Software Defined Batteries – последняя конвульсия батарейного декаданса

8 октябрь, 2015 - 10:28Виталий Кобальчинский

Когда технология достигает предела своих реальных возможностей, настаёт эра технологического декаданса. Не думаю, что ошибусь, назвав в качестве одного из признаков такого заката возможностей приставку «мульти».

Когда-то ограниченность ресурсов доступных схем авиадвигателей привела к появления 10-моторного монстра B-36F Peacemaker, и ещё более чудовищного, 12-моторного Dornier Do-X. Малая эффективность современных электродвигателей, заставила разработчиков пилотируемого электрокоптера Volocopter VC200 оснастить его аж 18 моторами.

В индустрии микропроцессоров, провозвестниками декаданса стали графические сопроцессоры, а когда повышать частоту выше пары гигагерц оказалось слишком накладным делом, массовый характер приобрёл процесс тиражирования ядер-клонов – сегодня у каждого в кармане может найтись смартфонный аналог «Стратосферной крепости» фирмы Boeing.

Растущая мощность мобильных процессоров обнажила следующую в цепочке взаимосвязанных проблем – застывшую в ожидании качественного прорыва индустрию источников питания. И совсем не удивляет, когда и здесь, в попытке выжать все из доступных скромных возможностей, инженеров ведущих технологических компаний осенила все та же уже знакомая нам идея.

Software Defined Batteries – последняя конвульсия батарейного декаданса

Концепция, получившая название Software Defined Batteries (программно-конфигурируемая многобатарейность), объясняется в статье, которую ученые таких компаний, как Microsoft и Tesla, на следующей неделе представят вниманию участников «Симпозиума ACM» по принципам операционных систем.

Мы привыкли представлять батарею телефона, планшета или ноутбука некоим чёрный ящиком с электроэнергией, которую устройства черпают оттуда по мере надобности. Между тем, существует несколько типов батарей, каждая со своим химическим процессом, с различными характеристиками зарядки и разрядки. И далеко не каждая батарея идеально подходит для всех сценариев: высокоемкая может заряжаться многие часы, та, что быстро восполняет заряд, может так же быстро и истощаться, а совмещающий оба этих достоинства вариант оказывается слишком большим и тяжёлым.

Для того, чтобы максимально удлинить срок жизни батарей, сводный коллектив исследователей, предложил использовать комбинацию из батарей нескольких разных типов и доверить управление ими самой операционной системе устройства. Речь идёт не о многих одинаковых элементах с фиксированным, параллельным или последовательным, соединением (это широко применяется и сейчас), а именно о разнородных батареях, подключение которых динамически регулируется программным образом.

Software Defined Batteries – последняя конвульсия батарейного декаданса

Передача контроля над оптимизацией работы многобатарейного комплекса операционной системе имеет три основных преимущества. Во-первых, ОС имеет доступ к дополнительной информации, такой как календарь и планировщик пользователя, которая может применяться для улучшения политик. Например, если ОС через интеллектуального помощника (Siri, Cortana или Google Now) «узнаёт», что владельцу смартфона вскоре предстоит авиаперелёт, есть смысл зарядить батареи как можно быстрее и сделать упор на максимальную длительность их работы. Во-вторых, это уменьшает сложность и стоимость микроконтроллера SDB, и в третьих, значительно упрощает динамическое обновление политик и соответствующего кода.

Также говорится о необходимости сделать общение батареи с операционной системой более содержательным, чем сейчас, когда это больше похоже на монолог. Специализированный контроллер заряжает батарею согласно заложенной в него программе, а система просто периодически запрашивает обновление статуса. Взамен этого предлагается, чтобы Windows или другая ОС имела налаженные коммуникации и сама контролировала зарядное устройство, обеспечивая оптимизацию всего рабочего цикла батареи, исходя из рабочих предпочтений пользователя.

Испытания этой концепции показали, что правильно подобранные батареи могут увеличить время автономной работы портативного устройства примерно на час.

Software Defined Batteries – последняя конвульсия батарейного декаданса

Положительный эффект даёт и внедрение SDB в уже выпускающихся продуктах, включая и однобатарейные (где она может улучшить баланс между обычным и турбо-режимом). В отличие от фундаментальных усовершенствований технологии батарей, к которым SDB не относится, обеспечиваемый ею выигрыш индивидуален для каждого конкретного случая и зависит от того, какие батареи производители установили в свои устройства. Вариант «две в одном» (планшет с отсоединяемой клавиатурой, снабжённой дополнительной батареей) давал наилучший результат, однако, достигаемый выигрыш составлял не более 22%.

Авторы идеи утверждают, что себестоимость внедрения SDB будет весьма незначительной, так как она, в основном, будет заключаться в расширении функциональности уже имеющегося в большинстве мобильных гаджетов чипа, управляющего потреблением энергии.