KeddrOlab эксперимент. Чуть помедленнее кони. Понижение максимальной частоты процессора смартфона Samsung Galaxy S II

Проблемы и задачи эксперимента

Несомненно, основной проблемой при эксплуатации современных мобильных устройств можно назвать нехватку автономности. Всем нам хотелось бы, чтобы смартфон или планшет работал дольше без подключения к зарядному устройству. Однако мы видим, что эта проблема неохотно решается производителями, прогресса в технологиях аккумуляторов практически не наблюдается. Можно сказать, что проблема глобальная. “Тормозной” Андроид, “супероптимизированная” iOS, “быстрая” WP7, “экзотическая” MeeGo – вне зависимости от используемой платформы мы слышим недовольство пользователей временем работы девайсов при активном использовании.

В очередной раз я позволю себе высказать мнение, что при одинаковых милиамперчасах в батарее,  при одинаковых задачах, схожей интенсивности использования сетевых интерфейсов, при совпадающем количестве фоновых сервисов и главное при одинаковом времени работы с включенной подсветкой экрана, время автономной работы устройств на разных платформах примерно одинаковое. По крайней мере, в смартфонах точно так и есть. Я могу утверждать это на основании личного опыта эксплуатации. Время от времени всплывающие в интернете скриншоты “рекордных” показателей времени автономной работы, когда устройства (вне зависимости от платформы), эксплуатируют в основном в щадящем и спящем режимах только подтверждают мою правоту. Любой современный смартфон, на любой платформе, можно спокойно разрядить за 4-6 часов. В тоже время, он сможет проработать/пролежать около 5-6 дней в спящем режиме с синхронизацией и редкими включениями экрана.

Однако стоит отметить, что все-таки, некоторые незначительные улучшения в виде увеличения автономной работы современных флагманов на Android, присутствуют. Это достигается благодаря уменьшению техпроцесса производства процессоров и чипов, улучшению эффективности их работы в плане улучшения быстродействия без повышения энергопотребления, некоторому незначительному увеличению емкости базовых батарей, применению энергосберегающих технологий в дисплеях, оптимизации операционной системы, наконец. Ведь что-то происходит и внутри быстроразвивающегося Android? В принципе, можно сказать, что между устройствами первого и второго поколения, особых различий не наблюдалось. Однако сейчас, когда мы имеем на руках третью волну устройств и готовясь к четвертой, мне кажется можно говорить о таком явлении. Это заметно и я могу назвать количественный прирост в автономности “новых” устройств – примерно 10-20%.

Все вышеперечисленное справедливо и для текущего флагмана платформы – телефона Samsung Galaxy S II. По сравнению с предыдущей моделью, автономность тут также несколько повышена. Конечно, можно было бы списать это улучшение на увеличенный аккумулятор – как раз на 10%. Однако, принимая во внимание процессор с двумя ядрами, увеличившуюся частоту его работы, больший размер экрана и заметно возросшую производительность, я бы сказал, что кое-какая оптимизация присутствует. И все-же, как нам еще увеличить автономность устройства в режиме активной эксплуатации?

SGS2 очень мощное устройство. Я бы даже сказал, что слишком мощное. Всегда ли эта мощность нам необходима? Даже без всяких экспериментов можно предположить, что нет. Но давайте проверим данное утверждение на практике. Мы решили попробовать уменьшить максимальную  рабочую частоту основного процессора и посмотреть, как это отразится на ощущениях от работы девайса. При этом, мы планировали жесткое использование девайса, чтобы установить его максимальную автономность при максимуме нагрузки. Кроме того, давайте посмотрим, нужны ли нам эти гигагерцы, которыми нас кормят производители? ЕСТЬ ЛИ В ЭТОМ СМЫСЛ? То есть, мы попробуем найти комфортный порог понижения частоты процессора.

Ну, думаю, что цель эксперимента понятна, приступим к его реализации.

Итак, как мы галактику тормозили

Первой нашей задачей было правильно оседлать двухядерную двухголовую упряжку горячих жеребцов-близенецов Exynos. Для этих целей было выбрано ядро с возможностью оверклокинга, которое работает на прошивке Revolution HD 3.1.1 и называется RAGEmod. Также подойдет любое другое ядро с возможностью изменения параметров работы процессора, например Siyah Kernel. Для непосредственного управления процессором, была использована программа SetCPU (вожжи и оглобля на первой схеме), при помощи которой, кони были взяты под уздцы – был установлен верхний порог частоты центрального процессора в 800 МГц.

Почему было выбрано именно это значение? Оно было определено экспериментальным путем, как минимально необходимое для нормальной работы большинства игр на Android. Естественно, это понятно – игры самый ресурсоемкий процесс. И при частоте процессора в 800 МГц еще не заметны никакие торможения, в основном все всегда работает нормально.

О результатах полевых испытаний, рапортует наш специальный корреспондент, младший научный сотрудник Московского подразделения KeddrOlab Александр Куренков:

Недавно, благодаря нескольким читателям кеддра и обычной логике, я решил вместо повышения букв и цифр возле надписи Apple перейти на операционку Android. Естественно выбор пал на одну из самых мощных моделей на рынке – Samsung Galaxy S2. Учитывая, что я еще учусь в школе, так совпало, что телефон я купил на каникулах. Он был дома, всегда в сети WiFi и около розетки. Мне, сначала, вполне хватило того что показывали графики (~4-5 часов в режиме жесткого использования) – ведь я еще не понимал что и где – изучал ОС. Когда дело дошло до будних дней, я подумал что телефон будет жить на уровне айфона (ну под WiFi я особой разницы не заметил, т.к. время пролетало довольно быстро), но все оказалось совсем не так! В первый день, я решил просто посмотреть, что будет и использовал его в “обычном режиме” для будних дней, но, когда я стал наблюдать за батареей, я понял, что такими темпами он не доживет до обеда. Пришлось сокращать нагрузки, пытаться им вообще не пользоваться. Все равно где-то к вечеру у меня в течении 2-3 дней оставалось 5% (в обед заряжал по 25-30%). Что я, собственно, делал:

1. Интернет (ICQ, vk, twitter, немного youtube) ~20-30 минут;

2. Игры (пара минут на все-таки хотелось провести за игрушками) ~ 5-10минут;

3. Камера (ну тут понятно, что нужно было заснять какую-то информацию) ~2-3 снимка в день.

Подумав и посмотрев на свой график использования я понял, что телефон использует полностью свою мощность довольно часто, ведь играю я не в змейку, а в 3D-игры. Надо было с этим что-то делать. Сначала я вспомнил что Android – открытая система и тут можно разгонять процессор (следовательно и понижать частоту тоже), потом посоветовался с Владиславом и уже вечером частоту максимального порога для процессора я закрепил на отметке 800 MHz. Помогло, телефон стал жить в режиме “как всегда” дольше. Так что если вас не устраивает сколько работает ваш зверек – можете попробовать понизить частоту. Второй вариант – усиленная батарея.

Я также посидел несколько дней с ограничением максимальной частоты процессора 800 МГц, наблюдая некоторую экономию в использовании батареи при своем обычном использовании.

В игры я не играю, в отличии от Александра, поэтому мне в основном хватает одного заряда на 12-13 часов. На 800 МГц я выходил на 14-15 часов. Естественно, подобная оценка очень субъективна, но я старался давать примерно одинаковые нагрузки, включая экран телефона с определенной переодичностью и совершая свои обычные действия – просмотр почты, твиттера с переходом по ссылкам и просмотром онлайн-видео.

Однако, я пошел еще дальше и решил настроить систему профилей, которая регулировала бы работу процессора в зависимости от текущей ситуации, благо программа SetCPU позволяет настроить определенное количество подобных профилей. Кроме того, я решил понаблюдать за частотами и энергопотреблением смартфона, чтобы понять, какую реальную выгоду дает такая тонкая настройка.

Вот что у меня получилось:

Как вы видите, я получаю максимальное быстродействие аппарата за счет разгона процессора до 1,4 ГГц во время зарядки от сетевого БП и использую штатные 1,2 ГГц при зарядке от USB ПК или ноутбука. При работе от батареи, максимальная частота работы процессора постепенно понижалась такими шагами:

100-70% – 1200 МГц

70-50% – 1000 МГц

50-30% – 800 МГц

Ниже 30% – 500 МГц

Можно сказать, что я не испытывал каких либо неудобств  при использовании телефона от подобного понижения максимальной частоты работы процессора. Единственное, на последнем этапе при ограничении в 500 МГц можно было заметить слабые лаги системы при сложных задачах и прокрутке рабочего стола с трехмерным эффектом (Go Launcher EX).

Выводы после эксперимента:

1. Понижение максимальной рабочей частоты процессора для SGS2 до 800 МГц, практически не приносит ощутимых неудобств при работе с телефоном, даже в трехмерных играх. Воспроизведение видео также происходит без проблем. Однако запись видео в 1080р с камеры, может происходить с подергиваниями

2. Понижение максимальной частоты процессора до 500 МГц еще можно переносить, если вы особо не нагружаете смартфон и вас не беспокоит наличие лагов при прокрутке. Играть в игры на данной частоте уже невозможно из-за заметных тормозов.

3. Огромных выгод от понижения максимальной частоты работы процессора в SGS2 вы не почувствуете, так как на самом деле, большую часть времени смартфон функционирует на 200 МГц, эта же частота используется во время сна аппарата, когда экран выключен.  При прокрутке столов, меню, запуске программ, частота процессора повышается до 500-800 МГц, иногда до 1000 МГц. И только при съемке видео в 720-1080р и играх, рабочая частота поднимается до штатного максимума в 1200 МГц.

Поэтому, экономию от понижения верхнего порога используемой частоты процессора вы почувствуете только если очень интенсивно используете аппарат для сложных задач, часто снимаете видео и много играете в игры. Например, я также могу предположить, что будет определенная экономия при продолжительной работе GPS навигации (не проверялось). Если, при стандартных условиях работы процессора, вы сейчас имеете намного больше 12 часов автономной работы, например 15-20 и более – вам даже не стоит затевать подобные игры с частотами. А вот, если вы используете смартфон очень активно и имеете текущую автономность менее 8-10 часов, то сможете при помощи подобных изощрений получить дополнительные час-полтора работы от батареи. Согласитесь, в некоторых ситуациях это вполне весомая прибавка.

Пробуйте, экспериментируйте, к счастью, процедура понижения частоты процессора абсолютно безопасна. Единственное, с чем вы можете столкнуться – это тормоза системы и лаги интерфейса.

Лучший результат максимального времени работающего экрана, из виденных мною на стандартной батарее, был получен несколько дней назад на прошивке RevolutionHD v3.1.1 с ядром Siyah Kernel 2.2 nolog:

В продолжение этой статьи, анонсирую следующую тему для 3-й серии KeddrOlab ScreenCast, который постараюсь выдать через несколько дней: использование и настройки программы SetCPU, типы профилей процессора (CPU governors), overclocking & undervolting.