takie jak JavaScript i Flash . Chociaż komputery stacjonarne z łatwością radzą sobie z dynamiczną zawartością internetową, jej uruchomienie wymaga czasu i energii . Na przykład, po prostu optymalizując kod JavaScript strony Wikipedii pod kątem urządzeń mobilnych, można osiągnąć oszczędność energii od 35 do 25 dżuli, czyli o 29%. Ponadto zużycie energii przeglądarek mobilnych zmienia się podczas ładowania tych samych stron i obrazów. Banery reklamowe mogą zwiększyć zużycie energii przez przeglądarki.
Jeśli chodzi o łączność, sieć Wi-Fi jest około cztery razy wydajniejsza niż 3G. Rzeczywiście, po przeczytaniu trzech artykułów na mobilnej stronie BBC News przez 180 sekund, przeglądanie sieci zużywa 1275 mW przez Wi-Fi i 1479 mW przez 3G . Odpowiada to 20% redukcji całkowitej energii . Tę różnicę można wytłumaczyć jedynie kosztem energii interfejsu radiowego 3G. Jednak koszt utrzymania wykorzystywanego łącza danych jest niższy w przypadku 3G (≈ 10 mW) niż w przypadku Wi-Fi (50 mW).
Posługiwać się | 2G | 3G |
---|---|---|
Odbieranie danych | 500 mW | 1400 mW |
Transfer danych | 1,389 mW | 591 mW |
Dzwonienie przez 5 minut | 683,6 mW | 1265,7 mW |
Odbieranie połączenia przez 5 minut | 612,7 mW | 1224,3 mW |
Czuwanie | 15,1 mW | 25,3 mW |
Wysyłanie 100-bajtowego SMS-a | 1,72 mW | 2,24 mW |
Wysyłanie 150-bajtowego SMS-a | 2,35 mW | 3,22 mW |
Wysyłanie 200-bajtowego SMS-a | 2,52 mW | 3,42 mW |
Wysyłanie 250-bajtowego SMS-a | 2,64 mW | 3,56 mW |
Wysyłanie 300-bajtowego SMS-a | 3,15 mW | 4,22 mW |
Wykonanie połączenia głosowego przez sieć GSM zużywa średnio 800 mW . Ta wysoka wartość wynika częściowo z podświetlenia smartfona. Jednak wyłączenie podświetlenia, jak sugeruje Android, może zaoszczędzić do 40% energii. Ponadto wykonywanie i odbieranie połączeń przez GSM zużywa odpowiednio 46% i 50% mniej energii niż przy użyciu UMTS . Wtedy, gdy smartfon jest w stanie nieaktywnym, połączenie z siecią GSM kosztuje o 41% mniej energii niż połączenie z UMTS. Jest to główny powód, dla którego użytkownicy smartfonów 3G, mający wyłączny interes w wykonywaniu połączeń telefonicznych, powinni wyłączyć technologię 3G.
Podczas pisania SMS-a pobierana moc jest zdominowana przez wyświetlacz. Zużycie energii podczas wysyłania wiadomości SMS wzrasta liniowo wraz z długością wiadomości. Należy również zauważyć, że ze względu na wyższy poziom mocy interfejsu radiowego 3G, wysłanie SMS-a przy użyciu 3G zawsze zużywa więcej energii niż przy użyciu GSM.
Do pobierania plików sieć GSM zużywa od 40 do 70% mniej energii niż sieć 3G . Rzeczywiście, moc interfejsu radiowego 3G jest wyższa niż GSM . Ponadto zjawisko stanu „ogonka” jest znacznie bardziej obecne w sieci 3G . Na przykład stan „kolejki” dla GSM wynosi około 6 sekund, znacznie mniej niż 12,5 sekundy ustawione dla 3G. Korzystanie z sieci Wi-Fi pozostaje bardziej ekonomiczne niż korzystanie z GSM , zwłaszcza przy transferach danych większych niż 100 kb , ponieważ koszt połączenia z hotspotem Wi-Fi jest wysoki. Rzeczywiście, koszt energii skojarzenia smartfona z terminalem Wi-Fi jest porównywalny z kosztem energii „ogonowego” stanu 3G . Ponadto, ponieważ sieć GSM jest płatna, a sieć Wi-Fi jest bezpłatna, ta ostatnia powinna być preferowaną siecią do przesyłania danych. Niestety sieci Wi-Fi nie są tak rozpowszechnione, a przez to dostępne, jak sieć GSM / EDGE .
Aplikacje strumieniowe , takie jak YouTube , Dailymotion czy Vimeo , są dziś niezwykle popularne, ale należą do aplikacji zużywających najwięcej energii . Komunikacja sieciowa ( pobieranie ), dekodowanie i wyświetlanie to trzy najbardziej konsumenci, którzy dzielą władzę . Usługi przesyłania strumieniowego opierają się głównie na protokole HTTP przez TCP .
Odtwarzanie strumieniowe składa się z dwóch części, Szybki start, w której serwer strumieniowy przesyła dane do odtwarzacza z większą szybkością niż reszta odtwarzania. Dane te są przechowywane w pamięci buforowej czytnika. W dalszej części czytania możliwych jest kilka technik.
Szybkie buforowanie Jest to fakt całkowitego pobrania pliku. Ta metoda, używana przez odtwarzacz YouTube HTML5 osadzony w przeglądarkach, jest najbardziej energooszczędna. W ten sposób interfejsy sieciowe znajdują się w stanie niskiego zużycia energii podczas odtwarzania. Jeśli jednak plik nie zostanie odczytany w całości, dane zostaną pobrane niepotrzebnie. Powoduje to marnotrawstwo energii . Szybkość kodowania Serwer próbuje wysłać więcej danych niż dysk może przechowywać w swoim buforze . Następnie kontrola przepływu TCP umożliwia serwerowi przesyłanie reszty danych z szybkością, z jaką czyta je czytnik. Ta technika, używana przez wysokiej rozdzielczości odtwarzacz flashowy YouTube osadzony w przeglądarkach, jest najbardziej energochłonna. W rzeczywistości interfejs sieciowy jest aktywny dłużej, ponieważ przepustowość jest niższa niż maksymalna przepustowość, a odstęp czasu między dwoma pakietami nie jest wystarczający, aby interfejs przeszedł w stan nieaktywny. Uduszenie Serwer przesyła dane z mniejszą szybkością niż w przypadku przesyłania zbiorczego, ale z większą szybkością niż w przypadku „szybkości kodowania”. Prędkość żądana przez czytnik jest określona w żądaniu HTTP . Przepływność dla przeglądarki YouTube flash player do Samsung Galaxy S III smartphone jest 1,25 razy większa szybkość transmisji „encoding rate”. Ta technika, używana przez standardowy i niskiej rozdzielczości odtwarzacz flashowy YouTube osadzony w przeglądarkach, czyta szybciej niż technika „szybkości kodowania”. Ale podobnie jak technika „szybkości kodowania”, marnuje energię, ponieważ przepływność jest mniejsza niż maksymalna przepływność. Stop-Start-M Czytnik (klient) otwiera nowe połączenie TCP i wysyła nowe żądanie HTTP dla każdego „startu”. Po otrzymaniu pewnej ilości danych czytnik zamyka połączenie. Ta technika używana przez natywny odtwarzacz YouTube marnuje energię, szczególnie w 3G i 4G, ponieważ interfejs sieciowy znajduje się w stanie „kolejki” po każdym transferze. Stop-Start-S Odtwarzacz (klient) korzysta ze stałego połączenia TCP . Po prostu zatrzymuje odtwarzanie w okresie „zatrzymania”. Podczas tego okresu „zamknięcia” między serwerem a czytnikiem wymieniane są komunikaty sterujące przepływem TCP . To właśnie dysk powoduje kolejny „okres rozruchu”. Ta technika, stosowana przez czytelników Dailymotion i Vimeo , zużywa dużo energii, ponieważ połączenie jest trwałe. Interfejs sieciowy jest zatem stale aktywny.Gry wykorzystujące grafikę 3D należą do najpopularniejszych aplikacji na smartfony. Jednak ze względu na dużą ilość obliczeń graficznych na procesorze i GPU oraz wymagania dotyczące jakości wyświetlania, gry wideo należą do najbardziej energochłonnych typów aplikacji na smartfony. Udział procesora w całkowitym zużyciu energii może wynosić do 40%. Jest to etap obliczeń geometrii, w którym procesor oblicza atrybuty i pozycje wierzchołków w scenie 3D, która wykorzystuje większość mocy obliczeniowej i czasu, zużywając ponad 40% czasu obliczeniowego i ponad 35% całkowitej mocy. Ponadto niektóre gry wideo wymagają interakcji użytkownika, która polega na częstym korzystaniu z różnych czujników, na przykład czujników pochylenia lub ruchu palca na ekranie dotykowym, wpływających na zużycie energii.
Wiele aplikacji jest niepotrzebnie żądnych mocy . Rzeczywiście, większość energii aplikacji jest zużywana na dostęp do komponentów I/O. Procesor zużywa niewielką część mocy aplikacji, której większość jest wykorzystywana do tworzenia interfejsu graficznego aplikacji. Badanie pokazuje nawet, że od 65% do 75% energii w darmowych aplikacjach zużywane jest na moduły reklamowe innych firm, takie jak Angry Birds , gdzie tylko 20% całkowitego zużycia energii zostało zużyte na samą grę. Uruchomienie popularnej aplikacji trwającej trzydzieści sekund może aktywować od 29 do 47 procesów potomnych, z których wiele to programy innych firm. Złożoność tych aplikacji jest znaczna. Uruchamianie tych aplikacji przez około 30 sekund zużywa od 0,35% do 0,75% pełnego naładowania baterii, co może spowodować wyczerpanie całej baterii w ciągu kilku godzin.
Podanie | Trwanie | Liczba wątków | % bębny | Główna przyczyna utraty energii |
---|---|---|---|---|
Przeglądarka na Androida | 30s | 34 | 0,35% | 38% w przypadku żądań i odpowiedzi HTTP oraz 16% dzięki narzędziu do śledzenia użytkowników |
wściekłe Ptaki | 28 lat | 47 | 0,37% | 45% dzięki narzędziu do śledzenia użytkowników |
Fchess | 33 lata | 37 | 0,60% | 50% dzięki reklamie |
NY Times | 41 lat | 29 | 0,75% | 65% na budowanie bazy danych i 15% dzięki narzędziu do śledzenia użytkowników |
zadanie mapy | 29 lat | 43 | 0,60% | 27% za renderowanie w przeglądarce, 20% za pobranie mapy |
Aplikacje lokalizacyjne, takie jak „ruch w czasie rzeczywistym”, Facebook czy Myspace , służą do stałego kontaktu z sieciami społecznościowymi, w celach biznesowych lub rozrywkowych. Te aplikacje, które wymagają lokalizacji w czasie rzeczywistym, zużywają dużo energii. Energia ta jest częściowo zużywana przez niepotrzebne odświeżanie lokalizacji. W rzeczywistości, w niektórych przypadkach, na przykład gdy telefon jest statyczny lub sygnał GPS lub sieci komórkowej nie jest dostępny, żądania lokalizacji są nadal wykonywane, gdy nie są skuteczne. Innym przypadkiem jest jednoczesne wykonanie kilku aplikacji lokalizacyjnych. Wywołują one niezależne odświeżanie lokalizacji zamiast synchronizowania.
Dwa parametry, które wpływają na zużycie energii, to interwał czasowy i interwał odległości, które powodują odświeżenie lokalizacji. Aplikacje mogą zdecydować o zwiększeniu tych interwałów w celu zmniejszenia zużycia energii, na przykład gdy bateria jest słaba. Może to oznaczać ustawianie odświeżania co minutę lub co 20 metrów, a nie co 30 sekund i co 10 metrów.
Aby utrzymać energię baterii, domyślną zasadą zarządzania energią w smartfonie jest to, że każdy element, w tym procesor, pozostaje wyłączony lub w stanie spoczynku, chyba że aplikacja wyraźnie nakazuje systemowi operacyjnemu pozostawanie aktywnym. Na przykład systemy Android, IOS i Windows Mobile implementują agresywny system, który zawiesza cały system po krótkim okresie braku aktywności użytkownika. Za utrzymanie systemu w stanie czuwania odpowiadają twórcy aplikacji. W tym celu aplikacje używają „blokad uśpienia”, aby zapewnić, że komponenty pozostaną aktywne niezależnie od aktywności użytkownika. Aplikacje mogą wówczas przeprowadzać okresowe działania informacyjne, takie jak powiadomienia. Słabe zarządzanie tymi „zamkami sypialnymi” w kodzie aplikacji nieuchronnie skutkuje błędami energetycznymi , które znacząco przyczyniają się do utraty energii .
Klasyfikacja głównych błędów energetycznych oprogramowania:
„bezsenny błąd” „Błąd bezsenny” to sytuacja, w której aplikacja ustawia blokadę dla komponentu, ale jej nie zwalnia, nawet po zakończeniu pracy. Są one wynikiem niewłaściwej obsługi w kodowaniu aplikacji interfejsów API sterowania zasilaniem. Wpływ „bezsennego błędu” może być poważny, powodując utratę energii o 10-25% na godzinę bez jakiejkolwiek interwencji użytkownika. „Błąd bezsenności” został zaobserwowany w wielu popularnych aplikacjach, takich jak Facebook, Google Latitude, Kalendarz Google, komunikatory, a nawet widżety . „błąd pętli” „Błąd pętli” to sytuacja, w której aplikacja okresowo próbuje wykonywać niepotrzebne zadania. Kilka „błędów pętli” jest wyzwalanych, gdy aplikacja nie jest w stanie obsłużyć nieprzewidzianych zdarzeń zewnętrznych, takich jak awaria serwera zdalnego lub zmiana hasła konta e-mail. Aplikacja będzie wielokrotnie próbowała połączyć się ze zdalnym serwerem lub uwierzytelnić się na serwerze pocztowym. To zachowanie odzwierciedla niepożądane zużycie energii . Błędy systemu operacyjnego Aktualizacje systemu operacyjnego, zamierzone lub nie, stanowią dużą liczbę skarg klientów. Na przykład wielu użytkowników iPhone'a zgłosiło nagły spadek żywotności baterii ze 100 godzin czuwania do 6 godzin czuwania z powodu nowej mocy wycieku w iOS 5 Apple. Użytkownicy Androida również napotkali ten problem na różnego rodzaju urządzeniach. Ale błędy systemów operacyjnych związanych z energią są trudne do zidentyfikowania, ponieważ mobilne systemy zastrzeżone.Umiejętność stworzenia modelu zużycia energii ma kluczowe znaczenie dla lepszego zrozumienia, projektowania i wdrażania oprogramowania. Istnieją dwie metody pomiaru i zrozumienia, jak energia jest zużywana przez smartfony: Pomiar mocy i modelowanie mocy. Te dwie metody uzupełniają się i muszą być odpowiednio skalibrowane, aby nie wpłynąć na wiarygodność wyników.
Celem pomiaru mocy jest ustalenie dokładnego pomiaru pobieranej mocy. Istnieją dwie główne metody pomiaru mocy na poziomie systemu. Po pierwsze, informacje o napięciu i prądzie akumulatora przez interfejsy programowania aplikacji (API) lub z oprogramowania do profilowania energii . Ta metoda jest łatwiejsza do wdrożenia. Lub bardziej precyzyjna metoda, polegająca na pomiarach mocy fizycznej na poziomie komponentów. Wybór metody zależy od dostępności przyrządów i wymagań pomiaru mocy.
Modelowanie mocy opisuje sposób zużycia energii za pomocą modeli matematycznych. Z perspektywy oprogramowania, każdy komponent sprzętowy ma kilka trybów działania, odpowiadających różnym czynnościom i możliwościom przetwarzania. Biorąc pod uwagę tryb pracy, możliwe jest wyprowadzenie energochłonności komponentu materiałowego, a tym samym zbudowanie jego modelu. Istnieją dwa zestawy metod tworzenia modelowania:
Metody deterministyczne Ideą jest oszacowanie mocy pobieranej przez komponenty sprzętowe na podstawie ich aktywności. Kilku badaczy stworzyło narzędzia do profilowania, które umożliwiają ustalenie profilu wydajności aplikacji, efektywności energetycznej i/lub wpływu na sieć. Na przykład narzędzie Eprof służy do śledzenia i rejestrowania energii każdego wywołania systemowego. metody statystyczne Metody statystyczne mają na celu znalezienie związku między zużyciem energii a zmiennymi modelu w oparciu o modele statystyczne, takie jak regresja liniowa . Ogólną ideą jest znalezienie relacji pomiędzy zebranymi statystykami systemu a zużyciem energii np. narzędzie Sesame pozwala ustalić korelację między zużyciem energii a statystyką systemu lub narzędzie ARO, które składa się z kolektora danych i krzyża analizatory warstw.Baterie litowo-jonowe są bardzo popularne w mobilnych systemach wbudowanych ze względu na dobry raport mocy /wagi, ich długą żywotność i niski poziom samorozładowania . Co więcej, według M.Kim zużycie baterii jest wyższe niż zużycie energii samego smartfona. Istnieje znaczna różnica (27,6% w najgorszym przypadku, średnio 9,0%) pomiędzy zużyciem baterii a zużyciem energii smartfona z powodu strat w baterii. Przyszłe badania nad oszczędnością energii na bateriach powinny, według niego, być bardziej skoncentrowane na zużyciu całej „baterii + smartfona”, a nie na zużyciu energii przez sam smartfon. Badane są inne możliwości. Niektórzy badacze ze Stanford University wykorzystują nanotechnologię do projektowania baterii zdolnych do wytworzenia dziesięciokrotnie większej ilości energii elektrycznej niż obecne baterie litowo-jonowe. Inni badacze próbują wykorzystać ruchy użytkownika do naładowania baterii telefonu, ale są one dopiero na początkowym etapie.
W ten sam sposób producenci nie oferują prawdziwych innowacji poprawiających wydajność ich baterii, ale dzięki dostosowaniom i dobrym wskazówkom możliwe jest zwiększenie autonomii smartfonów. .
Zwiększając grubość smartfonów, możliwe staje się wytwarzanie grubszych, a przez to cięższych baterii. Ma to wpływ na zwiększenie autonomii.
Wymienna bateria smartfona pozwala szybko zwiększyć autonomię.
Zachęcamy projektantów aplikacji do tworzenia oprogramowania na smartfony z uwzględnieniem efektywności energetycznej. Ich główną przeszkodą jest trudność w określeniu wpływu decyzji projektowych oprogramowania na zużycie energii przez system. Z punktu widzenia komputerów mobilnych, twórcy systemów operacyjnych powinni być świadomi dużego wpływu kodu na zużycie energii przez procesor.
Jednym z celów jest utrzymanie interfejsów sieciowych na niskim poziomie mocy, ponieważ w stanie bezczynności nie ma takich samych wymagań dotyczących wydajności, jak podczas aktywnego korzystania ze smartfona przez użytkownika. Zmniejszenie zużycia energii w stanie bezczynności musi być priorytetem, aby wydłużyć żywotność baterii (średnio telefon jest w stanie bezczynności przez 89% czasu, co stanowi 46,3% całkowitego zużycia systemu). Dlatego zmniejszenie poziomów mocy interfejsów podczas aktywności sieciowej, jeśli moduły I/O są wyłączone, może zwiększyć efektywność energetyczną smartfona. Ponadto, ważne jest jak największe grupowanie faz aktywności dostępu do sieci, chociaż muszą one pozostawać w kolejności sekwencyjnej, aby uzyskać dłuższe okresy bezczynności i zredukować zjawisko ogona.
W dobie przetwarzania w chmurze zużycie energii smartfona można skutecznie zmniejszyć, odciążając ciężkie zadania i przenosząc je do chmury. W rzeczywistości dzięki temu rozwiązaniu złożone procesy IT i przechowywanie danych są wdrażane poza telefonem, w bardziej wydajnej i wydajnej infrastrukturze IT. Na przykład kodowanie wideo wymaga intensywnego przetwarzania, które powoduje wyczerpywanie baterii smartfona, jeśli jest wykonywane na procesorze smartfona. Przetwarzanie w chmurze może zatem potencjalnie oszczędzać energię, chociaż nie wszystkie aplikacje wymagają migracji do chmury. Zdalny port aplikacji w chmurze jest korzystny tylko wtedy, gdy ta aplikacja zużywa moc obliczeniową i wymaga niewielu interakcji z interfejsami sieciowymi, ponieważ większość zużycia energii dla zdalnych aplikacji jest spowodowana transmisją danych.
Istnieją ustawienia w systemach operacyjnych smartfonów, na przykład Android , które ograniczają liczbę uruchomionych aplikacji działających w tle. Jednak nie wszystkie aplikacje zmniejszają efektywność energetyczną smartfona. Dlatego zamiast ograniczać liczbę aplikacji, należy podać informacje o aplikacjach i rodzajach dostępu do sieci, które zużywają mniej energii . W ten sposób użytkownik może działać odpowiednio. Ponadto telefony komórkowe zapewniają interfejsy użytkownika, które pozwalają na kompromisy między żywotnością baterii a łatwością użytkowania, na przykład jasność ekranu, ale większość użytkowników nie korzysta z poziomów mocy. W smartfonach powinna znaleźć się automatyczna regulacja jasności. Interfejsy użytkownika umożliwiają również użytkownikom wyłączanie energochłonnych komponentów systemu, takich jak interfejsy Bluetooth i Wi-Fi , w celu oszczędzania energii .
O ile roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną do ładowania jednego smartfona jest znikome, nie możemy lekceważyć zużycia wywołanego ich zwielokrotnieniem. Pod koniec 2013 roku smartfony posiadało ponad miliard osób. W 2011 roku producenci sprzedawali więcej smartfonów niż komputerów PC. W związku z tym większe znaczenie nabiera ich łączne zużycie energii elektrycznej.
Telefon zużywa energię zgromadzoną w baterii. Problem wynika z konieczności ładowania akumulatorów z gniazdka sieciowego lub innego źródła energii elektrycznej. Jednym z podstawowych problemów jest efektywność przetwarzania energii z elektrycznej sieci dystrybucyjnej w celu zapewnienia użytecznej pracy. Innymi słowy, określ liczbę dżuli energii pochodzącej z sieci energetycznej, aby wytworzyć jeden dżul pracy podczas korzystania z urządzenia. Na przykład roczne zużycie energii przez abonenta szacuje się na 2,34 kWh. Odpowiada to 39 godzinom pracy 60-watowej żarówki lub energii zużywanej przez samochód na przejechanie 8 km .
Wysokie zużycie energii, determinowane pojemnością baterii, działaniami użytkownika, energooszczędnością sprzętu i oprogramowania telefonu prowadzi do częstych potrzeb doładowania, a co za tym idzie do większego zużycia energii elektrycznej z sieci energetycznej. . Większość zużycia energii pochodzi z ładowania telefonu. Ładowarka po podłączeniu do gniazdka elektrycznego zużywa energię, niezależnie od tego, czy telefon jest podłączony, czy nie. Rzeczywiście, ze względu na straty konwersji i magazynowania energii elektrycznej, tylko część energii pobranej z sieci elektrycznej wykonuje pracę użyteczną w urządzeniu mobilnym działającym na baterii, reszta rozprasza się w postaci ciepła. Ładowanie baterii zużywa tylko 40% całkowitej zużytej energii, z drugiej strony 55% jest tracone przez niepotrzebne podłączenie ładowarki, pozostałe 5% odpowiada zbyt długiemu czasowi ładowania telefonu.
Istnieją trzy obszary, które można poprawić:
Wpływanie na zachowanie użytkowników (np. poprzez nakłanianie użytkowników do odłączania ładowarek) będzie prawdopodobnie mniej skuteczne niż ulepszenia techniczne, ponieważ zużycie energii elektrycznej w procesie ładowania nie jest bezpośrednio interesujące dla użytkownika końcowego. Jednak niektórzy dostawcy usług telefonicznych próbują wpłynąć na zachowanie użytkowników za pomocą alertów sugerujących odłączenie ładowarki po zakończeniu ładowania.
Jednak badanie przeprowadzone przez Opower pokazuje, że kwestia wpływu zużycia energii przez smartfony na ogólne zużycie energii jest bardziej złożona. Rzeczywiście, nawyki konsumentów się zmieniają, używają oni smartfonów do robienia rzeczy, które kiedyś robili na komputerach, telewizorach i konsolach do gier. Na przykład w marcu 2012 roku amerykańscy użytkownicy uzyskują dostęp do serwisu Facebook głównie za pomocą smartfonów. Od 2011 roku oglądalność treści wideo premium wzrosła na tabletach i smartfonach, podczas gdy komputery osobiste wykazały wyraźny spadek. Ponadto smartfony i tablety zużywają znacznie mniej energii niż większe urządzenia (np. komputery PC). Porównując zużycie energii elektrycznej przez smartfony z potrzebami większych urządzeń elektrycznych, które były wykorzystywane do łączności i rozrywki, wyniki pokazują, że oszczędności są znaczne.
: dokument używany jako źródło tego artykułu.