Искусственный интеллект и батарея смартфона. Правда ли, что ИИ разряжает телефон?

Кто же в этом виноват? Из-за развития ИИ и того, что его всё активнее внедряют в различные функции гаджетов, его тут же объявляют похитителем заветных процентов заряда. Мол, нейросети круглосуточно расходуют энергию аккумулятора, и с этим нужно что-то делать.

Но если заглянуть внутрь современного смартфона, то было бы неразумно называть нейросети монстром. Это, скорее, весьма требовательный инструмент, которым нужно уметь управлять.

Откуда взялся миф о прожорливости нейросетей

Операции, выполняемые в рамках машинного обучения, — это сплошная высшая математика: миллиарды операций умножения матриц в секунду. Когда в 2017–2018 годах разработчики только начинали запускать такие алгоритмы на обычных процессорных ядрах (CPU) или графических процессорах (GPU), смартфоны действительно нагревались за считанные минуты, а заряд таял на глазах.

Однако производители чипов решили эту проблему на аппаратном уровне. Все современные процессоры (от Apple A18 Pro до Qualcomm Snapdragon 8 Gen 3 и MediaTek Dimensity 9400) оснащены отдельным блоком, который называется NPU.

Это узкоспециализированный сопроцессор. Он не умеет загружать веб-страницы или отрисовывать графику в играх, зато способен выполнять математические вычисления для нейросетей с минимальным энергопотреблением. Обработка одной и той же фотографии с помощью NPU требует в 4–7 раз меньше энергии, чем при использовании классического процессора.

Поэтому, когда ваш телефон распознает лица на фото или вырезает объект из кадра прямо в галерее, аккумулятор практически не ощущает этой нагрузки.

Где на самом деле скрывается потребление

Если NPU настолько эффективен, почему батарея всё равно разряжается быстрее? Проблема не в самом алгоритме, а в том, где и как он выполняется.

Все функции ИИ в смартфоне делятся на две группы.

Первое — это облачный ИИ. Задачи вроде использования ChatGPT, обобщения текста в Safari, генерации сложных изображений или обработки видео обычно передаются на сервер. И именно здесь кроется главный потребитель энергии — радиомодем (5G или Wi-Fi).

Для отправки запроса и получения ответа модем должен выйти из режима энергосбережения и работать на высокой мощности. Если вы находитесь в зоне слабого покрытия 5G, радиомодуль выводит усилитель на максимальную мощность. Именно постоянные сетевые запросы к облачным нейросетям, а не вычисления на самом телефоне, быстрее всего разряжают аккумулятор.

Также есть локальный ИИ и «фоновый паразит». Такие функции, как преобразование речи в текст в диктофоне, генерация текста в заметках или автоответы, работают непосредственно на устройстве. Они не расходуют интернет-трафик, но имеют другой недостаток: фоновую индексацию.

Чтобы смартфон мог мгновенно найти в вашей галерее «фото с собакой у моря», он должен постоянно сканировать и описывать каждый новый снимок. Если вы сделали серию из сотни фотографий, NPU будет работать в фоновом режиме несколько минут подряд. Телефон не переходит в режим глубокого сна (Deep Sleep), поэтому вы замечаете небольшой нагрев и потерю 2–3% заряда в режиме простоя.

Как ИИ, наоборот, спасает аккумулятор

Парадокс заключается в том, что тот самый ИИ, который обвиняют в быстрой разрядке, параллельно работает над тем, чтобы её замедлить.

Современные операционные системы используют машинное обучение для предиктивного управления памятью. Алгоритмы изучают ваши повседневные привычки: например, что в 8:00 утра вы всегда открываете навигатор, в 13:00 — социальные сети, а вечером — YouTube. На основе этого система заранее выгружает из оперативной памяти приложения, которые вы точно не откроете в ближайшее время, и держит наготове нужные. Это экономит циклы процессора, а следовательно — и заряд аккумулятора.

Второй момент — оптимизация зарядки. Например, в iOS и Android есть системы адаптивного питания. Они анализируют, когда вы ложитесь спать и просыпаетесь, снижая нагрузку на батарею: быстро заряжают телефон до 80%, «замораживают» процесс на ночь и доводят заряд до 100% за полчаса до срабатывания будильника. Это продлевает химический ресурс аккумулятора на годы.