بررسی عوامل مؤثر بر عمر باتری

امروزه، عمر باتری یکی از معیارهای مهم در خرید گوشی محسوب می‌شود و بیشتر کاربران انتظار دارند عمر باتری گوشی آن‌ها حداقل یک روز باشد. در این مقاله، قصد داریم عمر باتری گوشی‌های جدید را بررسی و آن‌ها را با یکدیگر مقایسه کنیم.

بررسی و مقایسه‌ی عمر باتری گوشی‌ها براساس ظرفیت ذکرشده روی کاغذ و ارائه‌ی دیدگاه‌های مختلف درباره‌ی آن تنها براساس عدد ساده‌ترین کار است؛ اما چنین رویکردی باعث می‌شود افراد تصور کنند مثلا محصولی با باتری ۴۰۰۰ میلی‌آمپرساعتی عمر باتری زیادی دارد و درمقابل عمر باتری گوشی‌هایی مثل پیکسل 3a و آیفون اس ای با باتری کوچک، چندان زیاد نیست. چنین تصوری کاملا اشتباه است؛ زیرا ظرفیت میلی‌آمپرساعتی باتری گوشی‌ها به‌خودی‌خود فقط یک عدد است و اصلا نمی‌توان عمر باتری واقعی گوشی را تنها براساس این ظرفیت اعلام کرد.

عمر باتری مقوله‌ی بسیار پیچیده‌ای است و بسته به سخت‌افزار و نرم‌افزار گوشی‌ها، می‌تواند طیف بسیار گسترده‌ای داشته باشد. درادامه، به شما ثابت می‌کنیم چرا تنها نباید به ظرفیت میلی‌آمپرساعتی باتری گوشی‌تان توجه کنید.

تعریف میلی‌آمپرساعت

میلی‌آمپرساعت در فهرست مشخصات گوشی به‌صورت اختصاری به‌شکل mAh بیان می‌شود. واحد اندازه‌گیری میلی‌آمپرساعت برای تعیین میزان جریان الکترونیکی به‌کار می‌رود و برابر با تأمین یک میلی‌آمپر جریان پیوسته برای یک ساعت است (۳٫۶ کولن جریان)؛ بنابراین، باتری یک میلی‌آمپرساعتی می‌تواند یک میلی‌آمپر جریان برای یک ساعت و باتری ۱۰۰۰ میلی‌آمپرساعتی می‌تواند یک میلی‌‌آمپر جریان برای ۱۰۰۰ ساعت تأمین کند.

عمر باتری ۱۰۰۰ میلی‌آمپرساعتی که جریان ۲ میلی‌آمپری تأمین می‌کند، تنها ۵۰۰ ساعت است. البته واضح و مشخص است که هرگز عمر باتری گوشی صدها یا هزاران ساعت نیست؛ زیرا میزان مصرف برق تمام گوشی‌ها بسیار بیشتر از جریان یک میلی‌آمپر است و هرچه گوشی جریان بیشتری از باتری بکشد، عمر باتری کمتر می‌شود.

حتی اگر تمام شرایط یکسان باشد، بازهم به‌طورقطع نمی‌توان گفت ظرفیت بیشتر باتری به‌معنی عمر باتری بیشتر است؛ زیرا گوشی‌ها سخت‌افزارهای مختلفی دارند؛ به‌همین‌دلیل، مصرف باتری آن‌ها هم یکسان نیست؛ بنابراین، ممکن است مصرف گوشی دارای باتری بزرگ‌تر از گوشی دارای باتری کوچک‌تر ۱۰ یا ۲۰ یا حتی ۳۰ درصد بیشتر باشد.

به‌دلیل اینکه هر گوشی سخت‌افزار متفاوت و اختصاصی دارد، هیچ‌گاه دو گوشی شرایط کاملا یکسانی با یکدیگر ندارند؛ ازاین‌رو، به‌هیچ‌وجه نمی‌توان تنها با استناد به ظرفیت میلی‌آمپرساعتی درباره‌ی عمر باتری گوشی نظر داد.

مقایسه‌ی تأثیر ظرفیت میلی‌آمپرساعتی در عمر باتری

اجازه دهید قبل از اینکه بیشتر درباره‌ی عوامل مؤثر بر عمر باتری توضیح دهیم، نتایج چند آزمایش را بیان کنیم. این آزمایش‌ها با استفاده از بنچمارک Speed Test G انجام شده است. به‌دلیل اینکه در این آزمایش‌ها گوشی‌ها در شرایط بسیار سختی بررسی شده‌اند، نتایج آن منبع مطمئنی برای اطلاع از حداقل عمر باتری گوشی‌ها در زمان استفاده از آن‌ها محسوب می‌شود. نتایج این آزمایش براساس ظرفیت صعودی باتری‌ها مرتب شده‌اند.

همان‌طورکه در نمودار بالا می‌بینید، روند مشخصی در نتایج دیده نمی‌شود و برخلاف انتظار افزایش تدریجی ظرفیت باتری گوشی‌ها تأثیری بر افزایش عمر باتری آن‌ها نگذاشته است. گوشی‌های مجهز‌ به باتری ۵ و ۶ هزار میلی‌آمپری از سایر گوشی‌ها عمر باتری بیشتری دارند؛ اما بیشترین عمر باتری متعلق به گوشی پیکسل 3a ایکس ال با باتری ۳،۷۰۰ میلی‌آمپری است. مشخصات این گوشی درمقایسه‌با سایر گوشی‌ها در سطح پایین‌تری قرار دارد؛ اما، ظرفیت کمتر باتری لزوما به‌معنای عمر کمتر نیست. درضمن اگر به نمودار دقت کنید، متوجه می‌شوید تفاوت عمر باتری گوشی پیکسل 4 ایکس ال با باتری ۳،۷۰۰ میلی‌آمپرساعتی تنها چند دقیقه از عمر باتری گوشی زنفون 6 ایسوس با باتری ۵،۰۰۰ میلی‌آمپرساعتی کمتر است؛ بنابراین، با قطعیت می‌توان گفت ظرفیت بیشتر یا کمتر باتری به‌هیچ‌وجه به‌معنی عمر بیشتر یا کمتر نیست.

براساس نتایج این آزمایش‌ها، می‌توان گفت عمر باتری بسیاری از گوشی‌ها در شرایط بسیار سخت بین ۳٫۵ تا ۴ ساعت است و شاید این موضوع مهم‌ترین نتیجه‌ی این آزمایش باشد. همچنین، به‌نظر می‌رسد این مدت برای بسیاری از سازندگان گوشی میزان مطلوبی محسوب می‌شود و به‌دنبال دستیابی به چنین سطحی هستند؛ البته مسئولان این شرکت‌ها معمولا می‌خواهند زمانی‌که گوشی زیرفشار بیشتری است، این میزان حفظ شود و کاهش پیدا نکند. در این آزمایش‌ها، مشخص شد بین ظرفیت باتری و عمر آن رابطه‌ی مستقیی وجود ندارد.

طبق نتایج این آزمایش، عمر باتری گوشی گوگل پیکسل 4 با باتری ۲،۸۰۰ میلی‌آمپرساعتی و گلکسی اس 20 مدل اگزینوس با باتری ۴،۰۰۰ میلی‌آمپرساعتی و وان پلاس ۸ پرو با باتری ۴،۵۱۰ میلی‌آمپرساعتی، تنها چند دقیقه با یکدیگر تفاوت دارند. بدون تردید تفاوت بین مشخصات سخت‌افزاری و ویژگی‌های نرم‌افزاری عمر باتری گوشی‌های مختلف را متفاوت می‌کند؛ اما منظور از این تفاوت‌ها چیست؟

نقش سخت‌افزار در عمر باتری

طبیعتا باتری نیروی تمام سخت‌افزارهای گوشی را تأمین می‌کند و از پردازنده گرفته تا صفحه‌نمایش و هریک از سخت‌افزارها مصرف متفاوتی دارد. به‌عنوان ‌مثال، پردازنده‌های رده‌پایین یا میان‌رده درمقایسه‌با سخت‌افزارهای استفاده‌شده در گوشی‌های پرچم‌دار نیروی کمتری مصرف می‌کنند. بدون تردید هرچه قدرت پردازنده بیشتر باشد، مصرف آن نیز به همان اندازه بیشتر است؛ به‌همین‌دلیل، عمر باتری گوشی‌های میان‌رده و ارزان‌قیمت از گوشی‌های پرچم‌دار با هر اندازه‌ی ظرفیت باتری بیشتر است. باوجوداین همان‌طورکه در نمودار بالا می‌بینید، مصرف باتری گوشی‌های پرچم‌دار نیز با یکدیگر تفاوت دارد. به‌عنوان مثال، مصرف باتری گلکسی اس ۲۰ مجهز به پردازنده‌ی اگزینوس با مدل مجهز به پردازنده‌ی اسنپدراگون متفاوت است. سازندگان نیز می‌توانند قدرت پردازنده‌ها را کاهش یا افزایش دهند یا می‌توانند زمان‌بندی پردازش پردازنده (زمان‌بندی انجام پردازش‌های مختلف برای افزایش سرعت و کارایی سیستم) را تغییر دهند تا به عملکرد و قدرت مدنظرشان دست یابند. 

برخی از ویژگی‌های سخت‌افزاری دیگر نیز می‌توانند باعث افزایش مصرف باتری شوند. سیستم راداری سولی (Soli) در گوگل پیکسل 4، یکی از نمونه‌های بارز این ویژگی‌ها محسوب می‌شود و باعث شده است مصرف باتری این گوشی از گوشی‌های فاقد این ویژگی به میزان بسیار زیادی افزایش پیدا کند. برخورداری از دوربین ToF برای فوکوس بهتر و بلندگوهای استریو قوی و صفحه‌نمایش 4K نیز می‌توانند مصرف باتری گوشی‌ها را نیز افزایش دهند. شارژ وسایل جانبی کم‌مصرفی مثل قلم دیجیتالی اس پن در گوشی‌های گلکسی نوت سامسونگ نیز در افزایش مصرف باتری نقش دارند. اگرچه این ویژگی‌های سخت‌افزاری خاص گوشی‌ها را منحصر‌به‌فرد می‌کنند، هر چیزی قیمتی دارد. البته سازندگان گوشی همیشه سعی می‌‌کنند بین قدرت و مصرف انرژی زیاد و افزایش عمر باتری تا یک روز و هزینه‌ها توازن ایجاد کنند.

نرخ نوسازی سریع‌تر در صفحه‌نمایش گوشی‌های مدرن نیز نقش مهمی در افزایش مصرف باتری دارد؛ به‌همین‌‌دلیل، برخلاف اینکه برخی از گوشی‌ها مثل اعضای خانواده‌ی گلکسی اس توانایی پشتیبانی از صفحه‌نمایش ۱۲۰ هرتز را دارند، بازهم با صفحه‌نمایش ۶۰ هرتز عرضه شده‌اند. حالت ۹۰ هرتز صفحه‌نمایش پیکسل 4 متناسب با روشنایی صفحه‌نمایش فعال یا غیرفعال می‌شود تا مصرف باتری کاهش یابد (نرخ نوسازی با افزایش میزان روشنایی کاهش می‌یابد). به‌طورکلی، هرچه نرخ نوسازی سریع‌تر شود، مصرف باتری صفحه‌نمایش و پردازنده‌ی گوشی افزایش می‌یابد.

این موضوع درباره‌ی برخی از گوشی‌های دیگر نیز صدق می‌کند. به‌عنوان مثال، عمر باتری ۴،۳۰۰ میلی‌آمپرساعتی وان پلاس 8 با صفحه‌نمایش ۹۰ هرتزی بیشتر از عمر باتری ۴،۵۱۰ میلی‌آمپرساعتی وان‌پلاس 8 پرو با صفحه‌نمایش ۱۲۰ هرتزی است. این دو گوشی مشخصات تقریبا یکسانی دارند و این موضوع نقش مهم نرخ نوسازی در عمر باتری را برجسته‌تر می‌کند.

عمر باتری گوشی فقط به سخت‌افزار بستگی ندارد و نرم‌افزار مناسب نیز می‌تواند با توقف فعالیت اپلیکیشن‌های در حال اجرای پس‌زمینه‌ی سیستم‌عامل مصرف پردازنده را کاهش دهند و مانع افزایش فعالیت آن شوند. برای ‌مثال، رابط کاربری EMUI درمقایسه‌با رابط کاربری One UI درزمینه‌ی مدیریت مصرف باتری اصلا عملکرد خوبی ندارد.

اینترنت 5G؛ بلای جان باتری

استفاده از اینترنت 5G یکی دیگر از عوامل بسیار تأثیرگذار در افزایش مصرف باتری است. مودم‌های 5G و تجهیزات رادیویی طراحی‌شده برای استفاده از جدیدترین نسل اینترنت از تجهیزات 4G مصرف بیشتری دارد؛ بنابراین، چنانچه از شبکه 5G استفاده کنید، طبیعتا مصرف باتری افزایش پیدا می‌کند. درضمن به‌دلیل اینکه مصرف مودم‌ها و تراشه‌های متفاوت 5G یکسان نیست، نمی‌توان درباره‌ی میزان مصرف این تجهیزات با قاطعیت نظر داد.

مصرف باتری گوشی‌های دارای تراشه‌های میان‌رده‌ی مجهز به مودم‌های 5G مانند اگزینوس ۹۸۰ و اسنپدراگون ۷۶۵ از گوشی‌های پرچم‌دار مجهز به مودم اکسترنال کمی کمتر است. شاید یکی از دلایل استفاده‌نکردن از پردازنده‌ی پرمصرف اسنپدراگون ۸۶۵ در گوشی‌های ولوت ال‌جی و پیکسل 5 همین موضوع باشد. اگرچه حداکثر سرعت پردازنده‌های میان‌رده کمتر از پردازنده‌های پرچم‌دار است، درمقابل مصرف کمتری دارند.

حرکت به‌سمت استفاده از شبکه‌ی 5G ضرورت استفاده از باتری‌های بزرگ‌تر را بیشتر می‌کند؛ البته چه بخواهید گوشی 5G بخرید و چه بخواهید هنوزهم از گوشی 4G استفاده کنید، ظرفیت بیشتر باتری عامل مهمی محسوب می‌شود. اگر هنوزهم به استفاده از اینترنت 4G تمایل دارید، چندان نباید نگران کاهش عمر باتری گوشی‌تان باشید. طبق گفته‌ی لو وی‌بینگ، ‌سرپرست ردمی، مصرف باتری گوشی‌های 5G حداقل ۲۰ درصد بیشتر از گوشی‌های 4G است؛ بنابراین، ظرفیت باتری گوشی‌های 5G باید ۲۰ درصد بیشتر از گوشی‌های 4G باشد تا عمر باتری آن‌ها با گوشی‌های نسل قبل یکسان شود

تلاش برای دستیابی به بهترین عمر باتری

ساخت گوشی هوشمندی که عمر باتری آن حداقل یک روز باشد، تنها با استفاده ‌از باتری بزرگ با بیشترین ظرفیت ممکن امکان‌پذیر نیست و سازندگان باید بین هزینه و فضا و سخت‌افزار مدنظرشان توازن مناسب را ایجاد کنند. هرچه گوشی ویژگی‌های بیشتری داشته باشد، ایجاد این توازن دشوارتر می‌شود. بیشتر سازندگان تلاش می‌کنند توازن بین سخت‌افزار و ظرفیت باتری به‌گونه‌ای باشد که کاربران بتوانند با هربار شارژ گوشی به‌صورت متوسط یک روز کامل از آن استفاده کند و در برخی مواقع، برای دستیابی به چنین هدفی استفاده از باتری بزرگ ضروری نیست.

همان‌طورکه قبلا گفتیم، نتیجه‌ی آزمایش عمر باتری نشان داد در شرایط سخت ارتباط مستقیمی بین ظرفیت باتری و عمر باتری وجود ندارد؛ زیرا عوامل مختلفی می‌توانند عمر باتری را تحت‌تأثیر قرار دهند. باتری بزرگ‌تر نیروی بیشتری برای گوشی تأمین می‌کند؛ ولی درمقابل، استفاده از سخت‌افزارهای مختلف نقش مهمی در تغییر عمر باتری ایفا می‌کند.

به‌طورکلی، سازندگان تلاش می‌کنند گوشی‌های میان‌رده مثل پیکسل 3a با مصرف نیروی کمتر را با باتری کوچک‌تر عرضه کنند و عمر باتری آن‌ها حداقل یک روز باشد؛ اما درمقابل در گوشی‌های پرچم‌دار از باتری‌های بزرگ‌تر استفاده می‌کنند (معمولا خود گوشی‌های پرچم‌دار نیز درمقایسه‌با سایر گوشی‌ها هم بزرگ‌تر هستند) تا نیروی موردنیاز آن‌ها برای فناوری‌ها و ویژگی‌های پرمصرفی مثل اینترنت 5G و صفحه‌نمایش‌هایی با نرخ نوسازی تصویر چشمگیر و قدرت لازم برای اجرای بازی‌های سنگین به‌صورت کامل تأمین شود.

البته نحوه‌ی استفاده از گوشی هم تأثیر زیادی بر عمر باتری می‌گذارد. بدون تردید اگر از گوشی‌تان فقط برای انجام کارهایی مثل وب‌گردی استفاده می‌کنید، عمر باتری آن درمقایسه‌با زمانی‌ بیشتر خواهد بود که دائما مشغول بازی هستید.