un blog de Radu Dumitru

►► canalele mele de YouTube: youtube.com/RaduDumitru (personal) și youtube.com/NwraduBlog (tech) ◄◄

Ce este un ecran LTPO și de ce doar flagship-urile de top folosesc unul pentru refresh cu adevărat variabil

14 Feb 2022  ·

TEHNOLOGIE  ·

12 comentarii

Nu toate ecranele de telefon cu refresh mare sunt create egale. Unele au refresh fixat la o valoare mare. Altele se laudă cu refresh variabil, dar de fapt pot comuta doar între anumite trepte de refresh, de exemplu pot lucra la 60 Hz și 120 Hz sau poate la 48, 60, 90 și 120 Hz, depinde de model și controller. Și apoi sunt ecranele LTPO, considerate cele mai bune în acest moment și rezervate doar flagship-urilor cele mai flagship (de exemplu, din seria S22 doar S22 Ultra are LTPO). Cele LTPO pot varia pe o plajă mult mai mare refresh-ul, de exemplu între 10 și 120 Hz sau chiar 1 și 120 Hz, și deci oferă o economie suplimentară de energie.

Refresh-ul variabil este foarte util în creșterea autonomiei. Ca scurtă explicație, refresh înseamnă de câte ori pe secundă este actualizat ecranul, valori uzuale acum fiind de 60, 90 sau 120 de ori. Să zicem însă că citești un site sau te uiți la o fotografie, momente când ecranul de fapt stă neschimbat câteva secunde. Ce rost ca acesta să fie totuși actualizat de 120 de ori în fiecare secundă cu aceeași imagine, ceea ce înseamnă că în interior controllerul de ecran și multe alte componente lucrează de 120 de ori în fiecare secundă cu consumul energetic de rigoare, dacă nu este nimic nou de afișat? Așa că, pe unele telefoane cu refresh variabil, software-ul de control schimbă refresh-ul în funcție de situație, micșorându-l poate chiar la 1 Hz când nu se “mișcă” nimic pe ecran și crescându-l rapid la 120 Hz când dai un scroll sau deschizi vreo aplicație.

Scopul refresh-ului mare este să facă animațiile mai fluente, mai plăcute ochiului. Scopul refresh-ului variabil este să reducă consumul energetic atunci când ecranul este static sau nu are ce animații fluente să afișeze. Ca mecanism este deci foarte important, iar niște teste din anii trecuți au arătat un consum chiar și cu 15% mai mic pentru astfel de telefoane.

LTPO este o tehnologie de fabricare a ecranelor OLED care reușește să îmbină ambele elemente importante: refresh mare și variabil cu economie energetică maximă. Astfel de ecrane sunt însă costisitoare, așa că au fost rezervate tradițional doar flagship-urilor scumpe, acolo unde clienții așteaptă the very best.

În caz că sunteți curioși și cum realizează acestea, citiți în continuare.

Un ecran AMOLED este alcătuit din mai multe straturi. Un strat este cel de pixeli care se aprind în diverse culori. Ca analogie, închipuiți-vă o rețea mare de becuri.

Un alt strat este o rețea de tranzistoare al căror rol este să comande aprinderea și stingerea fiecărui pixel individual. Ca analogie, închipuiți-vă o rețea mare de întrerupătoare, fiecare asociat unui bec (pixel) din stratul de mai sus. Stratul acesta se numește switching TFT, adică stratul de comutare, TFT însemnând thin-film transistor, adică o rețea subțire de tranzistoare ce îndeplinesc acest rol de “întrerupătoare” on/off.

Al doilea strat implicat este cel numit driving TFT, stratul de control. Aici avem o altă rețea de tranzistoare care controlează și variază curentul ce alimentează fiecare bec (pixel) al ecranului pentru a-i varia astfel luminozitatea.

Acum imaginați-vă cum lucrează de fapt un ecran AMOLED. La o rezoluție de 2400 x 1080 pixeli, înseamnă o rețea de peste 2,5 milioane de pixeli ce trebuie controlată, ba chiar de trei ori mai mare pentru că fiecare pixel este format din 3 subpixeli de culoare care de fapt sunt controlați individual. De câte ori faceți un scroll pe ecran pe Instagram sau când vă uitați la un clip pe YouTube, controllerul de ecran comandă prin stratul switching TFT aprinderea și stingerea a sute de mii, poate milioane de pixeli și apoi prin driving TFT stabilește curentul de trebuie dat către milioane de pixeli pentru a avea luminozitatea și culoarea necesară afișării imaginii.

Și uneori asta se întâmplă de 120 de ori în fiecare secundă. Când pui lucrurile în această perspectivă, gândiți-vă ce avansată este de fapt o astfel de tehnologie și câte sute de milioane de subpixeli controlează cu precizie absolută în fiecare secundă. Microelectronica a depășit de mult alte tehnologii uzuale din viața noastră.

Sunt diverse tehnologii disponibile pentru a produce cele două straturi de TFT-uri importante în această discuție. O tehnologie este LTPS (Low-temperature polycrystalline silicon, care descrie metoda de realizare a stratului respectiv), care permite densitate mare de tranzistoare (adică o rezoluție mare a ecranului, că poți înghesui multe tranzistoare în fiecare milimetru pătrat), dar are și un consum energetic mare. LTPS face însă o rețea rapidă de tranzistoare, adică unele care pot fi pornite și oprite de multe ori pe secundă pentru refresh mare.

O altă tehnologie este cea numită IGZO (indium gallium zinc oxide, din nou descrie metoda de producție și materialele implicate). IGZO este mai populară pe ecrane de computer, iar avantajul ei este un consum energetic mai mic pentru că folosește materiale mai șmechere. Dezavantajul este că nu este la fel de rapidă precum LTPS.

LTPO, ca să ajungem și la el, este un acronim de la low-temperature polycrystalline oxide. După cum am lăsat deja să se înțeleagă, LTPO combină cu succes cele două tehnologii de mai sus: LTPS pentru stratul de comutare, care poate asigura refresh-ul rapid, și IGZO pentru stratul de control, ceea ce reduce per total consumul energetic al rețelei de tranzistoare și al controllerului implicat. Cu aceste avantaje, devine fezabil un ecran cu refresh foarte variabil.

Așa funcționează. Ca tehnologie, Apple a inventat LTPO-ul în colaborare cu LG. Apple Watch 5 a fost primul dispozitiv cu un astfel de ecran.

Samsung a dezvoltat în paralel o tehnologie foarte asemănătoare numită HOP (hybrid oxide and polycrystalline silicon). Mulți zic că au preferat să o facă de la zero pentru a nu plăti patente către Apple. Lăsând patentele la o parte, treaba asta mă face să cred că de fapt ecranele din telefoane sunt de fapt HOP, nu LTPO, dacă vrem să fim foarte corecți în exprimare, dar am văzut că toată lumea, inclusiv producătorii lor, le spun LTPO.

Samsung este un mare furnizor de astfel de ecrane. Apple, deși a dezvoltat împreună cu LG această tehnologie, nu a comandat niciodată ecrane de la LG. Cele din iPhone 13 Pro și Pro Max sunt ecrane produse de Samsung pentru Apple. LG produce ecranele din iPhone 13 și 13 Mini (alături de mici cantități asigurate de BOE), care folosesc tehnologie LTPS în ambele straturi.

LG poate produce ecrane LTPO. Zvonurile spun că vor produce unele pentru viitoarele iPhone 14 Pro Max, dar rămâne de văzut. BOE este un alt producător de astfel de ecrane. Probabil toți vor furniza către Apple în viitor, având în vedere că această companie trebuie să dea ceva de muncă și chinezilor de la BOE ca să nu aibă probleme în acea piață.

Am zis întâi de Apple pentru că reprezintă principalii utilizatori de astfel de ecrane LTPO, având în vedere volumele de vânzare pentru iPhone 13 Pro și Pro Max. Există alte telefoane cu ecran LTPO în piață:

  • Samsung S21 Ultra și S22 Ultra
  • Samsung Z Fold3 și Z Flip 3
  • Oppo Find X3 Pro
  • OnePlus 9 Pro și 10 Pro
  • Google Pixel 6 Pro
  • Xiaomi 12 Pro
  • Realme GT2 Pro

și or mai fi și altele. În curând vor fi tot mai multe. Așa cum AMOLED-ul a apărut pe flagship-uri și apoi s-a răspândit pe toate telefoanele, pe măsură ce s-a stabilizat producția și au scăzut costurile, la fel se va întâmpla și cu LTPO-ul.

OnePlus 10 Pro s-a lansat cu o tehnologie numită LTPO 2.0. Este fabricat tot de Samsung și nu este clar care sunt diferențele. În general se crede că tehnologia de comutare și de control este mai rapidă, iar telefonul poate schimba și mai rapid refresh-ul atunci când este cazul. Clip de mai jos arată telefonul făcând mai rapid astfel de operațiuni. Așteptarea mea este că flagship-urile acestui an să folosească LTPO 2.

Refresh-ul se poate afișa pe ecranul telefonului activând o opțiune din meniul Developer options. Pentru a activa întâi acest meniu, mergeți în Settings > About Phone > Build number și apăsați de 7 ori pe Build number. Nu vă jucați cu alte opțiuni prin Developer Options, că nu degeaba e ascuns din fabrică.

Telefonul meu, un S20, stă la 120 Hz întotdeauna, că are doar refresh mare, nu și variabil.

Photo by Umberto on Unsplash

    12 comentarii

  1. Ochiul uman incepe sa perceapa ca fiind cursiva o miscare de pe la 15 cadre pe secunda, de pe la 25 in sus este perceputa ca fluida.

    Orice e peste 30 fps este marketing, nu faci diferenta intre 30, 60 si 120 cadre pe secunda pentru ca nu esti Super Man sau The Flash.

      (Citează)

    • Dacă tu ai un ochi simplu, Gaelex, nu Înseamnă că și ceilalți suntem la fel. E marketing pentru tine.
      La scenele rapide dar liniare, de exemplu filmări din drona ale unui teren, se vede de fiecare dată o diferență majoră pana la 60-90 fps.

        (Citează)

    • Te asigur, ca ochiul uman poate face usor diferenta intre 24, 30, 60, 90, 120 si chiar mai sus. Ca utilizator de monitoare LCD si mai nou OLED de 100+ Hz de multi ani, simt imediat ce scade frecventa monitorului. In primul rand vizual, pentru ca inclusiv la 60 Hz poti vedea miscarea in „trepte” (in special cursorul mouse-ului) odata ce te-ai obisnuit cu frecventa mare. Dar, cel mai important, atunci cand tu activezi elementele de pe ecran, simti imediat un timp de raspuns mult mai mic, actiunea fiind instantă. La fiecare dublare de framerate, scade la jumatate si timpul necesar pentru afisarea miscarii.

      Daca la 30 fps ai 33,3 ms per frame, la 60 ai 16,6 si la 120 ai 8,3 ms. E imposibil sa nu simti o diferenta atat de mare. Mai ales daca ai un panel rapid si periferice care la randul lor sunt rapide. De-aia in general 120 Hz sau mai sus pe PC are avantaje in special in gaming. Ca mousii de gaming au pooling rate de 1000 Hz sau mai mult (Razer a lansat si unul cu 8000), deci, exista chiar si mult loc de imbunatatire pentru monitoare. Abia s-a dezvoltat primul monitor de 500 Hz.

        (Citează)

    • Nu e vorba de percepția ochiului ci de BATERIE! Așa cum zicea și Radu aceste ecrane reduc destul de mult consumul de electricitate…

        (Citează)

    • Gaelex, inseamna ca nu ai utilizat niciodata un telefon care poate 120hz, dupa ce folosesti unul de 120 nu te mai poti intoarce la unul de 60, ai impresia ca sacadeza
      cel mai simplu se vede daca ai un telefon care suporta asa ceva si comuti intre cele 2 valori: 60 si 120 ca sa vezi diferenta
      e adevarat ca diferentele la FPS-uri se vad din ce in ce mai putin cu cat cresc:
      24/30 vs 60 foarte vizibil
      60 – 120 vizibil
      >120 putin vizibil daaar conteaza mult si cat de rapid se misca obiectele in pe ecran, cu cat parcurg o distanta mai mare intr-un timp scurt diferentele sunt foarte vizibile

        (Citează)

  2. Cred că anumite informații din articol sunt greșite. Ca tehnologie, LTPO a fost inventată de Apple, ei deținând patentele pentru ea, iar LG s-a ocupat strict de producere a ecranelor care folosesc această tehnologie.
    Iar primul device cu ecran LTPO a fost Apple Watch 4, nu 5. Cel din urmă a fost primul ecran cu LTPO și Always-On.
    Și pentru că nu-mi place să vorbesc fără dovezi:
    – despre AW4: https://support.apple.com/kb/SP778?locale=en_US, unde scrie negru pe alb: „LTPO OLED Retina display with Force Touch”
    – patentele LTPO ale Apple: https://www.patentlyapple.com/patently-apple/2018/09/apple-watch-4-uses-patent-pending-ltpo-tft-technology-to-extend-battery-life.html

    Parcă mi-aș dori o documentare mai temeinică atunci când publici un post care se dorește a educa cititorii…

      (Citează)

    • Si cat esti dispus sa platesti? Mi se pare penibil sa ai asemenea pretentii asupra muncii unui om care nu iti datoreaza nimic. Cand ai facut ultima oara un astfel de articol documentar incercand sa dai niste explicatii si pentru persoane non-tehnice?

      Este foarte bine ca ai sesizat gresala asta, dar articolul are cu totul alt subiect si nu este cu nimic mai valoros cu mentiunile tale sau fara. Subiectul principale este functionarea ecranelor cu refresh rate variabil.

      Era de ajuns sa precizezi greselile si Radu iti multumea si le corecta. De ce toti pe internet trebuie sa venim cu tonul asta arogant si ironic?

        (Citează)

    • Apple nu a inventat LTPO (US patent e din 1994 – Fonash Stephen; poate l-a cumpărat crapple)… că tot țipi cu cercetarea înainte.

        (Citează)

    • @Ciprian: în general ai dreptate, dar acum nu se aplică ce spui tu din mai multe motive:
      1. pentru că nu e prima dată când face asta, și nici a doua și nici ai treia :) cred că ai înțeles ideea
      2. pentru că decât să înveți pe cineva greșit mai bine nu înveți deloc
      3. ce-i drept nu am plătit, dar am donat pentru a mă documenta, dar sursele au fost de încredere ;)
      4. ai perceput greșit tonul folosit în exprimare, pur și simplu îmi arătam mâhnirea, căci sunt cititor vechi și-mi place cum scrie autorul; dacă eram indiferent, pur și simplu ignoram și treceam mai departe

      Cât despre Cosmin, el e altul care vorbește doar să se audă vorbind. Cred că a făcut confuzie de termeni, referindu-se mai degrabă la LTPS nu LTPO, mai multe detalii aici: https://en.wikipedia.org/wiki/Low-temperature_polycrystalline_silicon

        (Citează)

    • Cu atat mai mult daca esti cititor vechi sti ca este one man show, este imposibil sa nu gresasca. Ma gandesc ca o comunitate este aici sa ajute nu sa taxeze extra. De cate ori a refuzat Radu sa fie corectat, doar pentru acesta fapt merita sa o facem intr–un mod non-agresiv/dezamagit.

      “1. pentru că nu e prima dată când face asta, și nici a doua și nici ai treia :) cred că ai înțeles ideea” – nu o sa fie nici ultima, toti gresim.

      “2. pentru că decât să înveți pe cineva greșit mai bine nu înveți deloc” – cine are nevoie de informatii in domeniul patentelor nu se foloseste de bloguri. A gresit, este foarte bine ca ai venit cu informatia corecta.

        (Citează)

    • Ciprian, îmi pare rău dar nu pot fi de acord cu tine, nu este acel tip de greșeala peste care se poate trece așa ușor. Pur și simplu îl costa 2 minute în plus să se documenteze.

      Uite, chiar tu ai o greșeală care nici măcar nu ar merita menționată dacă nu era să-mi fie mie utilă pentru a face comparația: „este imposibil sa nu gresasca.”. Pentru astfel de greșeli, da, ai fi avut dreptate, iar eu aș fi fost doar un alt căcănar/hater de pe internet.

      Dar aici nu a fost cazul, intenția lui a fost bună dar cam atât. Totuși nu pot să nu mă bucur că sunt persoane care consideră altfel, dar care argumentează atunci când e cazul.

        (Citează)

  3. “Ca tehnologie, Apple a inventat LTPO-ul în colaborare cu LG. Apple Watch 5 a fost primul dispozitiv cu un astfel de ecran.”
    … ca să țină măcar 14 ore bateria…

      (Citează)

    Alătură-te discuției, lasă un mesaj

    E-mail-ul nu va fi publicat. Fără înjurături și cuvinte grele, că vorbim prietenește aici. Gândiți-vă de două ori înainte de a publica. Nu o luați pe arătură doar pentru că aveți un monitor în față și nu o persoană reală.

    Apăsați pe Citează pentru a cita întreg comentariul cuiva sau selectați întâi anumite cuvinte și apăsați apoi pe Citează pentru a le prelua doar pe acelea. Link-urile către alte site-uri, dar care au legătură cu subiectul discuției, sunt ok.


    Prin trimiterea comentariului acceptați politica de confidențialitate a site-ului.



    Vreți un avatar în comentarii? Mergeți pe gravatar.com (un serviciu Wordpress) și asociați o imagine cu adresa de email cu care comentați.

    Dacă ați bifat să fiți anunțați prin email de noi comentarii sau posturi, veți primi inițial un email de confirmare. Dacă nu validați acolo alegerea, nu se va activa sistemul și după un timp nu veți mai primi nici alte emailuri

    Comentariile nu se pot edita ulterior, așa că verificați ce ați scris. Dacă vreți să mai adăugați ceva, lăsați un nou comentariu.

sus