2021年末到2022年初,除了高通骁龙8 Gen 1成为数码爱好者茶余饭后的谈资外,LTPO这个相对陌生的“词儿”也被屡屡搬上台面,除了在极客爱好者中有足够的声量,年末的几场发布会上,手机品牌甚至用和性能均等的篇幅来讲这个技术。
台上是厂商们意气风发宣传自家采用LTPO技术后,能够手机带来哪些“省电”优势。
台下是消费者依旧会面对使用安卓手机时,出现的各种费电、卡顿以及续航时间问题。
LTPO,就是在保持屏幕高刷新的同时通过“自适应”刷新帧率来降低不必要功耗,以致达到省电目的。
但,理想很丰满,现实很骨感。
一方面,手机厂商针对第三方APP软件调度不同,如果利用LTPO特性做好了软件调度,的确能够让手机在特定场景下减少一些功耗损失;但如果做不好,不仅费电还会增加视觉割裂感,相当于一把双刃剑。
此外如果想完美适配第三方APP,厂商就需要耗费巨大精力,毕竟常用软件数量基数巨大,每款软件的特性又不一样,哪里需要降低帧率,哪里需要维持高刷新,二级三级切换界面帧率如何切换割裂感最小等等,都是需要进行深度适配的。
而另一方面,对于耗电大户,需要维持高刷新帧率的游戏场景而言,LTPO能发挥的就十分有限了。
为何各个手机终端厂商还能把LTPO当作宝贝一样进行疯狂宣传,甚至LTPO都还没成为手机标配,LTPO 2.0就来了,似乎不用LTPO,就不够旗舰手机标准。
- LTPO究竟神器在哪儿?
对屏显技术感兴趣的用户,应该对目前主流的屏幕材质不陌生,目前主流屏幕材质为OLED与LCD,这两种屏幕应用在手机终端上各有优劣。
而不管是LCD还是OLED,各个手机终端厂商都早已把屏幕刷新作为主要卖点,在这个新装备赛道上,谁家的屏幕刷新率越高,谁就越能占据高端话语权。
不过随之而来的问题就是,如果始终保持高刷新率,对于处理器的压力和电池负载又是问题,那如何做到既能保证刷新率,又能减少不必要的功耗损失,让手机更省电呢?
动态刷新或许是能够解决这问题的关键“方法”,让屏幕响应根据用户使用场景来“按需变化”,比如在播放电影时候,能够24帧显示;看书或者漫画时候,1帧显示;而在滑动页面时候,可以60帧甚至120帧满帧运行。
这时候LTPO就出现了,它全称为“低温多晶体氧化”。
其实并不能算作一项新技术,苹果Apple Watch 4就已经率先采用了可变刷新屏幕,它可以在唤醒时由常量的1Hz瞬时提升到60Hz。
LTPO是一项应用在OLED TFT背板上的“混合”解决方案,要弄清这个技术,就要先从主流的TFT背板技术聊起。
目前应用在便携设备上的TFT主要有a-Si、LTPS、IGZO三种技术,a-Si叫非晶硅,这种材料因为成本低良率又高,被广泛应用在手机屏显上,在早期涵盖高中低价位产品。不过在和TFT优劣有关以及显示功耗有关的载流子迁移率表现上,仅为0.3-1 cm²/V·S(数据越高越省电)。
随着技术迭代升级、消费需求升级,低温多晶硅材质慢慢走向主舞台,即LTPS。除了高迁移率降低驱动电压带来的功耗优势外,响应速度也很快,但良率低成本高,这就限制了大屏设备搭载这项技术。
这就需要提下iPad Pro上的ProMotion,这款产品并没有用LTPS材质,而是采用载流子迁移率仅为前者十分之一的IGZO,一方面是成本考虑,一方面是因IGZO本身特性,其漏电也要比LTPS好,刷新率更稳定。
而LTPO顾名思义,是在LTPS层上通过一系列技术形成Oxide层的技术。它既有LTPS高迁移率低功耗,又有IGZO低刷新稳定低漏电的特性,再简单比喻下,LTPO相当于结合了两种材料的优势。
此外有公开研究数据表明,LTPO可以降低终端设备功耗达到5%-15%,纸面数据虽然美观,但实际上还是要看具体使用场景,脱离使用场景来说功耗,对于用户来讲,意义不大。
- 什么是LTPO,什么是LTPO 2.0
就目前来看,LTPO 2.0在硬件技术上的变化并不明显,“2.0”强调的更像是各家针对不同使用场景的“优化”。换句话讲,LTPO 2.0或许才让用户对LTPO技术有所感知,和LTPO 刚出来时各个厂商能够“统一口径”不同,2.0更像是各家“深入定制”的产物,可以理解为硬件+软件优化后的技术。
如果在不同场景做到不同频率显示,如刷微博时候以120帧数满帧运行;看电影时候以24帧电影标准帧运行;阅读文章类内容时候,以10帧或者更低帧显示,这并不困难。
难的是在显示内容和手指在触控时候,如何权衡调度帧率。
各家针对LTPO 2.0的帧率调度逻辑并不一样,小米在12系列上除了常规的应用内不同场景动态调整刷新率外,还会根据手指滑动屏幕的速度,实现滑动变速。而一加的LTPO 2.0,按照他们的说法,才是真LTPO 2.0。
一加刘丰硕还在微博上表示:“不是一个东西,一加的LTPO 2.0除了本身是联合三星定制之外,包含了大量爽上天的自研技术应用,让屏幕多方面体验了都得到新高度”。
一加指出,LTPO目前遇到的问题是,复杂叠加场景识别度低,匹配速度不够快,例如打字场景是日常生活中每天都会应用的场景。一般情况下,系统会侦测到这是个“打字”需求,因此会把帧率提升到120帧,但问题是,并不需要一直维持在120帧,一加的LTPO 2.0一大优势,就可以在侦测到场景同时,根据屏幕显示内容来动态调整帧数,打字下去的一刹那提升到高帧率,离开瞬间降低到1帧。
不过就在这毫秒之间,能够缩减的额外功耗,真的就能有所感知?
根据身边朋友和实测数据来看,采用LTPO 2.0的设备并没有省电多少,另外从数码博主大米评测中的实测数据中也不难看出,搭载LTPO的机型和普通手机,在续航上拉不出差距。
大米在LTPO 2.0评测中表示:“从省电角度来说,LTPO做的好从一定程度上来讲确实省电,但这部分功耗对手机的整体续航而言,到底有多大提升还得打一个大大问号”。对于一些手游重度玩家来讲,电量的断崖式下降还是能够直观体验到的。
不管是LTPO也好,还是LPTO 2.0也罢,在面对游戏场景时候,就处于“休眠”状态。
- 深度游戏爱好者福音是独立显示芯片吗?
像黑鲨、iQOO这样深受重度手游玩家喜爱的手机品牌,就“另辟蹊径”寻找到一种新的方式来通过增加硬件的方式,来达到“降低功耗”目的,即在手机中内置独立显示芯片。
其实这不是在智能手机大规模普及后,才在手机中加装“独立显示芯片”的。
早在2007年,英伟达就推出了针对手机打造的GeForce 5500,能够实现高规格视频解码、支持高分辨率以及3D游戏性能,但受限于机能以及游戏软件支持,并没能发挥出这颗芯片实力。
因此这项商业战略很快就以失败告终。
而15年后的今天,手机游戏发展迅速,高容量、高画质、多人同屏是一大趋势,对于目前手机性能来讲是一大考验,在运行如《原神》《使命召唤手游版》等游戏时,往往需要手机处理器“全负荷运行”,这就为手机带来额外的发热和电池损耗。
如何在保证高刷新同时降低负载损耗,是目前手机厂商最头疼的问题,这时候独立显示芯片就派上用场了。
以iQOO 9 Pro为例,高帧低功耗模式作用原理是通过只让GPU渲染一半帧数,之后通过插帧形式,让整体帧数提升一倍,比如用渲染45帧实现90帧数表现,60帧实现120帧数,这样就能在提升画面流畅度同时,也能让手机处于低负载状态降。提升帧率模式是通过在低帧游戏两幅画面中,插入一帧,在原有基础上,增强流畅度。
独立显示芯片在手机上用处主要是为了提升帧率
从近期推出搭载高通8的旗舰新机来看,已经有厂商开始采用LTPO+独立显示芯片双硬件配置。在大众使用场景,利用LTPO机制来达到省电目的;而在娱乐场景下,利用独立显示芯片来进一步降低功耗。
这似乎是目前让手机提升续航表现的为数不多的“硬核”方式。
但比较可惜的是,纵观普通场景屏幕分辨率可以自适应调节,游戏场景GPU负载可以降低,但安卓GPU仍然维持在一个高速运转的状态。
如果GPU处理器与屏幕刷新进行“同步”瞬间提升或者降低,轻则导致有感官的卡顿,重则画面撕裂,因此为了“维稳”,GPU只得固定在高频率运行状态。
而苹果LTPO则是从处理器—系统—UI进行深度匹配,当然这还需要归功于处理器本身功耗控制得就好,LTPO是属于“锦上添花”的。
还是那句话,如果安卓不从“核心”根源进行强制控制并进行深度适配,那即使刷新帧率调度再精确,不同应用间切换再顺滑,都因处理器本身这个耗电大户而让屏幕动态调节变得聊胜于无。