Анализ энергопотребления AMOLED дисплеев

12345 (голосов: 1, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...

За последние несколько лет мы не раз слышали от Samsung, что им удалось снизить энергопотребление AMOLED дисплеев нового поколения за счёт использования более современных материалов при производстве органических светодиодов. При этом все эти заявления оставались без должной проверки — никто не пытался всерьёз измерить КПД экрана. Чтобы исправить ситуацию, давайте попробуем измерить «аппетиты» экранов четырёх последних поколений смартфона Galaxy S, чтобы понять, действительно ли использование новых материалов влияет на время работы аккумулятора устройства.

AMOLED дисплеи, в отличие от своих LCD собратьев, не нуждаются в подсветке, так как источником света являются сами пиксели. Поэтому наиболее интенсивное энергопотребление у таких дисплеев наблюдается при отображении белого цвета, так как для этого все субпиксели должны работать на максимальной мощности. Тем не менее, у OLED дисплеев есть важное преимущество перед жидкокристаллическими — они позволяют существенно экономить энергию при отображении динамического изображения, за счёт того, что напряжение подаётся лишь на используемые пиксели.

Читайте также:  Предварительный обзор новых функций TouchWiz в Galaxy Note 7

Поскольку отображение белого требует наиболее всего энергии, можно использовать этот факт для выяснения эффективности OLED устройств. Интересный факт — полная используемая мощность экрана является суммой полной мощности всех работающих субпикселей. Проверено на S6 – энергопотребление чистого белого в целом соответствует сумме чистого красного, зелёного и синего (в sRGB), принимая во внимание настройки среднего уровня яркости изображения.

Для сравнения показателей энергопотребления мы сравним по этому показателю Galaxy S4 (E5410), Galaxy S5 (S801), Galaxy S5 LTEA и, наконец, новенький Galaxy S6, на различных настройках яркости экрана.

Кривая яркости устройств Galaxy S

Кривая яркости устройств Galaxy S

Galaxy S4 сразу выделяется, как наиболее «прожорливый» гаджет среди своих собратьев. Тут стоит заметить, что подобный расход энергии является следствием отсутствия технологии PSR (Panel Self Refresh) на устройствах прошлых поколений. PSR позволяет добиться снижения энергопотребления при отображении статичных картинок. Это достигается за счёт того, что микроконтроллер дисплея буферизует несколько последних кадров, что позволяет обновлять экран таким образом и снизить нагрузку и, следственно, напряжение на графический чип.

Из-за неоднородности процессоров, микросхем, элементов экрана и общей энергоэффективности, устройства показывают весьма разные результаты на минимальном уровне яркости. Например, Galaxy S5 показал наилучший результат, потребляя на минимуме всего 258 мВатт, в то время как Galaxy S5 LTEA и Galaxy S6 показывают куда более существенный аппетит — примерно по 360 мВатт каждый. Возможно, это как-то связано с различным разрешением экрана — 1080p у S5 против 1440p у более новых моделей.

Поэтому, чтобы определить непосредственную энергоэффективность OLED дисплея, необходимо учесть конструктивные отличия, влияющие на энергопотребление.

Результаты можно видеть ниже:

Энергопотребление AMOLED дисплеев
Минимальная мощность устройства (мВт)Максимальная мощность устройства согласно данным производителя (мВт)Энергопотребление экрана при 200 кд/см2 (мВт)мВт/кд/см2 (в перерасчёте на экран 5.1ʺ)
Galaxy S4 65617926533.41
Galaxy S5 25813555322.66
Galaxy S5 LTEA 36613266053.02
Galaxy S6 35812144422.21

Здесь можно наблюдать эволюционные улучшения во всех аппаратах серии S, кроме Galaxy S5 LTEA. Похоже, что переход на 1440p повлёк за собой повышенное энергопотребление. Нам неизвестны точные характеристики материалов, использованных для изготовления OLED дисплеев каждого поколения, но по логике КПД субпикселя должно уменьшаться пропорционально его размеру. Таким образом, большее количество DPI у Galaxy S5 LTEA должно быть причиной такого шага назад.

На примере S6 можно утверждать, что новые материалы для органических светодиодов действительно дают выигрыш в энергосбережении. Несмотря на то, что в целом энергопотребление аппарата выше, чем у собратьев, энергопотребление экрана, особенно на высоких уровнях яркости, остаётся на уровне и даже ниже, чем у S5. Особенно это заметно при сравнении с Galaxy S5 LTEA, поскольку оба устройства имеют 5.1ʺ 1440p дисплей, что ставит их в равные условия. Здесь можно заметить, что энергосберегающий потенциал S6 выше на 36%.

Теперь очевидно, что экраны новых поколений работают куда более эффективно, нежели старые. Однако остаётся вопрос: способны ли самые современные OLED экраны конкурировать со своими LCD коллегами при высоких настройках яркости?

Кривая мощности Galaxy S6

Кривая мощности Galaxy S6

При сравнении S6 с, например, Huawei P8, можно отметить, что при яркости экрана в 200 кд/ см2 последний потребляет 332 мВ. Этот результат показывает преимущество LCD минимум на 33% перед AMOLED, однако только при отображении белого и верхней части шкалы серого цвета. Если количество сплошного белого уменьшить на 65–70% процентов, то энергоэффективность экрана S6 можно будет сравнить с таковой у LCD устройства. К несчастью для AMOLED, в Android продолжают доминировать светлые тона и высокие средние уровни яркости картинки. В то же самое время AMOLED дисплей Galaxy S6 можно считать более энергосберегающим при уровне шкалы серого приблизительно от 85%.

Читайте также:  Проблемы в Galaxy S4 с Android Lollipop и способы их решения

Хорошая новость в том, что этот разрыв от поколения к поколению становится меньше, и теперь AMOLED сильно уступают только при отображении чистого белого. Отображение же серого и цветного изображения склоняет весы в сторону органических светодиодов. А при использовании тёмных тем оформления позволяет добиться даже 3–4-кратного преимущества перед LCD.

Можно сказать, что в общем Samsung предстоит добиться как минимум 15-20% снижения энергопотребления, чтобы AMOLED значительно превысили LCD по энергоэффективности. И, если прогресс в исследовании новых эмиссионных материалов для органических светодиодов будет идти с той же скоростью, можно предположить, что эта технология выбьется в лидеры буквально в течение года.