Das Geheimnis lüften, wie das 12-Zoll-MacBook lange Akkulaufzeit mit geringem Gewicht kombiniert

Apple hat seine gesamte neueste Notebook-Technologie in dieses ultradünne neue MacBook gepackt. Manche meinen vielleicht, dass die neunstündige Akkulaufzeit von Apple-Laptops nichts Neues sei. Das Erstaunliche ist jedoch, dass der Akku des neuen MacBooks nur halb so groß ist wie der des MacBook Pro, aber fast genauso lange hält.

Das neue MacBook verwendet einen 39,7-Wattstunden-Akku, der 35 Wattstunden kleiner ist als der 74,9-Wattstunden-Akku des MacBook Pro. Das 13-Zoll-MacBook Air verwendet einen 54-Wattstunden-Akku, der ebenfalls größer ist als die Akkukapazität des neuen MacBook.

Sie sind vielleicht neugierig, wie Apple eine so effiziente Leistung erreicht. Dahinter steckt eine Kombination mehrerer neuer Technologien. Drei Aspekte tragen am meisten zur Energieeinsparung bei: der neue Retina-Bildschirm, der Ultra-Low-Power-Speicher und der Intel-Prozessor der fünften Generation.

Verbessertes Retina-Display

Obwohl es nicht genau gemessen wurde, dürfte der Retina-Bildschirm die elektronische Komponente sein, die bei diesem Laptop am meisten Strom verbraucht. Ultrahohe Auflösungen verbrauchen selbst viel Strom und auch die Grafikkarte benötigt mehr Energie, um diese Millionen von Pixeln anzutreiben. Da die Pixel dicht angeordnet sind, muss der Bildschirm außerdem mit einer stärkeren Hintergrundbeleuchtung leuchten.

Generell gilt: Je stärker die Hintergrundbeleuchtung, desto größer ist der Bedarf an Akkukapazität. Genau wie beim Upgrade des iPad der dritten Generation und des iPad mini der zweiten Generation auf Retina-Bildschirme wurde die Akkukapazität erhöht, wodurch das Gehäuse dicker wurde.

Bei einem TFT-LCD-Bildschirm ist jedes Pixel teilweise von einer Transistorschaltung abgedeckt, die die roten, grünen und blauen Subpixel steuert. Der unbedeckte Teil wird als Pixelöffnung bezeichnet und die Öffnungsfläche hängt von der Art und dem Design des Panels ab. Da die Pixelöffnungen kleiner werden, ist eine stärkere Hintergrundbeleuchtung erforderlich, um die gleiche Helligkeit zu erreichen, was zu einem höheren Energieverbrauch führt.

Glücklicherweise gibt es viele Möglichkeiten, die Öffnung zu vergrößern. Eine Lösung besteht darin, das Material des Transistors zu ändern. Beispielsweise zeichnet sich das im iPhone 6 und iPhone 6 Plus verwendete „Low-Temperature Polycrystalline Silicon Panel“ (LTPS-basiertes Panel) durch seine Fähigkeit aus, die Beweglichkeit der Elektronen zu verbessern und Transistoren kleiner zu machen, wodurch die Pixelöffnungsfläche entsprechend vergrößert wird.

Ein anderer Ansatz besteht darin, das Pixel neu zu gestalten, was beim neuen MacBook höchstwahrscheinlich passieren wird. Apple ging nicht näher darauf ein, was sie zur Verbesserung des Pixels unternommen haben, aber einer Animation auf der Apple-Website zufolge haben sie eine Schaltkreisschicht im Pixel über eine andere gestapelt und so die Pixelöffnung vergrößert. Apple gibt an, dass die Hintergrundbeleuchtung des neuen MacBook dank der größeren Pixelöffnungen 30 % energieeffizienter sei als bei anderen Notebooks, was den Strombedarf des Displays erheblich reduziere.

Core M-Prozessor

Neben dem Display ist auch der Prozessor ein großer Stromverbraucher. Das neue MacBook verwendet einen Intel Broadwell Core M Ultra-Low-Voltage-Prozessor. Broadwell stellt eine Weiterentwicklung des 22-Nanometer-Prozesses der vorherigen Haswell-Generation auf 14 Nanometer dar. Dies bedeutet, dass die Größe jedes Transistors kleiner ist, sodass mehr Transistoren in den Chip eingebaut werden können und die Verarbeitungseffizienz verbessert wird. Intel behauptet, dass der Broadwell-Prozessor bei gleicher oder besserer Leistung etwa 30 % weniger Energie verbraucht als die vorherige Haswell-Generation.

Allerdings verbaut Apple im neuen MacBook nicht die reguläre Core i-Reihe, sondern den stromsparenderen Core M. Der Core i5 im MacBook Air benötigt zum Betrieb 15 Watt, der Core M hingegen nur 5 Watt. Auch die Wärmeentwicklung des stromsparenden Prozessors wird deutlich reduziert, wodurch das neue MacBook ohne Lüfter auskommt und der Lüfter ebenfalls einen Energieverbraucher darstellt.

Energieeffizienterer Speicher

Das neue MacBook wird wahrscheinlich den Ultra-Low-Power-Speicher LPDDR3 verwenden, der ursprünglich für Smartphones und Tablets entwickelt wurde. LPDDR3 erschien erstmals in einem Notebook der MacBook-Serie im MacBook Air 2013.

Die meisten Laptops verwenden DDR3L, eine Niederspannungsversion von DDR3. Allerdings unterscheiden sich DDR3L und LPDDR3 in der Architektur. Ob im Betrieb oder im Standby-Modus, DDR3L verbraucht 85 % der Energie des Desktop-Speichers DDR3. LPDDR3 benötigt im Betrieb nur 70 % der Energie von Desktop-DDR3, und im Standby-Modus sinkt dieser Wert sogar auf 10 %. Aus dieser Sicht ist die hervorragende Energiesparleistung von LPDDR3 offensichtlich.

Andere Faktoren

Die lange Akkulaufzeit des neuen MacBook hängt nicht nur von den oben genannten drei Faktoren ab.

Beispielsweise kann die 802.11ac-Version von Wi-Fi in einem Laptop Netzwerkanforderungen schneller abschließen, sodass die Funkwellen schnell in einen stromsparenden Standby-Zustand zurückkehren können. Tatsächlich nutzen auch Smartphones in LTE-Netzen dasselbe Konzept, um ihren eigenen Stromverbrauch zu senken.

Das neue MacBook verwendet eine neue Tastatur-Hintergrundbeleuchtung, die energieeffizienter ist als die alte. Bei älteren Tastatur-Hintergrundbeleuchtungen wurde ein einzelner Satz LEDs mit einer Kunststoffschicht zur Lichtstreuung verwendet. Die neue Version der Tastatur verfügt über eine unabhängige LED unter jeder Taste, wodurch eine bessere Kontrolle des Stromverbrauchs erreicht werden kann, beispielsweise detailliertere Helligkeitsstufen, und die Helligkeit jeder Taste kann automatisch entsprechend ihrer Bedeutung angepasst werden.

Als Gewinner des Qingyun-Plans von Toutiao und des Bai+-Plans von Baijiahao, des Baidu-Digitalautors des Jahres 2019, des beliebtesten Autors von Baijiahao im Technologiebereich, des Sogou-Autors für Technologie und Kultur 2019 und des einflussreichsten Schöpfers des Baijiahao-Vierteljahrs 2021 hat er viele Auszeichnungen gewonnen, darunter den Sohu Best Industry Media Person 2013, den dritten Platz beim China New Media Entrepreneurship Competition Beijing 2015, den Guangmang Experience Award 2015, den dritten Platz im Finale des China New Media Entrepreneurship Competition 2015 und den Baidu Dynamic Annual Powerful Celebrity 2018.