Warum Ihr Smartphone-Akku dauernd leer ist – und was Sie dagegen tun können

    3. März 2019, 10:04
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    Ein Blick auf die technischen Hintergründe und wie man die Laufzeit mit ein paar einfachen Tipps erhöhen kann

    Smartphone-Nutzer haben sehr unterschiedliche Vorlieben: Die einen wollen immer das Beste vom Besten haben und sind dafür auch bereit, viel Geld auszugeben. Für andere zählt hingegen ein optimales Preis-Leistungsverhältnis. Und so mancher Käufer soll seine Kaufentscheidung überhaupt rein an Äußerlichkeiten festmachen. Doch bei einem sind sich fast alle einig, nämlich beim größten Defizit aktueller Hardwaregenerationen: Die Akkulaufzeit ist eigentlich immer zu kurz. Das wirft die Frage auf, wie es dazu kommt, und womit man selbst Einfluss darauf nehmen kann,den Akkuverbrauch zu minimieren.

    Der Bildschirm

    Unter all den Komponenten, die bei einem Smartphone Strom verbrauchen, gibt es eine klare Nummer 1: Den Bildschirm. Und das ist eigentlich auch nicht weiter verwunderlich. Das Licht, das ein solches Gerät erzeugen muss, um die Inhalte darzustellen, braucht entsprechend Energie. Zugleich sind die Bildschirmgrößen in den vergangenen Jahren immer größer geworden, und damit die Fläche, die es auszuleuchten gilt. Gerade diese Realität ist es auch, die sämtlichen Effizienzsteigerungen der vergangenen Jahren entgegen gearbeitet hat – und natürlich der Umstand, dass wir alle unsere Geräte im Schnitt erheblich länger als je zuvor einsetzen.

    foto: andreas proschofsky / der standard
    Den größten Teil des Stromverbrauch eines Smartphones macht üblicherweise der Bildschirm aus.

    Hier ist aber auch jener Punkt zu finden, an dem die Nutzer selbst am meisten Einfluss nehmen können. Der Stromverbrauch eines Displays ist nämlich fast direkt proportional zur gewählten Helligkeit. Selbst wer diese nur leicht reduziert, kann damit schon einige zusätzliche Akkulaufzeit gewinnen. Dabei erweist es sich als nützlich, dass viele aktuelle Smartphones die Helligkeit je nach Umgebung intelligent anpassen, und die Nutzer einen Basiswert festlegen können, an dem sich die Software dann orientiert.

    Aus all dem lässt sich schließen, dass der Stromverbrauch des Bildschirms stark mit der individuellen Nutzung zusammenhängt: Wer sein Smartphone viel im Freien bei Tageslicht einsetzt, wird auch eine signifikant kürzere Akkulaufzeit haben als jemand, der vor allem am Abend zuhause etwas darauf liest. Immerhin braucht es bei starkem Umgebungslicht auch eine wesentlich größere Display-Helligkeit, um Inhalte noch vernünftig wahrnehmen zu können.

    Zusätzliche Eingriffsmöglichkeiten haben all jene, die ein Smartphone mit AMOLED-Bildschirm nutzen. Während bei LCDs der Stromverbrauch durch die bei dieser Technologie genutzte Hintergrundbeleuchtung nur minimal vom dargestellten Inhalt abhängig ist, ist dies bei OLEDs anders. Hier werden nämlich Pixel – oder genau genommen: die einzelnen Subpixel zur Farbkombination – einzeln angesteuert. Das heißt, dass nur jene Pixel Strom verbrauchen, die auch aktiv genutzt werden. Und hier ist der konkrete Verbrauch dann wiederum sowohl von Farbwahl als auch – und vor allem – der Helligkeit abhängig.

    Das bedeutet, dass bei einem AMOLED dunkle Bildschirminhalte merklich weniger Strom verbrauchen als es bei hellen Elementen der Fall ist. Wer zu einem dunklen Theme oder auch nur zu einem entsprechenden Hintergrundbild greift, kann damit also tatsächlich Strom sparen. Dabei muss allerdings auch betont werden, dass all das relativ ist: Wirklich große Unterschiede macht dies vor allem bei hohen Bildschirmhelligkeitswerten. Und um auch noch einen weiteren Mythos auszuräumen: Die Behauptung, dass nur komplett schwarze Themes Vorteile bringen, ist schlichtweg falsch. Der Unterschied beim Stromverbrauch von "echtem" Schwarz und dunklen Graustufen, wie sie viele Apps bevorzugen, ist marginal. Das liegt nicht zuletzt daran, dass Displays einen gewissen – und unveränderbaren – Grundstromverbrauch haben, womit so leichte Unterschiede bei den unteren Helligkeitswerten prozentuell gesehen wenig relevant sind.

    Was tun? Wie bereits erwähnt, lässt sich mit der Reduktion der Basishelligkeit und der Nutzung dunkler Themes bei AMOLED-Smartphones einiges an zusätzlicher Akkulaufzeit gewinnen. Ein weiterer Tipp wäre die Reduktion des Display-Timeouts: Dieses regelt, wann der Bildschirm abgeschaltet wird, nachdem das Smartphone nicht mehr genutzt wird. Wer hier einen hohen Wert eingetragen hat, verbraucht auch mehr Strom als jemand, der in den Einstellungen eine kürzere Zeitspanne angegeben hat. Zudem brauchen auch die Always-On-Displays, die bei vielen aktuellen Geräten Basisinformationen wie Zeit und Benachrichtigungen darstellen, zusätzlichen Strom – und lassen sich deaktivieren.

    Prozessor

    Das Herzstück jedes Smartphones ist der Prozessor oder eigentlich genauer: SoC (System on a Chip) – eine Kombination aus CPU, Grafikeinheit und anderen Beschleunigern für Spezialaufgaben wie Maschinenlernen (landläufig heutzutage "Künstliche Intelligenz" genannt). Dessen Stromverbrauch hängt von einer Fülle von Faktoren ab, die von grundlegenden Fertigungstechniken bis zum internen Aufbau reichen. Üblicherweise kommt bei Smartphones ein Big.Little genanntes System zum Einsatz: Während ein Teil der Rechenkerne auf hohe Performance abzielt, wurden andere auf niedrigen Stromverbrauch hin entwickelt, und kümmern sich um die weniger anspruchsvollen Aufgaben. Zusätzlich ist dem SoC oft noch ein sogenannter "Sensor Hub" zur Seite gestellt, über den lange laufende Aufgaben wie etwa Schrittzählen gänzlich abseits der CPU abgewickelt werden können – also ohne diese aufzuwecken.

    foto: andreas proschofsky / der standard
    Anspruchsvolle Aufgaben wie Augmented Reality Apps beanspruchen den Prozessor – und damit den Akku – gehörig.

    An dieser Stelle ist es Zeit für einen kleinen Exkurs, der essentiell ist, um den Stromverbrauch eines Smartphones zu verstehen. Der zentrale Trick zum Erreichen einer möglichst langen Akkulaufzeit ist es, das Gerät nach jeder Aktivität so schnell wie möglich wieder in einen stromsparenden Schlafmodus zu versetzen. Wäre dies nicht der Fall, wäre jeder Smartphone-Akku nach wenigen Stunden leer. Zudem versucht aber eben auch der Prozessor die Lasten auf die einzelnen Kerne optimal zu verteilen. Mit maximaler Performance läuft so ein Smartphone-SoC immer nur sehr kurz, was neben dem Stromverbrauch auch thermische Gründe hat: Würde man den Chip in einem Smartphone dauerhaft auf Volllast betreiben, würde er schnell überhitzen.

    Was tun? Prinzipiell können die Nutzer hier sehr wenig tun, der Stromverbrauch des Prozessors ist weitgehend von Hardware-Gegebenheiten bestimmt. Zwar kann auch über Software-Optimierungen – etwa den Tausch des Betriebssystemkerns – Einfluss auf die Lastenverteilung genommen werden, was wiederum die Akkulaufzeit verbessern kann. Dies ist aber nur etwas für fortgeschrittene Nutzer, die das nötige technische Know-How haben, um ihr Smartphone zu "rooten" und solch tiefgreifende Änderungen vorzunehmen.

    Eine kleine Ausnahme gibt es aber dann doch: Bei manchen Smartphones kann die Bildschirmauflösung über die Systemeinstellungen verändert werden. Wo das geht, ist es einen Versuch wert, zu sehen, ob man visuell einen negativen Effekt durch die Reduktion bemerkt. Denn je geringer die Auflösung desto weniger Bildpunkte muss die Grafikeinheit durch die Gegend schieben, was wiederum den Stromverbrauch reduziert.

    Kamera

    An dieser Stelle ein kleines Eingeständnis: Die Behauptung, dass der Bildschirm jene Komponente ist, die bei einem Smartphone am meisten Strom verbraucht, ist eigentlich nur halb richtig. Denn es gibt noch eine weitere Komponente, die den Akku stärker belastet: Die Kamera. Diese hat allerdings den Vorteil, dass sie im Gegensatz zum Display nicht dauernd genutzt wird. Insofern ist die reale Auswirkung auf die Laufzeit auch entsprechend geringer. Wer aber etwa gerade auf Urlaub ist und viele Fotos tätigt oder gar laufend Videos aufnimmt, wird einen deutlich erhöhten Stromverbrauch feststellen – zumal hier ja auch der Bildschirm dauernd an ist.

    Was tun? Nichts. In diesem Fall haben die Nutzer keine Eingriffsmöglichkeit außer einfach die Kamera weniger zu nutzen. Ein leichter Gewinn wäre theoretisch durch die Wahl einer geringeren Auflösung für die Videoaufnahme zu erreichen, im Vergleich zu den anderen Faktoren, ist dieser aber kaum relevant.

    Mobilfunk

    Angesichts der Fülle an Funktionen, die aktuelle Smartphones so bieten, könnte man es schon fast vergessen, aber: Im Kern handelt es sich dabei weiterhin um Mobiltelefone. Eine Funktionalität, die ebenfalls gehörig Strom verbraucht: Um erreichbar zu sein, muss das Gerät regelmäßig Verbindung zu Mobilfunkmasten aufnehmen, was etwa erklärt, warum die Standby-Zeit bei Tablets (ohne Mobilfunkanbindung) üblicherweise erheblich besser ist als bei Smartphones.

    foto: andreas proschofsky / der standard
    Ein nicht-smartes Mobiltelefon hält wesentlich länger durch – kann aber auch nicht ansatzweise so viel.

    Dieser Bereich ist übrigens auch einer derer, die es so schwer machen, in Tests allgemeingültige Aussagen zu Akkulaufzeiten zu tätigen. Hängt der Stromverbrauch für Mobilfunkverbindungen doch extrem von den Rahmenbedingungen ab. Dazu zwei Beispiele: Ist man in einer Gegend mit schlechter Netzanbindung unterwegs, sucht das Gerät nicht nur laufend nach einer Verbindung, die Datenübertragung ist auch erheblich langsamer, was wiederum dazu führt, dass das Smartphone länger wach ist. Im Extremfall führt diese Kombination dann dazu, dass das Gerät die gesamte Zeit aktiv ist, und man dem Akkustand beim Wegschmelzen geradezu zusehen kann.

    Ebenfalls so seine Probleme hat der Mobilfunk mit Gebäuden und dicken Wänden. Dies führt dazu, dass die Übertragungsqualität hier gerne mal sehr gering ist. Wer etwa den gesamten Tag im Büro verbringt, sollte insofern sicherstellen, dass das Smartphone – wenn möglich – im lokalen WLAN hängt. Dann werden die Datenübertragungen über dieses abgewickelt, was fast immer erheblich effizienter ist.

    Was tun? Innerhalb von Gebäuden sicherstellen, dass WLAN aktiviert und verbunden ist. Wenn der Mobilfunk mal nicht benötigt wird, zahlt sich der Wechsel in den Flugmodus aus. Und auch bei längeren Wanderungen in schlecht abgedeckten Gebieten, ist es oft eine gute Idee, den Mobilfunk nur zu aktivieren, wenn man ihn wirklich einmal braucht.

    WLAN

    Wenn wir schon beim Thema WLAN wären: Hier mag sich der eine oder andere an Berichte erinnern, dass WLAN bei aktiver Nutzung selbst recht viel Strom verbraucht. Das stimmt zwar – ist aber auch in der Gesamtbetrachtung ziemlich irreführend. Ja, so ein WLAN-Chip braucht bei der Übertragung einigen Strom, gleichzeitig ist er dabei aber meist noch immer sparsamer als die Alternative – also Mobilfunk. Vor allem aber ist die WLAN-Übertragung auch typischerweise flotter, was wiederum dazu führt, dass das Gerät schneller wieder in den Schlafmodus gehen kann – und wie wichtig dies für den Akkuverbrauch ist, wurde ja bereits ausgeführt.

    Was tun? Trotzdem gibt es auch hier Optimierungspotential: So Scannen etwa viele Smartphones von Haus aus laufend nach offenen Netzen, was einiges an zusätzlichem Strom verbraucht. Dies lässt sich üblicherweise über die Systemeinstellungen deaktivieren. Wer noch einen Schritt weiter gehen will, kann WLAN unterwegs gleich ganz deaktivieren, immerhin wird diese meist ja nur stationär eingesetzt. Dabei ist nützlich, dass es etwa bei aktuellen Android-Versionen möglich ist, den WLAN-Support in der Umgebung eines bekannten Netzes – also etwa zuhause – automatisch wieder aktivieren zu lassen. Und natürlich empfiehlt es sich auch, sehr langsame WLANs zu meiden.

    GPS

    Ebenfalls einen sehr schlechten Ruf in Hinblick auf den Stromverbrauch genießt das zur Standortbestimmung genutzte GPS. Aber auch das ist nur die Hälfte der Wahrheit: Wird doch bei Smartphones zur Lokalisierung meist eine Mischung unterschiedlicher Technologien benützt – darunter WLAN- und Mobilfunk-Informationen. Diese sind zwar ungenauer als GPS, aber auch erheblich flotter zu aktivieren und somit stromsparender. GPS selbst kommt deswegen meist nur zum Einsatz, wenn man eine entsprechende App wirklich aktiv einsetzt, also etwa zur Navigation im Auto oder auch zu Fuß. Genau daraus folgert dann aber auch, dass es wenig bringt, GPS einzeln zu deaktivieren, zumal der Chip bei Inaktivität praktisch keinen Strom verbraucht (das selbe gilt übrigens auch für Bluetooth und NFC).

    foto: andreas proschofsky / der standard
    GPS-Navigation kostet viel Strom – was noch dadurch verschärft wird, dass hier durchgängig der Bildschirm an ist.

    Was tun? Da GPS üblicherweise nur bei expliziter Nutzung schlagend wird, machen Eingriffe wenig Sinn – immerhin will man es ja dann auch haben. Wenn man hingegen generell keine standortbasierten Dienste verwenden will, dann ist es besser diese gleich komplett in den Systemeinstellungen abzuschalten – also nicht einfach nur GPS einzeln. Aber Vorsicht: Standortdienste werden für wesentlich mehr Funktionen eingesetzt, als den meisten bewusst ist, insofern sollte man besser vorher ausprobieren, ob dies auch keinen negativen Einfluss auf den eigenen Smartphone-Alltag hat.

    Akku

    Das mag zunächst nach einer Binsenweisheit klingen: Aber der Akku selbst hat natürlich auch Einfluss auf die Laufzeit eines Geräts. Und zwar nicht einfach nur durch seine nominelle Kapazität. Akkus altern recht schnell, was heißt, dass sie gerade bei intensiver Nutzung bald schon nicht mehr die volle Ladung erreichen können. Und das macht sich dann in einer immer weiter reduzierten Laufzeit bemerkbar. Unerfreulicherweise zeigen Studien, dass dies im Schnitt nach zwei Jahren zu ernsthaften Problemen führt – bei manchen Nutzern sogar noch früher. Ein üblicher Effekt hierbei ist etwa, dass der Akku plötzlich abstürzt, sich das Gerät also ausschaltet, obwohl der Akkustand gerade noch mit 20 oder mehr Prozent angezeigt wurde.

    Was tun? Es gibt einige Apps, mit denen der Akkuzustand geprüft werden kann, zum Teil liefern auch die Smartphones schon von Haus aus solche Informationen. Meist merken die User solche Defizite aber ohnehin auch so. Dann ist es – wenn möglich – an der Zeit den Akku tauschen zu lassen. Selbst kann man so einen Eingriff leider kaum mehr vornehmen. Zudem gibt es einige Tipps, wie man den Akku schonen kann. Dazu gehört etwa das Smartphone nicht dauernd am Ladegerät hängen zu lassen, da die immer neuen Ladezyklen die Alterung beschleunigen. Und auch Schnellladetechniken sind eine zusätzliche Belastung für den Akku. Wer diese nicht benötigt – etwa weil ohnehin immer nur über Nacht geladen wird – geht mit einem langsamen Ladegerät schonender vor. Große Kälte tut dem Smartphone-Akku ebenfalls nicht gut.

    Apps

    Neben der Hardware spielt auch die Software eine entscheidende Rolle für den Akkuverbrauch eines Smartphones. Die erfreuliche Nachricht: Hier haben die Nutzer sehr viel selbst in der Hand. Die Grundregel lautet: Mehr Apps verbrauchen auch mehr Strom – vor allem auch wenn sie mehr tun. Zwar versuchen Firmen wie Apple und Google einiges, um diesen Effekt zu minimieren, die Realität ist aber, dass Nutzer mit einer Vielzahl von installierten Apps im Schnitt eine deutlich geringere Akkulaufzeit haben als jene, die die App-Anzahl gezielt beschränken.

    foto: andreas proschofsky / der standard
    Viele Apps mögen praktisch sein, je größer die Anzahl desto höher im Schnitt auch der Stromverbrauch.

    Das hat unterschiedliche Gründe. Einerseits verbrauchen zusätzliche Apps auch zusätzliche Ressourcen. Wenn jemand etwa zehn Messenger verwendet, nehmen diese alle regelmäßig Kontakt zu den zugehörigen Servern auf, was entweder zu einem häufigeren aber zumindest zu einem längeren Aufwachen des Smartphones führt. Zudem ist bei einer Vielzahl an Apps die Chance erheblich höher, dass eine darunter ist, die entweder Systembeschränkungen bewusst austrickst oder einen Bug aufweist, der an der Akkulaufzeit nagt.

    Noch prekärer wird dies, wenn man viele Apps nutzt, die regelmäßig laufende Hintergrunddienste nutzen. Ein Problem, dass sich vor allem unter Android stellt, da Apple in dieser Hinsicht schon immer sehr restriktiv war. Google hat in den vergangenen Versionen die Schrauben zwar auch erheblich angezogen, aber die Realität zeigt, dass die aktuellsten Versionen von Android bisher nur wenig verbreitet sind. Und selbst dann kann dies den zusätzlichen Ressourcenverbrauch nur minimieren und nicht komplett verhindern.

    Was tun? Da gibt es vielerlei Möglichkeiten. Der erste Schritt ist, nicht gebrauchte Apps zu deinstallieren, und das App-Set auf das wirklich Benötigte zu minimieren. Wenn man etwas einmal wirklich braucht, kann man es ja noch immer wieder einrichten. Ein Ratschlag, der zudem auch aus einer Security- und Privacy-Sicht empfehlenswert ist. Eine App, die nicht installiert ist, kann auch nicht im Hintergrund unbemerkt Daten sammeln oder gar zum Ziel einer Attacke werden. Ebenso sinnvoll ist es, bei den verbliebenen Apps, die erteilten Berechtigungen durchzugehen und sie zum Teil wieder zu entziehen. Wenn eine App keinen dauerhaften Zugriff auf die Standortinformationen hat, kann sie auch nicht auf diesem Weg unnötig Akku verbrauchen. Hilfreich ist es zudem die Zahl der Benachrichtigungen zu minimieren, um ein dauerndes Aufwecken des Smartphones durch eingehenden Messages zu verhindern. Und dann lohnt immer der Blick auf die Akkuinformationen, wo üblicherweise gelistet wird, welche App wieviel Strom verbraucht. Sticht hier eine heraus, ist es ratsam sich nach Alternativen umzusehen. So ist etwa bekannt, dass Facebook ein Akkusauger ist, und sich etwa Facebook Lite in dieser Hinsicht wesentlich besser schlägt.

    Betriebssystem

    Neben den Apps verbraucht auch das Betriebssystem selbst ordentlich Strom, immerhin muss es ja all die Basisfunktionen zur Verfügung stellen. Und hier gibt es zum Teil erhebliche Unterschiede zwischen den Anbietern. So mancher Smartphone-Hersteller will seine Geräte mit einer Unzahl von mehr oder weniger sinnvollen Zusatz-Features ausstatten, was den Ressourcenbedarf steigert.

    Was tun? Geräte mit schlankem Android kaufen, am iPhone hat man hingegen in dieser Hinsicht ohnehin keine Auswahl.

    Bonus-Track: Finger weg

    Als kleine Zusatzinfo noch ein paar öfter zu hörende Tipps, von denen man besser die Finger lassen sollte. Da wären zunächst die beliebten Task-Killer-Apps, die mit im Hintergrund laufenden Programmen aufräumen und so auch Strom sparen sollen. Das Problem dabei: Die Behauptung ist kompletter Nonsens. Nicht aktive Apps werden bei Smartphones ohnehin automatisch eingefroren, wenn es sich dabei also nicht gerade um eine fehlerhafte App handelt, bringt dieser Schritt genau nichts. Ganz im Gegenteil, ist er sogar kontraproduktiv: Das Beenden führt nämlich dazu, dass die App beim nächsten Aufruf wieder komplett neu gestartet werden muss, was ebenfalls zusätzlichen Strom verbraucht.

    foto: andreas proschofsky / der standard
    Früher oder später wird ein Akkutausch notwendig.

    Der zweite problematische Punkt ist bei den Akku-Sparmaßnahmen einzelner Hersteller zu suchen. Diese greifen im Bestreben nach besseren Werten in dieser Hinsicht zum Teil zu sehr zweifelhaften Methoden, die ernsthafte Probleme verursachen können – etwa Verhindern, dass der Wecker läutet. Wer wirklich einmal an einem Tag noch mehr Akku benötigt, ist da meist mit den klassischen Battery-Saver-Modi besser bedient, die zwar auch diverse Begrenzungen einführen, dabei aber nicht gleich Kernfunktionen des Systems abschießen.

    In der Android-WeIt ist immer wieder der Ratschlag zu hören, die Google Play Services zu deaktivieren, um Strom zu sparen. Das geht allerdings auf ein grundlegendes Missverständnis zurück. Hierbei handelt es sich nicht einfach um eine einzelne App sondern um einen Infrastrukturdienst von Google, der von zahlreichen Apps genutzt wird. Wer die Play Services deaktiviert, fängt sich damit gleich eine ganze Reihe von Folgeproblemen ein. Ebenso kontraproduktiv ist es übrigens den Play Services einzelne Berechtigungen zu entziehen, da diese nur dazu da sind, sie an andere Apps weiterzureichen – und dort ohnehin noch mal von den Nutzern abgefragt werden müssen. Entstanden ist dieser Tipp übrigens, da gerade in früheren Android-Versionen immer wieder die Play Services in den Akkuinformationen mit großem Stromverbrauch gelistet wurden. Das Problem dabei: Unter diesem Eintrag versteckt sich meist Akkuverbrauch, der in Wirklichkeit von ganz anderen Programmen verursacht wird – eben Apps, die die Play Services nutzen.

    Fazit

    Zum Schluss gilt es einen entscheidenden Punkt in Erinnerung zu rufen: All das oben Erwähnte ist nicht als Liste gedacht, die es abzuhaken gilt. Fast jeder Trick zur Akku-Optimierungen geht mit einem gewissen Verlust an Funktionalität einher. Sei es ein Display, das man schlechter lesen kann oder auch der Verzicht auf Dienste, die man eigentlich zu schätzen weiß – oder gar benötigt. Das ist natürlich nicht das Ziel. Im Endeffekt sind solche Optimierungen also immer eine Frage der Abwägung, die man selbst sehr individuell vornehmen muss. (Andreas Proschofsky, 3.3.2019)

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