Categorii
Seo

Ce inseamna uciderea smartphone-urilor?

Este blestemul epocii moderne. Dupa o zi petrecuta prin mesaje text, prin e-mail si prin navigarea pe web, smartphone-ul tau a murit. Deci, acum, dupa ce te-ai spalat pe dinti si ai lasat cainele sa iasa, exista o alta sarcina: conectarea la telefon.

Dar nu a fost niciodata asa. Receptoare simple folosite pentru a continua zile intregi. Deci, ce s-a schimbat? Si, mai important, ce face industria mobila in acest sens?    

Marea diferenta este, desigur, tehnologia – obisnuiam sa vorbim pe telefoanele 2G care functionau pe vechile retele GSM. Ar putea dura aproape o saptamana, partial pentru ca le-am intrebat atat de putin. Asa cum este detaliat in articolul precedent din aceasta serie, smartphone-urile au devenit computere puternice, deoarece trebuiau sa faca conexiuni puternice si fara fir la retea. Si cand fac aceste conexiuni, le cerem sa faca sarcini care necesita date, cum ar fi fluxul video.

Fiecare pas pe parcurs implica procesarea informatiilor. Aceasta necesita curentii care curg in jurul aschiilor de siliciu; iar curentii care circula in jurul aschiilor de siliciu genereaza caldura, irosind energie. Utilizatorilor de PC-uri si laptopuri li se aminteste in permanenta de fanii care isi mentin procesorul la rece. Nu o observam pe telefoane, pentru ca tot ceea ce fac pare sa se intample atat de tacut, atat de efort. Dar cand te uiti la detalii, energia se scurge ca apa dintr-un robinet cu scurgeri. Si totul se adauga.

Luati lucrarea dr. Angela Nicoara, cercetator principal la Centrul de inovare Deutsche Telekom din Silicon Valley. Ea a devenit un fel de dietetician digital, numarand joulii care intra in alimentarea apetitelor smartphone-urilor noastre.

Array

Ea si-a expus recent concluziile intr-un raport pe care l-a numit in mod atragator Cine mi-a ucis bateria?

Intr-o colaborare cu grupul profesorului Dan Boneh de la Universitatea Stanford, ea a conectat un contor electronic de ultima generatie la bateria unui smartphone, care stocheaza in mod obisnuit in jur de 15-20.000 jouli de energie, apoi a urmarit puterea pentru fiecare milisecunda a efectuat una dintre cele mai comune aplicatii pentru dispozitivele noastre portabile: navigarea pe web.

Ceea ce a aparut cand a rupt actiunile milisecunda cu milisecunda a fost o surpriza.

Primul a fost ca doar apasarea butonului „du-te” si obtinerea telefonului pentru a contacta reteaua foloseau 12 jouli, deoarece telefonul schimba detalii cu statia de baza locala, setarile de transmisie convenite si asa mai departe. Asta inainte ca un singur octet sa fie descarcat. Cand incepe acest proces, adevaratele surprize devin groase si rapide.

Se pare ca designul paginii web are un impact masiv asupra energiei necesare pentru ao pune pe ecranul mobilului. De exemplu, site-ul BBC News, conceput special pentru utilizatorii de telefonie mobila, a luat inca 3 jouli pentru a descarca si a procesa toate biti pentru o stire. Pentru cea mai slaba interpreta a site-urilor pe care le-a explorat, Apple.com, a fost nevoie de inca 34 de jouli – de 11 ori mai mult decat BBC. Wikipedia a venit chiar in urma.

Site-urile nepasatoare, a descoperit ea, contribuie cel putin la uciderea bateriei sale. Pentru computerele si laptopurile noastre conectate la retea, aceste numere nu conteaza. Cu constrangerile unei baterii mobile, acestea sunt critice.

Diferenta dintre aceste site-uri a fost in modul in care au fost construite. De exemplu, elementele interactive care sunt utilizate pentru a personaliza o experienta a site-ului si care ruleaza adesea in fundalul unui site au fost o mare scurgere. O jumatate din cele 34 de joule necesare pentru a vedea pagina Apple au fost in functie de aceste functii, fara ca acestea sa fie atinse; numai pe Wikipedia costa 10 jouli.

Un alt canal sunt asa-numitele fisiere CSS care spun unui browser cum sa aranjeze pagina. Din nou, pe site-ul Apple, acestea au necesitat 12 jouli pentru descarcare si redare pe ecran. Imbunatatirile simple reduc acest lucru cu 5 jouli.

Fiecare joule ar putea parea o suma banala, dar, ca un aliment mai slab pe dieta, se adauga in scurt timp multe economii mici – mai ales atunci cand unele site-uri web au nevoie de unsprezece ori mai multa energie pentru a le vizita decat altele.

Razboiul electronic

Dar designul site-ului nu este singurul consum de baterii al unui telefon. Modul in care accesam aceste site-uri web – si in special setarile pe care le utilizeaza furnizorii nostri de servicii – are, de asemenea, un efect urias, potrivit Hari Balakrishnan, profesor de informatica Fujitsu la Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT).

In mod surprinzator, reteaua este cea care decide ce setare de putere utilizeaza telefoanele noastre. Cand trebuie sa transmitem, reteaua le spune telefoanelor noastre sa porneasca la maxim. Dar interesele retelei sunt diferite de ale noastre. Am dori sa ne oprim din nou cat mai curand posibil pentru a ne economisi bateria.

Dar numai o portiune subtire dintr-un spectru radio deja aglomerat este alocata pentru asa-numitele mesaje de control, spune dr. Balakrishnan. Din aceasta cauza, reteaua incearca sa minimizeze numarul de semnale de control pe care le trimite, chiar daca acest lucru ne lasa receptorul sa se alimenteze fara a face nimic.

 „Un exemplu clasic”, spune dr. Balakrishnan, „este atunci cand rulati o aplicatie care se trezeste la fiecare 20 sau 30 de secunde si trimite un octet de informatii. In multe cazuri, acest lucru va va mentine radioul in modul activ de mare putere, tot timpul. Dar nu trebuie. Acest tip de sarcina banala ar trebui sa consume aproape energie, dar ajunge sa foloseasca cantitati uriase de energie din cauza controalelor sub-optime implementate de retele. ”

La fel ca dr. Nicoara, dr. Balakrishnan a decis sa-si testeze suspiciunea prin cablarea bateriei la un metru si urmarind cum se descarca bateria. Rezultatele au aratat ca, lasand telefonul sa-si controleze propriile setari, ar putea reduce la jumatate puterea consumata de transmisiile fara fir cu un efect minim asupra performantei retelei (desi subliniaza schimbarea detaliilor de la dispozitiv la dispozitiv si de la retea la retea).

Din nou, acestea ar putea parea mici imbunatatiri in general – dar o retea care poate oferi telefoanelor noastre inca cateva ore de viata a bateriei este foarte probabil sa atraga mai multi clienti in aceste zile.

Desigur, nu ar conta cat timp a fost pornit telefonul dvs. pentru a schimba biti cu statia de baza, daca ar putea face acest lucru cu energie minima. Dar se pare ca industria de telefonie mobila lupta de ani de zile cu un razboi cu electronica sa, deoarece sunt atat de ineficiente.

Mai exact, puritatea undei radio pe care o folosesc pentru a se conecta la statia de baza necesita atat de multa energie.

Daca spectrul radio este restrictionat (vezi cele doua articole anterioare din aceasta serie), frecventele de transmisie sunt stranse aproape una de cealalta si orice distorsiune a semnalului ar duce la interferente catastrofale. Si se dovedeste ca fizica de baza a amplificatoarelor care conduc antenele pot genera acele unde pure doar atunci cand trag mult curent electric.

Cand au fost introduse standardele 3G, producatorii au apelat la un design special de amplificator conceput pentru prima data in anii 1930, din cauza cerintelor stricte ale retelelor. Dar chiar si atunci, pentru fiecare watt de putere radio transmisa, exista mai mult de un alt watt incalzind pur si simplu receptorul pentru a crea aceasta unda pura. Practic, fizica simpla dubleaza rata de golire a bateriei.

„Industria se lupta cu furie pentru a atenua aceasta problema”, spune Joel Dawson, profesor de inginerie electrica la MIT, care a prezentat el insusi o solutie inteligenta care presupune compensarea electronica a acestei distorsiuni, lucru care se pare ca ar putea reduce la jumatate pierderile. Dar cat de curand oricare dintre aceste remedieri vor ajunge pe piata ramane de vazut.

Recoltarea energiei

Desigur, acestea nu sunt singurele scurgeri pe o baterie. Smartphone-urile moderne impacheteaza totul, de la accelerometre mici la sisteme de pozitionare globala infometate de energie. Si apoi este afisajul – intregul punct de vanzare al telefonului inteligent este interfata care va permite sa accesati lumea oriunde va aflati. Pana cand cercetatorii pot dezvolta cerneluri electronice similare cu cele utilizate in cartea electronica Kindle sau alte sisteme pasive pixelate care se reimprospateaza la fel de repede ca ecranele aprinse, simpla vizualizare a telefonului are un cost substantial.

Solutia evidenta ar fi ambalarea intr-o baterie mai mare, dar dintre toate componentele din telefon, bateria este cea care reprezinta o tehnologie serioasa. Cea mai mare parte a electrochimiei a fost depusa in urma cu o suta de ani si, asa cum mi-a marturisit un producator de baterii, pot face putin. Introducerea bateriei reincarcabile litiu-ion in anii 1990 a fost o schimbare pas cu pas. Dar de atunci … ei bine, in timp ce practic orice alt parametru de telefon se dubleaza intr-un an sau doi, este nevoie de un deceniu pentru a dubla performanta bateriei.

Exista eforturi continue pentru a imbunatati tehnologia bateriei (a se vedea: Incarcarea smartphone-urilor de maine), dar poate exista si o alta cale: recoltarea energiei din mediu.

Energia solara este de multa vreme si a fost incercata de multe ori cu telefoanele mobile, dar a esuat in mare parte din cauza inconvenientelor. Deoarece partea din fata a telefoanelor este aglomerata cu butoane, celulele fotovoltaice au fost in mare parte asezate pe spate – dar acest lucru a necesitat intoarcerea unui telefon cu susul in jos pentru a mentine bateria incarcata.

Dar forma telefonului inteligent modern, care elibereaza fata superioara, a schimbat toate acestea. Si o solutie potentiala este expusa la Mobile World Congress din aceasta saptamana, la Barcelona.

WYSIPS („Ceea ce vedeti este suprafata fotovoltaica”), asa cum se stie, este o gluma, potrivit Francis Robcis, director de vanzari pentru noul produs. „Pentru ca nu poti vedea”, explica el.

Si trebuie sa fie asa, deoarece WYSIPS are celule solare din siliciu incorporate pe ecranul mare al smartphone-ului.

„Intrati la birou si majoritatea oamenilor isi vor lasa telefoanele cu fata in sus”, spune Robcis. Astfel, atunci cand setul este inactiv, benzile mici de siliciu (prea mici pentru a fi vazute) sunt ocupate cu reincarcarea bateriei.

Provocarea a fost aceea de a integra fotovoltaica in ecran fara a diminua imaginea cu mai mult de 10% – o reducere ar trebui considerata acceptabila de utilizatori. Si pentru a-i permite sa stea alaturi de functia ecranului tactil. Daca sistemul decoleaza, viitorul ecran mobil ar putea deveni un loc ocupat.

Compania spera sa aiba o linie pilot care sa produca ecrane pana la sfarsitul anului, pentru a demonstra ca tehnologia este viabila.

Alimentarea cu lumina soarelui, desigur, este conventionala, chiar daca nu este familiara cu telefoanele mobile. La Universitatea din Washington, Seattle, fostul cercetator Intel, Joshua Smith, planifica ceva mult mai radical: alimentarea telefoanelor mobile – cu circularitate placuta – prin unde radio.

Laboratorul sau, finantat de gigantii tehnologici Intel si Google, a facut deja pasi mari. „Cele mai mari turnuri TV din SUA produc in jurul unui megawatt de energie”, explica Smith. „Suntem capabili sa ne exploatam seceratoarea de energie pana la 30 km de una si sa obtinem cantitati mici, dar utilizabile de energie.”

In esenta, recoltarea energiei radio necesita recablarea antenei telefonului pentru a extrage nu semnalul, ci puterea undei purtatoare. Si nu puteti transmite doar transmisii TV puternice. Recent, laboratorul lui Smith a reusit sa culeaga energie din catargele telefoanelor mobile.

Cantitatile disponibile sunt scazute in intervalul de microwati, deci nu sunt suficiente pentru a alimenta transmisiile vocale. Dar se poate acumula suficienta energie, spune Smith, pentru a trimite texte scurte sau doar pentru a prelungi durata de viata a bateriei.

„Ar fi suficient sa avem un standby perpetuu. Exemplul meu preferat este sa conduc in masina. Fiul meu joaca Angry Birds pe telefonul mobil si descarca complet bateria. Si apoi imi iau o cauciuca. Ar fi frumos daca as putea trimite un SMS de urgenta folosind aceasta energie ambientala. Si, bineinteles, in comparatie cu energia solara, ai putea face asta chiar si noaptea. ”

Toate acestea inseamna ca ritualul zilnic de reincarcare a telefonului dvs. ar putea fi in curand un lucru din trecut.   

Daca doriti sa comentati acest articol sau orice altceva pe care l-ati vazut pe viitor, accesati pagina noastra de Facebook sau trimiteti-ne un mesaj pe Twitter .