Миниатюризация компонентной базы и вынос подавляющего числа функций в облако позволит существенно сократить энергопотребление в смартфонах будущего, даст возможность использовать бесконтактные способы подзарядки мобильных устройств. А беспроводная передача энергии, о которой более 100 лет назад мечтал великий изобретатель Никола Тесла, осуществится наяву.

Заряд имеет значение

В салонах связи нам доводилось наблюдать картину: неподготовленный покупатель, консультируясь у продавца, никак не может решить, на чем остановить выбор. С одной стороны, его взгляд привлекают разрекламированные смартфоны, управляемые операционными системами типа Android или Apple iOS. А с другой, консультант торговой точки уверяет, что выглядящие архаичными кнопочные телефоны в режиме ожидания способны «держать» заряд батареи более месяца. И если для человека телефон – это рабочий инструмент, а не модный аксессуар, то быстро разряжающийся аккумулятор «слишком умных» телефонов может стать серьезной проблемой для их использования. Поэтому, увеличение срока службы батареи через повышение ее емкости одна из главных задач, которую придется решить в смартфонах будущего.

В смартфонах будущего, наравне с ростом емкости аккумуляторной батареи, важную роль будут играть новые технологии беспроводной передачи энергии на расстояние. Эти технологии помогут частично снять проблему нарастающего энергопотребления электронной начинки при увеличении мощности и функциональности смартфонов. Наконец то, о чем когда-то мечтал Никола Тесла, начало претворяться в жизни. Так группой физиков из Массачусетского технологического института (MIT) некоторое время назад был испробован метод беспроводной передачи электроэнергии на расстояние в несколько метров с потерей менее 5% энергии. В этом случае передача энергии осуществлялась благодаря технологии известной под названием «сильно связанного магнитного резонанса». В случае внедрения такой технологии подзарядки аккумуляторов мобильных девайсов в жизнь, фактически о зарядных устройствах сегодняшнего типа можно будет забыть. Останется лишь проблема зарядки смартфонов разве что в Антарктиде или на Южном полюсе.

Размером с атом

При активном использовании заряд батарейки смартфона, она обычно «выгорает» за пять-восемь часов в зависимости от модели телефона. Поэтому активные пользователи мобильного интернета, чтобы не терять связь с миром, таскают с собой блок запасных батарей. Скажем прямо, это не самое инновационное решение проблемы, и вряд ли вместе со смартфоном грядущего будет выдаваться дополнительный блок питания. Конечно, со временем аккумуляторы станут мощнее, однако энергопотребление растет быстрее. Смартфоны все меньше напоминают телефон и все больше мобильный компьютер: их экран становится больше, процессор мощнее, а функционал шире. Например, целый ряд производителей – Apple, LG, HTC, Huawei и другие – анонсировали в конце 2011 года первые смартфоны с высокопроизводительными четырехядерными процессорами. А выпущенный на рынок тогда же Samsung Galaxy Note с пятидюймовым экраном, даже внешне больше похож на планшетный компьютер, чем на телефон.

Начало: Какими станут смартфоны в будущем? (Часть 1)

 Конечно, вряд ли стоит ожидать, что у смартфонов появятся блоки встроенной памяти сопоставимые по объемам с теми, которыми оснащаются ноутбуки. Хотя и в этом отношении прогресс не стоит на месте, так например, группа специалистов из IBM Research экспериментально добились невероятной плотности хранения информации. Один бит информации исследователи смогли записать всего на 12 атомах, в то время действующие технологии хранения информации для записи бита используют миллионы атомов вещества.

Ни у кого нет сомнений, что в дальнейшем электронная начинка будет все более усложняться, а функционал устройства расширяться. Однако вместе с этим будет создаваться новая база микроэлектронных компонентов. Начинка телефона станет миниатюрнее и энергоэффективнее. Так, совсем недавно, экспериментально получен первый транзистор размеров с атом. При такой плотности элементной базы, процессоры будут походить на булавочные головки. И, несмотря на то, что производительность таких процессоров существенно возрастет, энергопотребление у них будет значительно ниже, чем у существующих ныне процессоров. 

Коммуникационная консоль

С высокой долей вероятности, смартфону будущего просто не потребуется огромная вычислительная мощность. Внутренняя архитектура абонентских устройств изменится. Сами подумайте, сейчас современные коммуникаторы напоминают швейцарские ножи с тысячей лезвий. Вы наверняка видели такие на прилавках: неуклюжие устройства со встроенными ложками, вилками, штопорами, отвертками, маникюрными ножницами и еще кучей всевозможных функций. В этих устройствах есть приспособления на все случаи жизни, вот только использовать эти приспособления в равной степени неудобно.

Телекоммуникационная индустрия нашла выход из этой ситуации – облачные вычисления. Ну, скажите, зачем встраивать в телефон мощный видеопроцессор и большой массив оперативной памяти, которые требуются для обработки видеоинформации в высоком разрешении... Обработать ее можно и в облаке, а потом по каналам беспроводной широкополосной передачи данных уже в высоком качестве передать на смартфон, аналогично можно поступать со звуком и прикладными приложениями. Все, что сегодня в силу уровня развития технологий находится в смартфоне, в будущем, вероятнее всего, переместится в облака. Там будут организованны кластеры по обслуживанию определенных функций смартфонов и коммуникаторов будущего. В облаках будет размещен всевозможный софт, файлы памяти, почтовые и другие сервисы.

Продолжение: Какими станут смартфоны в будущем? (Часть 2)

 Впрочем, программным обеспечением из облака никого не удивишь. В некоторых компаниях офисный софт уже сегодня используют из облака. И недалек тот день, когда из облака можно будет брать даже операционную систему. И тогда один и тот же коммуникатор сможет работать на любой «операционке» (если они, конечно, сохранятся в том виде, к которому мы привыкли). То есть пользователю смартфона, чтобы перейти, например, с Apple iOS на Android или обратно достаточно будет нажать одну кнопку. Доказательством тому китайский клон Nokia N9, который уже сегодня способен работать с семью операционными системами: MeeGo, iOS 5.0, HTC Sense, Windows Phone 7, BlackBerry, Samsung TouchWiz 3.0 и Symbian Anna.

Конечно, для получения тяжелых приложений или операционной системы из облака потребуются широкие каналы беспроводной передачи данных. Но, как показывают тесты, скорости передачи данных с помощью новых высокоскоростных технологий - например, LTE - близки к тому, к чему мы привыкли дома, используя проводной доступ. Уже сегодня новые технологии не привязаны к конкретной полосе частот, а используют широкий спектр. Так, технология LTE способна работать в нескольких частотных диапазонах, от 700 МГц до 3,5 ГГц. Впрочем, с высокой долей вероятности появится новая технология передачи данных, объединяющая все ныне существующие. Например, будет разработана, предсказанная еще в середине XX века Клодом Шенноном, возможность передавать информацию с помощью дополнительных компонент электромагнитных волн. За счет этого можно будет увеличить число передачи каналов на одной частоте. В результате, величина потока данных на одной частоте может возрасти на порядок.

В недалеком будущем смартфон будут выбирать только по внешним параметрам: цвету, форме, весу и так далее, а вся «умная начинка» будет «лежать» в облаке.

Мир под себя

В ближайшем будущем изменится не только внешний вид коммуникационных устройств, но и модель их использования. Смартфон будущего будет помогать человеку взаимодействовать не только с другими людьми, но и с окружающим миром. Смартфон будущего будет самостоятельно подключаться и перенастраивать под нас всевозможные электронные устройства. Например, если мы сели в кресло самолета или легкового автомобиля, то он подстраивает под наши интересы монитор, встроенный в спинку впередистоящего кресла, и интерактивную развлекательную систему. Если вошли домой, то смартфон может стать универсальным пультом управления для бытовой техники.

Благодаря всевозможным сенсорам, датчикам и высокочувствительным камерам персональное устройство станет основой для целого ряда новых сервисов. Например, встроенные газоанализаторы, датчики радиации и т.п. могут передавать информацию в единый центр обработки данных, а человек в обмен будет получать справку, о том насколько безопасна окружающая его среда и, если это необходимо, предупреждение о возможной опасности. Высокой степени интеграции смартфона будущего в окружающий мир позволит его владельцу совсем не задумываться о необходимости подзарядки устройства. Так как, с одной стороны, уровень потребления электроэнергии в смартфонах будущего будет крайне низок, а с другой, устройства будут подпитываться солнечным светом, «мусорными» излучениями бытовых приборов, бесконтактно заряжаться рядом со стационарными электронными устройствами. То есть мы можем констатировать, что эра проводных зарядных устройств подходит к концу.