強化行動設備續航力 打造美好使用體驗

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Intel的第五代筆電CPU，影片觀賞時間較前代延長1.5小時。Intel

在電池技術還沒有出現大突破之前，行動裝置無可避免需對電力使用錙銖比較。針對行動裝置的電力考量，可以從「開源」及「節流」這兩面著手。「節流」方面，低功耗元件已成為手機等行動裝置的優先選擇；「開源」方面，除了是指使用更強大的電池外，在充電技術上力求改進，例如快速充電2.0技術的現身，也是改善行動裝置使用者體驗的重點方向之一。

瞄準行動裝置市場的元件業者，在產品開發上強調的就是功耗要一代比一代更低。這樣的要求對於多核心處理器而言是非常嚴苛的要求，但是相關業者也是迭有精彩表現。以英特爾而言，該公司於去年(2014)第三季所發表的14奈米產品——全新Core M行動處理器，它的熱設計功耗僅有4.5瓦，較前代Y系列處理器的11.5瓦有著明顯改善，熱設計功耗降低了6成之多。

行動處理器訴求  低功耗重於強性能

Core M的低功耗特性相當適合打造無風扇設計及小尺寸2合1設計的產品。Core M中的「M」這個字母就代表著Mobility，而就如英特爾總裁Brian Krzanich曾經強調，Core M 的亮點不在於「強性能」，而是在於「低功耗」。再者，在今年(2015)年初CES展中，Intel再接再厲發表的17款新一代筆記型電腦CPU，電池續航力也再次進化，影片觀賞可較前代延長1.5小時的電池使用時間。

這17款CPU中，有14款是第5代Core處理器，另3款是Pentium/Celeron處理器。根據業界觀察，認為Intel對於筆電平臺的重視程度已大為上升，這些產品都是超低電壓的筆電型產品，從i7、i5、i3到Pentium與Celeron皆有。值得注意的是，這些CPU皆是以熱設計功耗(TDP) 15/28瓦的U系列處理器為主。以最新一代的Core i5-5300U處理器與4年前推出的第一代Core處理器i5-520UM相較，前者的電池續航力有2倍的成長。

基本上，第5代Core處理器是用於All-in-One PC、迷你桌上型PC、筆電工作站、電競筆電、傳統筆電，以及尺寸大於13.3吋的可拆卸式2合1設計筆電等，至於Core M處理器則適用於純平板、極輕薄筆電、以及大小尺寸的可拆卸式2合1設計筆電。

低功耗管理技術  延長電池壽命

此外，聯發科技推出用於智慧型手機的MediaTek Helio X20則強調超低功耗管理技術。MediaTek Helio X20是全球首款配備三叢集運算(Tri-Cluster)中央處理(CPU)架構及十核心處理器的系統單晶片解決方案。

聯發科指出，今日的行動裝備被要求能夠處理更多樣的行動應用及功能，而每種應用對於手機的運算效能與功耗需求皆不同。舉例來說，線上遊戲需要穩定的超高運算能力；影像處理或是手機錄影則需瞬間耗費大量電力；至於網頁瀏覽或是播放音樂等其他類型應用，則相對要求較低的運算能力與功耗。因此，手機晶片有能力快速根據不同輕重的任務配備最適當的運算效能，並同時延長電池壽命。

然而，大多數高階智慧型手機所採用的兩叢集(Dual Cluster)處理器架構，因為只有兩組核心群的配置，限制了依照不同輕重任務來調整核心處理器配置的運算精細度，讓行動裝置在高效能與低功耗之間的搭配無法達到最佳化。而Helio X20採用的Tri-Cluster中央處理器架構，則能提供三個叢集處理器，專為處理行動裝置中各種高度、中度及輕度負載工作項目所設計。

Tri-Cluster架構包含兩顆ARM Cortex-A72核心所組成的單架構(以2.5GHz工作頻率運作，提供極致性能)；以及內含四顆ARM Cortex-A53核心的雙架構，其中一個架構負責中等負載任務，以2.0GHz頻率運作；另一個則負責執行輕度負載任務，在1.4GHz頻率運作。

把核心劃分為三層架構，如此可更有效地分配工作，達到更理想的性能表現，同時延長電池壽命。據了解，Tri-Cluster架構比以往傳統雙叢集架構處理器減少了高達30%的功耗。聯發科技Helio X20將在今年第三季送樣，搭載此晶片的智慧型手機預計在2015年底上市。

除了在低功耗設計方面精益求精外，行動設備的快速充電技術也是許多廠商致力的目標。所謂的快速充電，就是讓更大的電流可以在接收到手機端的訊息後，迅速通過並開始充電。

快速充電崛起  品牌手機紛紛支援

近來，隨著大螢幕尺寸手機日趨普及，加上高通Quick Charge及聯發科Pump Express等快速充電規格已升級至第二版後，提供給消費者更佳的使用者體驗，因此品牌手機業者紛紛推出支援快速充電規格的手機產品，甚至在大陸手機產業鏈也計劃跟進後，手機快速充電成為智慧型手機標配已是可以期待。

手機快速充電規格目前主要有兩大陣營，分別為高通的Quick Charge以及聯發科的Pump Express。就目前的聲勢來看，以高通的Quick Charge快速充電技術較受品牌手機業者青睞。過去，高通Quick Charge 1.0技術最高支援10W的充電功率，也就是在5V的充電電壓下，充電電流可以達到2A，而Quick Charge 2.0的大充電功率進一步增加到了36W，透過支援5V、9V和12V三種電壓及最大3A充電電流，可以快速將電池充滿，大大縮短了充電時間。

基本上，快速充電要發揮功效，必須要使手機端與充電設備達成快速充電協議才能運作，因此以Quick Charge 2.0的支援為例，除了行動裝置必須支援Quick Charge 2.0規格外，還需有一台可以支援Quick Charge 2.0的高電壓(9V或12V)充電器，才能達到最高3A的充電電流。

目前許多智慧型手機皆已支援快速充電，例如HTC推出支援Qualcomm Quick Charge 2.0的最新快速充電器HTC Rapid Charger 2.0，包括One系列及Desire Eye手機都支援更快速的充電規格。根據HTC官方數據指稱，這些手機使用15W充電器的充電速度將能提升40%，可以在30分鐘之內充滿60%電量。另外，三星的「閃電快充」可以在短短10分鐘充電後就獲得使用4小時的電量，Motorola的Droid Turbo甚至只要充電15分鐘就能使用8小時。

就現階段而言，高通Quick Charge的手機快充規格較為普及，但聯發科的Pump Express快速充電規格也是動作積極，預估在2015年下半可望跟上主流市場。而隨著手機業者支援快速充電的意願愈來越高，相關晶片業者，包括德儀(TI)、Fairchild、PI(Power Intergration)、Dialog、昂寶、通嘉及大陸類比IC供應商等，皆可望在這波手機充電器換機潮中享有商機。

釜底抽薪  電池技術尋求突破

隨著行動裝置的使用越來越普及，使用者對於電池續航力的要求越來越嚴苛。因此除了上述的低功耗及快速充電技術外，釜底抽薪之計還在於電池技術的突破，這也是許多業者著力之處。

例如戴森(Dyson)近日與密西根大學獨立出來的新創企業Sakti3簽訂共同研發協議，戴森投資1,500萬美元，目標是將Sakti3固態電池技術商品化。Sakti3指稱其固態電池可儲存超過每公升1,000千瓦小時的電量，是傳統鋰離子電池每公升620千瓦小時的2倍左右，可讓行動裝置的電池壽命延長一倍。隨著越來越多廠商有志於此，電池技術的突破並非不可能，而在低功耗及快速充電等技術的相輔相成下，行動裝置的使用者體驗將更為美好。