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　　【PConline 杂谈】今年来智能手机的更新换代越来越快，性能也越来越强。除了功能性大大丰富以满足人们越来越多的需求之外，也额外带来了一个问题，就是“热”。“热”虽然看上去只是稍微影响用户体验，但是一旦控制不好变成了“烫”的话，这样对于手机使用者来说就感觉非常不好了，笔者今天就常见的手机热功耗控制方法来聊聊。

常见手机热功耗控制方法盘点

手机会为什么会发热？

　　一般手机的主要热源有这么三个：手机SoC上的AP部分、BP部分（有可能为独立而非集成）以及最后的充电模块。

什么是AP和BP？

　　AP的全称是Application Processor，中文翻译为“应用处理器”。主要负责执行操作系统、用户界面以及应用程序等的处理需求。而BP的全称是Baseband Processor，中文翻译为“基带处理器”（也就是我们常说的基带芯片），主要负责处理射频信号的调制发射和解码接收。

　　一般现在的高通、MTK以及华为，均会把AP与BP集成在一个SoC上面进行出售；但也有苹果A8这样仅包含AP部分，而BP则采用高通解决方案的厂家存在。总之我们可以认为AP就是SoC“减去”BP而留下来的那部分，其中包括了CPU、GPU还有一些ISP、DSP之类的处理核心。

　　AP部分发热主要是因为长时间、高负载的应用运行（比如说拍照、大型游戏等）；而BP部分发热则主要是长时间或大功率的网络负载（如弱信号时手机会自动加大发射功率）；至于充电模块自然就是因为充电过程中热阻产生的热量了。

如何解决手机发热的问题？

　　目前解决手机发热的方法主要有三种，效果从强到弱分别是：硬件工艺与架构升级＞系统底层优化＞手机模具设计。

　　由于发热从根本上看就是“功耗”的另一种说法，所以前两种解决方法都是从功耗着手的优化思路。而手机模具设计主要是从用户体验的方面着手，寻找如何将热量引导出手机外但又不让用户明显感知的优化思路。确切得说前两种应该称之为“热功耗控制方法”，而后一种则应该称之为“手机散热方法”。

常见的热功耗控制方法

　　●硬件工艺提升

　　经常浏览我站的朋友应该都看到过这样的说明：“该CPU采用了最新的XXnm技术，降低了XX%的功耗，提升了XX%的性能”。这对很多人来说已经成为了常识，但是为什么提升工艺水平可以让功耗降低，性能提升呢？

更先进的工艺能够在有限体积内放入更多晶体管

　　主要原因是硅的发热密度是固定的，所以芯片的功耗在一定程度上与所用硅材料的体积成正比。工艺从32nm提升到28nm，就能够在较小的芯片Die面积内（意味着所用硅材料体积变少）放入原来相同的晶体管数量了，这也就让芯片的发热量下降，故功耗也就降低了。而一般工艺的升级也同时伴随着晶体管数量的增多，只是这个增多一般抵消不了工艺升级所带来的优势，所以晶体管数量即便增多提高了性能，功耗也还是能够降低。

　　提升工艺水平来降低功耗的方法可说是最为粗暴有效的，只是这种技术一般都控制在英特尔、三星、还有台积电等上游行业巨头的手中。即便是苹果想要使用这种方法，也要寻找上游厂家来合作，所以门槛还是非常高的。

　　●硬件架构升级

　　与芯片生产工艺相比，硬件架构的优化就相对而言稍微亲民一些了。目前手机业界一般采用的都是ARM架构的CPU核心，但ARM的架构也在随着时间的推移在不断更新，手机厂商也可以根据需要在各类IP核与指令集之间进行选择。只是这种选择只有少部分厂商有能力去做，而大部分厂商只能够采购类似高通\MTK这类公司出产的成品了。

　　目前ARM在市场上出现的IP核授权主要有以下几种，分别对应高能效比、平衡以及高性能。

　　其中A7、A9与A15相对来说发布较早，市面上成熟的产品较多；而A53、A17和A57则是较新的架构了，目前市面上的产品数量不多。从原则上来讲，架构越新自然是越先进，功耗与性能也自然有了一定的提升。当然这是标准的ARM核心，至于高通的骁龙800与苹果的A8都是采用的自家修改过的架构，那整体自然会比标准核心的性能指标更上一层楼。

Cortex-A50结构有高性能与高能效比两条路线

　　但如果从降低功耗的角度来看的话，那么Cortex-A7与Cortex-A53必然是首选。因为ARM设计的CPU都是采用的精简指令集（与之相对的是Intel采用的是“复杂指令集”），该指令集主打特性的就是高能效比，所以这两款核心可以说是ARM代表性的产品了。不过高能效比虽然能够降低一定发热量，那在性能上就会有一定妥协，所以也要权衡来考虑了。

　　●系统底层优化

　　以上两种优化思路虽然效果都很好，不过门槛也非常高，没有技术积累的厂商一般是没什么办法。但是系统底层优化有很大一部分是能够现成拿来用的，所以相对来说比较好实现。

　　底层优化一般有两种思路，一种是从核心调用的方式入手（偏硬件）；另外一种则是从应用调用的方式入手（偏软件）。

　　目前采用第一种思路的方法主要有以下两种：大小核切换动态调用技术（big.LITTLE)和协处理器技术（Sensor Hub）。

　　big.LITTLE技术可以使得厂家在一定范围内将ARM高能效比与高性能核心组合起来搭配使用，在不同任务负载下分配不同的核心以适配需求。这种技术的重点在于动态调度的算法到底高不高效，目前来看高通Krait核心就具备自己定制的调度算法，同样的做法也出现在华为、三星和MTK的处理器上面。

大小核协同工作能够一定程度上兼顾性能与功耗

　　Sensor Hub技术则设计了一个低功耗的核心去专门处理智能手机的传感器信息，相比原来调用CPU来处理更加高效，功耗也更低。其实这种做法与此前专门设计一个DSP去处理数字信号或ISP去处理图像信号没什么区别。对这种高频率、并不需要什么复杂处理需求的任务来说，根本不需要“麻烦”CPU，一个构造简单的协处理器反而简单高效。

Sensor Hub能够单独处理传感器信息

　　而采用第二种思路的方法各大系统都有：比如iOS系统的四种后台机制就分别满足了不同的应用需求，以避免造成不必要的功耗浪费。而Android也在最新的棒棒糖系统中加入了job scheduler API，规范了后台调用程序的时长与频率，也能够节省下很多不必要的功耗，自然手机也就不热了。