Эволюция заряда (от Nokia 3310 до LG G3)

Многие производители стараются создать «идеальный» смартфон с топовым железом и просто невероятным дизайном. Главным образом, это касается размеров и веса. Зачастую, при выборе покупатель ориентируется на функциональность ОС и технические характеристики смартфона, которые позволили бы его комфортно использовать. Вместе с тем, немаловажным является также бренд или производитель. И на все вышеперечисленное и мы обращаем внимание при просмотре обзоров, на полках магазинов, или же в руке друга. Сейчас, когда стоимость флагманов рынка, а именно LG G2, Sony Z2, iPhone 5s и других «самсунгов» варьируется от 600 до 800 долларов, мы, как никогда понимаем: вот оно – произведение инженерной мысли.

Спустя 3-4 месяца пользования, когда задачи сводятся к минимуму необходимых (звонки, почта, иногда Instagram/FB/Flipboard) и новоприобретенный смартфон удовлетворяет нас на 90%, остальные 10% составляют процент недовольства от работы батареи.

При анализе объема батарей были учтены данные 2000 года, а именно:

• Флагманы или наиболее популярные модели телефонов/ смартфонов (с 2003 года)/ коммуникаторов (с 2005 года);
• Объем аккумуляторной батареи;
• Время работы в режиме ожидания (ч.);
• Время работы в режиме разговора. 

Показатели взяты с сайта GSMArena, где представлены официальные технические характеристики и время работы батарей.

Основной целью анализа было получение ответа на следующие вопросы:

• Насколько изменилась мощность батареи за 15 лет существования рынка мобильных телефонов/ смартфонов?
• Изменилась ли продолжительность работы в режимах ожидания/разговора?
• Какие факторы влияют на продолжительность работы?
• Какие существуют тенденции рынка аккумуляторных батарей для мобильных устройств?

На первом графике рассматривается объем аккумуляторных батарей (mAh) 42 мобильных устройств, выпущенных с 2000 по 2014 гг.

Итак, исходя из данных графика, просматривается тенденция к росту объема заряда аккумуляторов. Если в начале 2000-х для обычных телефонов, таких как Nokia 3310 или SonyEricson K750i, достаточно было мощности в 800-900 mAh, хотя телефоны отличались между собою в функциональности. В 2000-х Nokia 3310 была надежной «звонилкой», SonyEricson K750i – что-то нечто с камерой, которая делала фото по качеству приближенное к дешевой мыльнице от Olympus или Kodak.

Начиная с 2005-2006гг., когда популярность набирают коммуникаторы, которые существовали и ранее, но пользовались ими только особо «продвинутые» в то время «гики с 2000-х». Предположительно, эра популярности коммуникаторов на Windows Mobile началась в 2004/2005 с Qtek S200 и HTC P3300 Artemis, когда для обеспечения качественной работы ОС с огромными для того времени экранами (2,8”-3,2”)  необходимо уже 1200-1500 mAh, что почти в 2 раза больше в сравнении с аккумуляторами для мобильных телефонов.

Если говорить о втором этапе (2006/2007 гг.) увеличения объемов батарей, то его можно соотнести с началом выхода мобильных устройств на ОС Android. Можно с уверенностью утверждать, что iPhone стал главным катализатором увеличения мощности батарей, но увы, устройства от Apple и в 2013-2014 годах используют мощность батареи на уровне коммуникатора HTC Touch Cruise (1350 mAh), вышедшего на рынок в недалеком 2007 году.

В 2010-2012 гг., когда версия Android 2.3 (Gingerbread) доросла до отличной и многофункциональной версии Android 4.1 (Jelly Bean), устройства получили экраны 4,0-4,7”, «горячие» процессоры от Nvidia, которые нужно было кормить. Вместе с этим стоит упомянуть и саму ОС, которая в режиме ожидания просто-таки «пожирала» батарею. Было удивительно, если смартфон проживёт до двух дней без подзарядки. Не случайно пользователи Apple только посмеивались и создавали мемы о пользователях «зеленого робота».

Система Android целиком радовала своих пользователей, но все же огорчала необходимостью частой подзарядки устройства. Именно поэтому мощность батарей была увеличена с 1500 до 2100 mAh. Одновременно с этим «энергетическим кризисом» на Play Market появились «Battery Save», «Battery Doctor» и их аналоги, которые снижали производительность и превращали яркие SuperAMOLED в тусклые TFT. К примеру, на своем Nexus 4 с батареей в 2100 mAh, могу похвастаться «жизнью» до 2 суток, но что такое старый Nexus, который не будут обновлять до следующей версии ОС и даже экран у него не FullHD.

2013 год можно охарактеризовать следующим этапом увеличения объемов батарей. В этом же году на рынок массово выходят флагманы с FullHD 5-5,2” дисплеями, 4-8 ядерными процессорами и графическими ядрами, которые «тянут» игры с графикой, что ранее было не под силу видеокартам GeForce 6600 GTX.  Стоит учитывать, что пользователь не расстается со смартфоном 24 часа в сутки, не считая сна. И вот наконец-то производители приходят к пониманию, что толщина смартфона в 6,5 мм не так уж и важна для большинства пользователей, если к концу дня приходится искать зарядку или пользоваться Power Bank.

2000 mAh мощности постепенно возрастают к отметке в 2500-3000 mAh. Можно уверенно сказать, что те, кто рассматривали в прошлом году покупку Samsung Galaxy S4 (2800 mAh) или LG G2 (3000 mAh) остановили свой выбор за последним, где объем батареи был весомым фактором.

Конечно, бывают батареи и еще больше, но все равно iPhone держится дольше. На следующем графике отображено время работы телефонов/смартфонов в режиме ожидания и разговора, хотя для смартфонов это не показатель. Будем приравнивать режим ожидания к времени активной эксплуатации с интернет-серфингом и использованием любимых приложений.

Данные официально заявленные производителем могут отличаться от реального времени работы.

Исходя из данных графика, можно увидеть, как с годами объемы батарей увеличиваются, но при этом увеличивается и длительность работы в режиме ожидания/ разговора, и стоит учесть факт того, что энергозатратность современных аппаратов выше тех, которые были на рынке в 2002-2006 гг.

Постепенно смартфоны стают тем устройством, которое должно «жить» и помогать нам целый день и больше, если говорить о самом «живучем» Motorola DROID MAXX (48!!! в режиме разговора), а вот заявленная автономность чуть ниже Sony Xperia Z1.

Дополнительно, сравнивая объемы батарей и коэффициента энергоэффективности, можно также увидеть некоторые интересные моменты эволюции:

1.  Приход на рынок литий-ионных батарей (Li-ion) – на смену никель-кадмиевым (NiCd) и никель-металлгидридные (NiMH) аккумуляторам.
2. Windows mobile – который действительно «пожирал» батарею. Именно на устройствах с ОС WM коэффициент энергоэффективности был самым низким
3.  Android 4.0+ – это мощные устройства с 2-х/4-х ядерными процессорами + диагонали дисплеев 4,5+

На следующем графике показана карта, которая наглядно описывает автономность лидеров продаж/флагманов среди мобильных устройств.

Итак, что мы видим:

В левой нижней зоне представлены так называемые «смартфоны на день», которые, исходя из технических спецификаций их батарей, могут прожить до 24 часов при активном использовании.

Правая нижняя зона – это смартфоны, которые также могут похвалиться продолжительностью работы батареи около суток, но автономность у них уже выше. Если рассмотреть данную зону более детально, то там мы найдем смартфоны 2013-2014 гг. выпуска, которые имеют повышенный расход энергии из-за расширений экрана в 1920х1080 или 1440х2560, как например у LG G3.

В верхней правой зоне находятся «долгожителеи», а именно то чего хотят пользователи: чтобы заряда батареи хватало на 3-5 дней как у Nokia 3310, но при этом было достаточно для полноценного использования.

Все же кажется, что производителям подгоняют батареи на своих смартфонах под одни сутки, и считают,  что пользователю и не нужно больше. На рынке множество устройств с батареями 3500+ mAh, к примеру, тот же Highscreen Boost 2, но это не LG G3 или даже «голый» Nexus 5, которого снова обидели батареей (2300 mAh).

Далее мы увидим карту с характеристиками смартфонов 2012-2014 гг. выпуска.

Как уже  упоминалось ранее, расход батареи зависит не только от энергозатратного «железа», но и от самой ОС. На примере двух гигантов рынка, Apple и Samsung, постараемся понять, влияет ли ОС на расход батареи.

Если рассмотреть динамику характеристик батарей iPhone, особых изменений мы не заметим – 10-15 часов активной работы, но при этом режим автономной работы сократился на 5-10%. Причиной сокращения длительности работы в автономном режиме, во-первых, может быть просто заявление более реальных результатов, а во вторых, мобильная ОС сегодня работает даже когда мы спим, отправляя и принимая данные, геотеги и другие пакеты информации.

К примеру, Samsung – это прямая зависимость от диагонали экрана и мощности аппаратной начинки. Производитель заявляет, что смартфоны готовы работать 24 часа без подзарядки, но иногда, после 7-8 часов активного использования заряда батареи остается менее 14%.

Дополнительно, на 4pda проводился тест батарей среди флагманов начала 2014 года. Для теста были взяты флагманы от Samsung, Sony, LG, Apple, HTC, которые тестировались по двум параметрам: длительность работы в обычном режиме бесперебойной работы и время зарядки. Итог виден на графиках:

Исходя из данных теста, все кажется, что производители наконец-то начали обращать внимание на батарею и ее емкость, а автономность является существенным фактором при комфортной работе смартфона, потому что «железо» позволяет на сегодняшний день почти на всех современных гаджетах без особых усилий «сёрфить» в интернете, проигрывать медиа-файлы, использовать приложения и игры, но как всегда упирается в автономность.

Надеемся, что может выход iPhone 6 даст новый толчок и автономность увеличится в несколько раз, благодаря новым типам используемых батарей. Когда-то ёмкостные экраны на iPhone, заменившие резисторные, совершили революцию.

Итог

• Потребность аппаратной начинки в энергии со временем возрастает, но вместе с тем и увеличивается объемы батарей. И, возможно наступит тот момент, когда на смену существующим литьевым батареям придут новые, которые подарят смартфону жизнь как минимум на 5-10 дней.  Ну, а пока будем надеяться, что толщина корпуса станет менее важным фактором, чем хорошая и мощная батарея.
• Эволюция мобильных телефонов до смартфоном позволила современным аккумуляторным батареям поддерживать активную эксплуатацию в пределах рабочего дня, для большего – нужен только аппарат с значительно мощными батареями (прим. Motorola Droid Maxx).
• Наука не стоит на месте, и множество патентов на высокоемкостные или гнущиеся батареи уже куплены Google, Samsung и Apple, осталось только ждать внедрения и радоваться не только комфортной, но и длительной работой.