سال ۲۰۲۴ فرا رسیده و همچنان باتری گوشی‌های هوشمند یک روز کامل دوام نمی‌آورد: دلایل این مشکل چیست؟

گوشی‌های هوشمند طی سال‌ها به شدت پیشرفت کرده‌اند؛ از پردازنده‌های بسیار قدرتمند و نمایشگرهای چشم‌نواز گرفته تا دوربین‌های شگفت‌انگیز. با این حال، در یک زمینه هنوز ضعف دارند و آن هم عمر باتری است.

چرا پس از این همه سال، گوشی‌های هوشمند همچنان قادر نیستند یک روز کامل دوام بیاورند؟ در ادامه به دلایل این مسئله پرداخته می‌شود.

فناوری باتری به اندازه‌ای که انتظار می‌رفت پیشرفت نکرده است

با وجود تمام پیشرفت‌های تکنولوژیک در سال ۲۰۲۴، همچنان از باتری‌های لیتیوم-یون استفاده می‌شود، که فناوری‌ای قدیمی و متعلق به چندین دهه قبل است. در حالی که تراکم انرژی (مقدار انرژی‌ای که یک باتری می‌تواند نسبت به اندازه‌اش ذخیره کند) هر سال حدود ۵ تا ۸ درصد بهبود یافته است، اما در واقعیت تأثیر آن در عمر باتری گوشی‌ها چندان مشهود نیست، زیرا نیازهای انرژی گوشی‌های هوشمند به سرعت بیشتری رشد کرده‌اند.

از طرفی، باتری‌های لیتیوم-یون به سقف نظری تراکم انرژی خود نزدیک شده‌اند، به این معنی که ما تنها می‌توانیم بهینه‌سازی‌های محدودی در این فناوری اعمال کنیم. البته جایگزین‌هایی مثل باتری‌های گرافن و باتری‌های حالت‌جامد نیز وجود دارند که عمر باتری را می‌توانند حداقل ۲ تا ۳ برابر افزایش دهند، اما هزینه تولید آن‌ها بسیار بالاتر از باتری‌های لیتیوم-یون است. به همین دلیل، هنوز در گوشی‌های هوشمند به صورت گسترده از این نوع باتری‌ها استفاده نمی‌شود، به‌ویژه زمانی که تولیدکنندگان گوشی به دنبال کاهش هزینه‌ها هستند.

افزایش قدرت و قابلیت گوشی‌های هوشمند

پردازنده‌های گوشی‌های هوشمند به‌طور تصاعدی نسبت به ده سال پیش قوی‌تر و کارآمدتر شده‌اند. این تراشه‌های کوچک امروزه قادرند کارهای بسیار پیچیده‌ای را انجام دهند؛ از محاسبات بلادرنگ هوش مصنوعی گرفته تا گرافیک‌های در سطح کنسول‌های بازی و حتی ویرایش ویدئوهای 8K، که قبلاً تنها رایانه‌های گیمینگ پرقدرت می‌توانستند این کارها را انجام دهند.

نمونه‌هایی از این تراشه‌های قدرتمند شامل A18 اپل و Snapdragon 8 Gen 3 کوالکام هستند که چندین مؤلفه را از جمله پردازنده مرکزی، پردازنده گرافیکی، پردازنده‌های هوش مصنوعی و مودم‌های 5G در یک تراشه واحد ادغام کرده‌اند. این ادغام مؤلفه‌ها اگرچه باعث افزایش کارایی می‌شود، اما نیاز به انرژی بیشتری دارد و این افزایش تقاضای انرژی باعث کاهش عمر باتری می‌شود.

از سوی دیگر، نرم‌افزارها و سیستم‌عامل‌ها نیز روزبه‌روز پیچیده‌تر و سنگین‌تر می‌شوند. با گذشت زمان، اپلیکیشن‌ها بزرگ‌تر شده‌اند و به قدرت پردازش بیشتری نیاز دارند. هر اپلیکیشن جدید به طور گسترده‌ای از هوش مصنوعی بهره می‌برد. علاوه بر این، فرآیندهای پس‌زمینه نظیر همگام‌سازی، اعلان‌ها و ردیابی موقعیت جغرافیایی نیز به‌طور مداوم باتری را تخلیه می‌کنند.

به عنوان مثال، اپلیکیشن‌هایی مانند واتساپ و اینستاگرام با ویژگی‌های فراوانی همراه هستند که بسیاری از کاربران حتی از آن‌ها مطلع نیستند یا به ندرت از آن‌ها استفاده می‌کنند. این اپلیکیشن‌ها به‌نوعی دچار اضافه‌بار ویژگی شده‌اند؛ یعنی تعداد زیادی ویژگی در لایه‌های مختلف پنهان است که ممکن است برای بیشتر کاربران بلااستفاده بماند. این مسئله تنها محدود به این دو اپلیکیشن نیست، بلکه شامل اکثر اپلیکیشن‌های مدرن دیگر نیز می‌شود.

نمایشگرهای روشن‌تر و نرخ نوسازی بالاتر

نمایشگرهای گوشی‌های هوشمند در سال‌های اخیر به‌طور قابل‌توجهی بهبود یافته‌اند. اکنون می‌توان از نمایشگرهای بزرگ‌تر، روشن‌تر و با تراکم پیکسلی بیشتر بهره برد. همچنین، نرخ نوسازی نمایشگرها نیز از ۶۰ هرتز به ۱۲۰ هرتز و حتی در برخی دستگاه‌ها به ۱۶۵ هرتز افزایش یافته است.

اما این پیشرفت‌ها هزینه خود را دارند. نرخ نوسازی بالا و تراکم پیکسلی بیشتر انرژی بیشتری مصرف می‌کنند. به عنوان مثال، یک نمایشگر ۱۲۰ هرتزی در هر ثانیه ۱۲۰ بار بازخوانی می‌شود که این موضوع به‌طور مستقیم منجر به افزایش مصرف انرژی نمایشگر و افزایش فشار بر پردازنده می‌شود تا فریم‌های بیشتری را پردازش کند. این مسئله در نمایشگرهای با رزولوشن بالا نیز صادق است؛ نمایشگرهایی که برای هر پیکسل بیشتر به انرژی بیشتری نیاز دارند.

علاوه بر این، اکنون گوشی‌های تاشو با چندین نمایشگر نیز عرضه می‌شوند که این موضوع نیز فشار بیشتری بر باتری وارد می‌کند. گوشی‌های تاشو، در حالی که از نظر طراحی بسیار جذاب و کاربردی هستند و بین اندازه نمایشگر و قابلیت حمل تعادل خوبی ایجاد می‌کنند، اما تأثیر غیرقابل‌انکاری بر عمر باتری دارند.

دوربین‌های چندلنزی

اگر بخواهیم به نقطه‌ای از پیشرفت گوشی‌های هوشمند اشاره کنیم که واقعاً چشمگیر بوده، دوربین‌ها هستند. کیفیت تصویری که گوشی‌های هوشمند امروزه ارائه می‌دهند به قدری بالا رفته که در بسیاری از مواقع دیگر نیازی به دوربین‌های حرفه‌ای و حجیم DSLR احساس نمی‌شود.

این پیشرفت به دو دلیل اصلی است: استفاده از لنزهای چندگانه و پیشرفت‌های پردازش تصویر.

تقریباً همه گوشی‌های هوشمند مدرن حداقل دو لنز دارند و در برخی موارد تا پنج لنز مختلف از جمله تله‌فوتو، ماکرو و واید را در خود جای داده‌اند. اما این لنزهای متعدد انرژی بسیار بیشتری نسبت به یک لنز ساده مصرف می‌کنند.

علاوه بر این، هر تصویری که ثبت می‌شود، قبل از ارائه نتیجه نهایی، مراحل متعددی از پیش‌پردازش مانند اصلاح لنز و کاهش نویز و همچنین مراحل پس‌پردازش نظیر HDR، تنظیم روشنایی و کنتراست را طی می‌کند. این فرآیندها فشار زیادی بر پردازنده وارد می‌کنند و این امر نیز باعث کاهش عمر باتری می‌شود.

احتمالاً متوجه شده‌اید که وقتی در حال عکاسی با گوشی هستید، دستگاه شما گرم می‌شود. دلیل آن همین پردازش‌های سنگین و مداومی است که برای تولید هر تصویر انجام می‌شود.

با وجود تمام پیشرفت‌های چشمگیری که در عرصه گوشی‌های هوشمند رخ داده است، مسئله عمر باتری همچنان یک چالش بزرگ باقی مانده است. افزایش قدرت پردازشی، نمایشگرهای پیشرفته، دوربین‌های چندگانه و نرم‌افزارهای پیچیده، همه و همه فشار بیشتری بر باتری‌های لیتیوم-یونی وارد می‌کنند که به مرزهای فنی خود نزدیک شده‌اند. اگرچه تلاش‌هایی برای توسعه فناوری‌های جایگزین انجام شده، اما تا زمانی که این فناوری‌ها به‌صورت گسترده و مقرون‌به‌صرفه در دسترس قرار گیرند، کاربران همچنان با مشکل دوام باتری گوشی‌های خود مواجه خواهند بود.