WEST LAFAYETTE, Ind. — Lorsque les mises à jour des systèmes d’exploitation Android et Apple ont commencé à donner aux utilisateurs la possibilité de mettre leurs smartphones en mode sombre, la fonctionnalité a montré un potentiel pour économiser la durée de vie de la batterie des nouveaux téléphones avec des écrans qui permettent aux pixels de couleur plus sombre d’utiliser moins d’énergie que les pixels de couleur plus claire.
Mais il est peu probable que le mode sombre fasse une grande différence sur la durée de vie de la batterie avec la façon dont la plupart des gens utilisent leur téléphone au quotidien, dit un nouvelle étude par des chercheurs de l’Université Purdue.
Cela ne signifie pas pour autant que le mode sombre ne peut pas être utile.
« Lorsque l’industrie s’est précipitée pour adopter le mode sombre, elle n’avait pas encore les outils pour mesurer avec précision la consommation d’énergie des pixels », a déclaré Charlie Hu, Michael et Katherine Birck professeur de Purdue Génie électrique et informatique. « Mais maintenant, nous sommes en mesure de donner aux développeurs les outils dont ils ont besoin pour offrir aux utilisateurs des applications plus économes en énergie. »
Sur la base de leurs découvertes à l’aide de ces outils qu’ils ont construits, les chercheurs clarifient les faits sur les effets du mode sombre sur la durée de vie de la batterie et recommandent des moyens pour que les utilisateurs puissent déjà mieux tirer parti des économies d’énergie de la fonctionnalité.
L’étude a examiné six des applications les plus téléchargées sur Google Play : Google Maps, Google News, Google Phone, Google Calendar, YouTube et Calculator. Les chercheurs ont analysé comment le mode sombre affecte 60 secondes d’activité dans chacune de ces applications sur le Pixel 2, le Moto Z3, le Pixel 4 et le Pixel 5.
Même si l’équipe de Hu n’a étudié que les applications et les téléphones Android, leurs résultats pourraient avoir des implications similaires pour les téléphones Apple, à commencer par l’iPhone X. L’équipe a récemment présenté ce travail à MobiSys 2021, une conférence de l’Association for Computing Machinery.
Fait : le mode sombre ne fait une différence notable sur la durée de vie de la batterie que dans certains scénarios
Les smartphones sortis après 2017 ont probablement un écran OLED (diode électroluminescente organique). Étant donné que ce type d’écran n’a pas de rétroéclairage comme les écrans LCD (affichage à cristaux liquides) des téléphones plus anciens, l’écran consommera moins d’énergie lors de l’affichage de pixels de couleur sombre. Les écrans OLED permettent également aux écrans de téléphone d’être ultrafins, flexibles et pliables.
Mais la luminosité des écrans OLED détermine en grande partie dans quelle mesure le mode sombre permet d’économiser la batterie, a déclaré Hu, qui a recherché des moyens d’améliorer l’efficacité énergétique des smartphones depuis leur arrivée sur le marché il y a plus de dix ans. Les outils logiciels que Hu et son équipe ont développés sont basés sur une nouvelle technologie de modélisation de puissance en instance de brevet qu’ils ont inventée pour estimer plus précisément la consommation électrique des écrans de téléphone OLED.
De nombreuses personnes utilisent le paramètre de luminosité automatique par défaut de leur téléphone, qui a tendance à maintenir des niveaux de luminosité autour de 30 à 40 % la plupart du temps à l’intérieur. Avec une luminosité de 30 à 50 %, les chercheurs de Purdue ont découvert que le passage du mode clair au mode sombre n’économise que 3 à 9 % d’énergie en moyenne pour plusieurs smartphones OLED différents.
Ce pourcentage est si faible que la plupart des utilisateurs ne remarqueraient pas la durée de vie légèrement plus longue de la batterie. Mais plus la luminosité est élevée lors du passage du mode clair au mode sombre, plus les économies d’énergie sont importantes.
Scénario 1 : Passer du mode clair au mode sombre par une journée ensoleillée
Disons que vous utilisez votre téléphone OLED en mode clair tout en étant assis dehors en train de regarder un match de baseball par une journée ensoleillée. Si votre téléphone est configuré pour ajuster automatiquement les niveaux de luminosité, l’écran est probablement devenu très lumineux, ce qui épuise la durée de vie de la batterie.
L’étude Purdue a révélé que le passage du mode clair au mode sombre avec une luminosité de 100 % permet d’économiser en moyenne 39 % à 47 % d’énergie de la batterie. Donc, activer le mode sombre alors que l’écran de votre téléphone est aussi lumineux pourrait permettre à votre téléphone de durer beaucoup plus longtemps que si vous étiez resté en mode clair.
D’autres tests effectués par l’industrie n’ont pas analysé autant d’applications ou de téléphones que l’équipe de Hu pour déterminer les effets du mode sombre sur la durée de vie de la batterie – et ils utilisaient des méthodes moins précises.
«Les tests effectués dans le passé pour comparer les effets du mode clair et du mode sombre sur la durée de vie de la batterie ont traité le téléphone comme une boîte noire, regroupant l’écran OLED avec les autres composants du téléphone. Notre outil peut isoler avec précision la portion de décharge de la batterie par l’écran OLED », a déclaré Pranab Dash, Ph.D. Purdue. étudiant qui a travaillé avec Hu sur l’étude.
Scénario 2 : Utiliser le mode sombre pour soulager vos yeux sans vider la batterie de votre téléphone plus rapidement
En règle générale, l’augmentation de la luminosité de votre téléphone épuise sa batterie plus rapidement, que vous soyez en mode clair ou en mode sombre. Mais depuis la réalisation de cette étude, Dash a collecté des données indiquant que des niveaux de luminosité inférieurs en mode clair entraînent la même consommation d’énergie que des niveaux de luminosité plus élevés en mode sombre.
L’utilisation de l’application Google News en mode clair à 20% de luminosité sur le Pixel 5, par exemple, consomme la même quantité d’énergie que lorsque le téléphone est à 50% de luminosité en mode sombre.
Donc, si regarder votre téléphone en mode sombre est plus facile pour vos yeux, mais que vous avez besoin d’une luminosité plus élevée pour mieux voir, vous n’avez pas à vous soucier de ce niveau de luminosité qui nuit davantage à la durée de vie de la batterie de votre téléphone.
Bientôt disponible : des applications conçues pour les économies d’énergie en mode sombre
Hu et son équipe ont créé un outil que les développeurs d’applications peuvent utiliser pour déterminer les économies d’énergie d’une certaine activité en mode sombre lors de la conception d’une application. L’outil, appelé Per-Frame OLED Power Profiler (PFOP), est basé sur le modèle de puissance OLED plus précis que l’équipe a développé. La Fondation de recherche Purdue Bureau de la commercialisation de la technologie a déposé un brevet sur cette technologie de modélisation de puissance. Le PFOP et la technologie de modélisation de puissance sont tous deux disponibles pour une licence.
Fait : Votre téléphone ne mesure pas avec précision l’utilisation de la batterie par l’application – pour le moment
Les téléphones Android et Apple sont tous deux dotés d’un moyen de déterminer la consommation de batterie de chaque application individuelle. Vous pouvez accéder à cette fonctionnalité dans les paramètres des téléphones Android et Apple.
La fonctionnalité peut vous donner une idée approximative des applications les plus énergivores, mais Hu et Dash ont découvert que la fonctionnalité « Batterie » actuelle d’Android ne tient pas compte du contenu sur un écran, ce qui signifie qu’elle ne prend pas en compte l’impact du mode sombre sur la consommation d’énergie. .
Bientôt disponible : des estimations plus précises de l’utilisation de la batterie de vos applications
L’équipe de Hu a développé un moyen plus précis de calculer la consommation de la batterie par l’application pour Android, et a en fait utilisé l’outil pour faire les conclusions de l’étude sur la quantité d’énergie que le mode sombre économise à certains niveaux de luminosité. Contrairement à la fonctionnalité actuelle d’Android, ce nouvel outil prend en compte les effets du mode sombre sur l’autonomie de la batterie.
L’outil, appelé Android Battery+, devrait être disponible pour les fournisseurs de plates-formes et les développeurs d’applications au cours de l’année à venir.
Pour plus d’informations sur la technologie des chercheurs disponible pour une licence, veuillez contacter Matthew Halladay à mrhalladay@prf.org et inclure le code de la piste 2021-HU-69505.
À propos de l’Université Purdue
L’Université Purdue est une institution de recherche publique de premier plan qui développe des solutions pratiques aux défis les plus difficiles d’aujourd’hui. Classée n ° 5 des universités les plus innovantes aux États-Unis par US News & World Report, Purdue propose des recherches qui changent le monde et des découvertes hors du commun. Engagé dans un apprentissage pratique et en ligne dans le monde réel, Purdue offre une éducation transformatrice à tous. Engagé en faveur de l’abordabilité et de l’accessibilité, Purdue a gelé les frais de scolarité et la plupart des frais aux niveaux de 2012-2013, permettant à plus d’étudiants que jamais d’obtenir leur diplôme sans dette. Voyez comment Purdue ne s’arrête jamais dans la poursuite persistante du prochain pas de géant à https://purdue.edu/.
Rédacteur, Contact média : Kayla Wiles, 765-494-2432, wiles5@purdue.edu
La source: Charlie Hu, ychu@purdue.edu
ABSTRAIT
Combien de batterie le mode sombre économise-t-il ? Un profileur de puissance d’affichage OLED précis pour les smartphones modernes
Pranab Dash, Y. Charlie Hu
En omettant l’éclairage externe, l’écran OLED réduit considérablement la consommation d’énergie par rapport à son prédécesseur LCD et a été largement adopté dans les smartphones modernes. Le potentiel réel de l’OLED pour économiser la batterie du téléphone réside dans l’exploitation de la conception des couleurs de l’interface utilisateur de l’application, c’est à dire, comment concevoir l’interface utilisateur de l’application pour utiliser des couleurs de pixels qui entraînent une faible consommation d’énergie de l’écran OLED. Dans cet article, nous concevons et implémentons un profileur de puissance d’affichage OLED précis par image, PFOP, qui aide les développeurs à mieux comprendre l’impact de la conception de l’interface utilisateur des différentes applications sur sa consommation d’énergie OLED, et une batterie Android améliorée qui aide les utilisateurs de téléphones à comprendre et gérer la consommation d’énergie de l’affichage du téléphone, par exemple, à partir de différentes configurations d’application et d’affichage telles que le mode sombre et la luminosité de l’écran. Un défi majeur dans la conception des deux outils est de développer un modèle de puissance d’affichage OLED précis et robuste. Nous montrons expérimentalement que les modèles de puissance OLED basés sur la régression linéaire développés au cours de la dernière décennie ne peuvent pas capturer le comportement unique du matériel d’affichage OLED dans les smartphones modernes qui ont un grand espace colorimétrique et proposons un nouveau modèle de puissance par morceaux qui atteint une bien meilleure précision de modélisation que le l’art antérieur en appliquant une régression linéaire dans chacune des petites régions du vaste espace colorimétrique. À l’aide des deux outils, nous avons effectué à notre connaissance la première mesure d’économie d’énergie du mode sombre émergent pour un ensemble d’applications Google Android populaires.
