以下文章經許可轉載自The Conversation，這是一個報道最新研究的線上出版物。
又一款蘋果 iPhone 系列，又一次媒體狂潮。關於售價 999 美元/999 英鎊的 iPhone X，關於 Home 鍵的消失，關於“面容 ID”功能，關於無線充電等等，已經有很多文章報道。在改進列表中的某個位置，至少對於 iPhone X 來說，電池續航能力有所提升，這要歸功於其新的增強型 A11 仿生處理器。
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蘋果公司表示，這款新裝置充電後的使用時間將比 iPhone 7 多出兩個小時，表明例如，可以進行 14 小時的網際網路使用。另一方面，iPhone 8 的電池續航能力似乎與其前代產品相當。無線充電，蘋果公司在這方面姍姍來遲，並不會改變裝置可以儲存的電量。
正如您所期望的那樣，電池的改進通常是智慧手機發布的一個關鍵部分，因為這是消費者評判新裝置的主要規格之一。三星上個月釋出 Galaxy Note 8 時，在這方面有很多話要說，但更多的是關於確保不再重蹈Note 7 的缺陷，這些缺陷導致 Note 7 容易著火，而不是關於延長電池壽命。
然而，在移動計算革命的幾十年裡，即使是最好的產品，在單次充電後可以執行的時間仍然相對有限。例如，最初的 iPhone 可以進行 8 小時的網際網路瀏覽，因此蘋果裝置在十年內僅取得了適度的進步。
到目前為止，製造商傾向於專注於改進電池技術，將越來越多的能量塞入越來越小的空間中。那些著火的 Galaxy Note 7 是一個警示故事，說明當這種能量以熱量的形式釋放時會發生什麼問題。
製造商還致力於改進其他消耗能量的移動硬體，包括顯示屏、WiFi、GPS 和中央處理單元 (CPU)。例如，新款 iPhone 改進的 CPU 和 OLED 螢幕使其更加省電。
但是，有一個領域受到的關注卻出奇地少，那就是軟體消耗的能量，或者更確切地說，是 CPU 在執行特定軟體時消耗的能量。三星和蘋果公司似乎都沒有在最新的釋出會上對此發表任何言論，但這個新興領域可能會對我們未來需要給裝置充電的頻率產生重大影響。
軟體消耗
幾十年前，當計算機速度慢數千倍時，開發人員會對手動調整程式碼進行近乎完美的最佳化，以榨取每一絲效能。但是，隨著軟體變得越來越複雜，這要歸功於新功能、改進的使用者體驗等等，這種情況不再可能發生。
現在的軟體開發與 CPU 處理的原始二進位制機器程式碼相去甚遠。開發人員還依賴現有的程式碼庫，因為每次都從頭構建每個指令會花費太長時間。這兩種改變都減少了重複的工作，並大大加快了開發時間。但是，最終的程式碼通常包含在特定應用程式中是多餘的部分，或者可以透過更高效的定製片段進行改進。
開發人員通常會嘗試透過使其程式碼儘可能快地執行來減輕這些缺點，理論上這會減少能量消耗。然而，這在實踐中並不總是有效，因為某些指令比其他指令更耗電，並且最終會抵消這些好處。
最終的結果是，軟體的能量消耗在過去幾年中大幅增加。直到過去十年左右，才有人在意這個問題，因為大多數軟體都是在由電源供電的機器上執行的。隨著移動裝置的興起，這種情況發生了變化，而人們對電力消耗與氣候變化之間聯絡的日益關注，也增加了額外的緊迫性。
人工智慧 (AI) 的作用
開發人員遲遲未能解決這個問題還有另一個原因，那就是衡量每段軟體的能量消耗非常困難。這是因為每個裝置的配置都不同。能量使用會根據程式是否之前執行過，或者是否正在執行其他程式而發生變化。
然而，最近出現了一些進展。這些進展包括使用機器學習來估計能量使用，方法是分析特定的程式碼行或軟體元件，並參考來自許多其他裝置上執行的其他程式的能量資料。如果做得好，您可以讓計算機完成困難的部分：搜尋可以使軟體更高效的替代軟體設計。
歡迎來到基於搜尋的軟體工程。它可以像查詢可以跳過的冗餘程式碼或微調配置一樣簡單，也可以擴充套件到更改現有原始碼。我們自己的工作研究了從現有庫中選擇替代軟體元件，以及從頭開始生成新程式碼部分。我們甚至成功地在發現並修復了Hadoop（一個非常廣泛使用的軟體框架）中的數百個錯誤。
我們的願景是，這些用於提高能源效率的基於搜尋的方法將被納入所謂的“編譯器”階段，在該階段，人類可讀的計算機程式碼被轉換為機器可以理解的 0 和 1。這些搜尋將自動發生，開發人員無需考慮它們，他們的程式碼將開箱即用。
應該說，這還有很長的路要走。主要困難在於正確估計軟體的能量消耗，尤其是對於許多不同的裝置同時進行估計時。但是未來五年內的潛力看起來令人興奮。我們能夠證明，對於幾個特定任務，CPU 的能量使用減少了 40% 到 70%，並且不可思議的是，這可以在所有正在執行的軟體中複製。
結合更好的電池和對硬體效能的更多改進，例如零能耗螢幕，我們可能會談論到電池續航方面的重大提升。未來，領先的製造商可能不再談論電池續航能力的逐步改進，而是可以增加數小時甚至數天的續航時間。
本文最初發表於The Conversation。閱讀原文。