iPhone のバッテリーとパフォーマンス

iPhone のパフォーマンスとバッテリーとの関連性についてご説明します。

iPhone はシンプルで使い勝手のよいユーザ体験を実現すべく設計されています。これを可能にするには、さまざまな先進的なテクノロジーと精巧なエンジニアリングを組み合わせることが必要不可欠になりますが、そうしたテクノロジーの重要分野の一つがバッテリーとパフォーマンスです。バッテリーは複雑なテクノロジーです。バッテリーのパフォーマンスや、それに関連する iPhone のパフォーマンスには、数多くの可変要素が関わっています。すべての充電式バッテリーは消耗品で、その耐用年数 (寿命) には限りがあり、いずれは容量やパフォーマンスが低下して交換が必要になります。バッテリーが劣化すると、その影響で iPhone のパフォーマンスにも変化が表れます。以下、このことについて詳しくご説明します。

リチウムイオンバッテリーについて

iPhone のバッテリーにはリチウムイオン技術が使われています。旧世代のバッテリー技術と比べて、リチウムイオンバッテリーはより速く充電でき、より長持ちします。また、より高い出力密度を持っているため、耐用年数が延びた一方でバッテリー本体は軽くなっています。現在のところ、充電式リチウムイオンバッテリー技術は、お使いのデバイスに最適なテクノロジーです。リチウムイオンバッテリーの詳細についてはこちらをご覧ください。

バッテリーのパフォーマンスを最大限に引き出す方法

「バッテリー駆動時間」とは、デバイスの再充電が必要になるまでの動作時間のことです。「バッテリー耐用年数」(寿命) とは、新しいバッテリーとの交換が必要になるまでの持続期間を指します。バッテリーの駆動時間と耐用年数に影響を及ぼす要因の一つにデバイスの使い方があります。ただ、どのような使い方をしたとしても、バッテリーを長持ちさせるコツはあります。バッテリーの耐用年数には「化学的経年劣化」が関係してきます。これには単に時間の経過だけではなく、充電サイクルの回数や手入れの仕方などのさまざまな要因が含まれます。バッテリーのパフォーマンスを最大限に引き出し、バッテリーの耐用年数を延ばすコツについては、こちらをご覧ください。たとえば、iPhone を長期間保管するときは 50% 前後充電した状態にしておきます。また、iPhone を長時間直射日光にさらすなど、高温環境下で充電や放置するのは避けましょう。

バッテリーの化学的経年劣化が進むと

充電式バッテリーはすべて消耗品で、化学的経年劣化が進むにつれて性能が低下します。 

リチウムイオンバッテリーの化学的経年劣化が進むと充電可能な容量が低下し、その結果、再充電が必要になるまでの時間が短くなっていきます。これは、バッテリーの最大容量 (新品時と比較したバッテリー容量の基準) の低下と言うこともできます。さらに、バッテリーの最大瞬時給電能力 (ピーク電力) も低下する可能性があります。iPhone が正常に機能するためには、バッテリーが電子部品に瞬時に給電できなければなりません。この瞬時給電に影響を与える属性の一つがバッテリーのインピーダンスです。バッテリーのインピーダンスが高いと、システムが必要とする電力を供給することができません。化学的経年劣化が進んだバッテリーでは、このインピーダンスが増加する傾向があります。バッテリーのインピーダンスは、充電残量が少ない状態や低温環境下でも一時的に増加します。このような状況と化学的経年劣化が重なると、インピーダンスの増加はさらに顕著になります。こうしたバッテリーの化学的特性は、業界全体に普及しているリチウムイオンバッテリーすべてに共通するものです。

インピーダンスが高いバッテリーから電力が供給されると、バッテリーの電圧が急激に低下します。電子部品が正常に動作するには最低限の電圧が必要です。たとえば、デバイスの内蔵ストレージ、電源回路、バッテリー本体などがそうです。電源管理システムはバッテリーの性能を判断した上でこうした電力供給を行い、システムが継続的に動作できるように負荷を管理していますが、電源管理システムの能力を最大限に発揮しても継続的な動作が難しくなると、電子部品を保護するためにシステムがシャットダウン (システム終了) します。このシャットダウンは、デバイスの観点からすれば意図的な動作ですが、ユーザにとっては想定外、すなわち「突然シャットダウンした」ということになりかねません。

突然のシャットダウンを防ぐために

バッテリーの充電残量が少ない、化学的経年劣化が進んでいる、周囲温度が低いといった状況下では、突然のシャットダウンが起きる可能性が高くなります。極端な場合はシャットダウンが頻繁に起こり、その結果、デバイスが不安定になって使えなくなることもあり得ます。iPhone 6、iPhone 6 Plus、iPhone 6s、iPhone 6s Plus、iPhone SE、iPhone 7、iPhone 7 Plus では、iPhone を継続して使えるようにするために、iOS がパフォーマンスの瞬間的なピークをダイナミックに管理し、突然のシャットダウンを防ぐようになっています。ちなみに、このパフォーマンス管理機能は iPhone 固有のもので、ほかの Apple 製品には適用されません。

このパフォーマンス管理は、デバイスの動作温度、バッテリーの充電状況、バッテリーインピーダンスを総合的に判断した上で機能します。これらの可変要素を考慮した上でどうしても必要とされる場合に限り、突然のシャットダウンを防ぐために、iOS は CPU や GPU などの一部のシステムコンポーネントの最大パフォーマンスをダイナミックに管理します。その結果として、デバイスの負荷が自己分散され、システムタスクの配分がスムーズになり、パフォーマンス・スパイク (大きな負荷が瞬間的にかかる状態) が回避されます。中には、毎日 iPhone を使っていて特に違いは感じないという方もおられるでしょう。実際にどの程度の変化が感じられるかは、個々のデバイスで必要とされるパフォーマンス管理の程度によって異なります。

このパフォーマンス管理が極端な形で必要とされる状況では、以下のような変化が見られることがあります。

  • App の起動に時間がかかるようになった。
  • スクロール中のフレームレートが低くなった。
  • バックライトが暗くなった (コントロールセンターで設定の変更が可能)。
  • スピーカーの音量が小さくなった (最大で -3dB)。
  • 一部の App でフレームレートが徐々に低下する。
  • さらに極端な場合は、カメラのフラッシュがカメラの UI に表示されているにもかかわらず使用できなくなる。
  • バックグラウンドで更新されるはずの App が起動中に再読み込みされることがある。

重要な分野の多くはこのパフォーマンス管理機能の影響を受けません。たとえば以下の機能は影響を受けません。

  • 通話品質やネットワークスループット
  • 撮影した写真やビデオの品質
  • GPS のパフォーマンス
  • 位置情報の精度
  • ジャイロスコープ、加速度センサー、気圧計などのセンサー
  • Apple Pay

充電残量が少ない状態や低温環境下では、パフォーマンス管理がもたらす変化は一時的なものですが、バッテリーの化学的経年劣化が相当進んでいる場合は、パフォーマンス管理の変化が長期間続くことがあります。これは、充電式バッテリーはすべて消耗品であり、その耐用年数に限りがあり、いずれは交換が必要になる性格のものであるからです。お使いの iPhone に上記のような変化が見られ、そのパフォーマンスをもっとよくしたいとお考えの方は、バッテリーの交換をご検討ください。

iOS 11.3 では

iOS 11.3 では、このパフォーマンス管理機能が改善され、突然のシャットダウンを防ぐために必要なパフォーマンス管理のレベルが定期的に評価されるようになりました。バッテリーがピーク電力の必要条件に対応できる状態であれば、パフォーマンス管理のレベルが下がります。突然のシャットダウンが再び起こった場合は、パフォーマンス管理のレベルが上がります。この評価は継続的に行われるため、より状況に即したパフォーマンス管理が可能になります。

iPhone 8、iPhone 8 Plus、iPhone X の各モデルは、ハードウェア面でもソフトウェア面でもより進化した設計になっているため、必要とされる電力とバッテリーの給電性能の双方をより正確に見積もり、システム全体のパフォーマンスを最大限に引き出せるようになっています。これにより、異なるパフォーマンス管理システムが可能となり、iOS が突然のシャットダウンをより正確に予測し、回避できます。その結果、iPhone 8、iPhone 8 Plus、iPhone X のほうがパフォーマンス管理の影響が目立ちにくいかもしれません。しかしどの iPhone モデルであっても、時間の経過とともに充電式バッテリーの容量やピークパフォーマンスは低下し、いずれは交換が必要になることに変わりはありません。

     

バッテリーの状態 (ベータ)

iOS 11.3 には、バッテリーの状態を表示し、バッテリーの交換が必要な場合はそれを推奨する新機能 (対象は iPhone 6 以降) が追加されました。この機能は「設定」>「バッテリー」>「バッテリーの状態 (ベータ)」にあります。

さらに、ピークパフォーマンスをダイナミックに管理することで突然のシャットダウンを防ぐパフォーマンス管理機能がオンになっているかどうかをユーザ自身が確認し、それをオフにできるようにもなりました。この機能は、バッテリーの最大瞬時給電能力が低下したデバイス上で突然のシャットダウンが最初に起きた後にのみ有効化されます。この機能は、iPhone 6、iPhone 6 Plus、iPhone 6s、iPhone 6s Plus、iPhone SE、iPhone 7、iPhone 7 Plus に適用されます。

(注:iOS 11.3 にアップデートした時点では、そのデバイスのパフォーマンス管理は無効化されていますが、その後デバイスが突然シャットダウンすると再び有効化されます。)

すべての iPhone モデルには基本的なパフォーマンス管理が組み込まれており、バッテリーやシステム全体が仕様通りに動作し、内蔵コンポーネントが保護されるように設計されています。高温/低温時の動作や内部電圧管理もそのひとつです。この種のパフォーマンス管理は安全性や正常な動作に必要なもので、オフにすることはできません。

バッテリーの最大容量

「バッテリーの状態」画面には、バッテリーの最大容量やピークパフォーマンス性能などの情報も表示されます。 

バッテリーの最大容量は、新品時と比較したバッテリー容量の基準です。最初にアクティベートされた時点ではバッテリーの最大容量は 100% ですが、化学的経年劣化が進むにつれて低下し、1 回の充電で使用できる時間が短くなることがあります。 

通常のバッテリーは、通常の条件下で使用された場合、フル充電サイクルを 500 回繰り返した後も本来の蓄電容量の最大 80% を維持するよう設計されています。Apple 製品 1 年限定保証には、欠陥バッテリーに対する修理サービス保証が含まれています。製品保証の保証対象外であっても有償でバッテリーサービスを受けられます。充電サイクルについて詳しくはこちらをご覧ください。

 

バッテリーが劣化するにつれて、ピークパフォーマンスに対応する能力も低下することがあります。「バッテリーの状態」画面には「ピークパフォーマンス性能」のセクションがあり、ここには以下のメッセージが表示される場合があります。

パフォーマンスが正常な場合

バッテリーが通常のピークパフォーマンスに対応できる状態で、パフォーマンス管理機能が適用されていない場合は、以下のメッセージが表示されます。

お使いのバッテリーは、現在、標準のピークパフォーマンスに対応しています。

パフォーマンス管理が適用された場合

パフォーマンス管理機能が適用された場合は、以下のメッセージが表示されます。

この iPhone で、必要なピーク電力をバッテリーが供給できなくなったため、突然のシャットダウンが発生しました。この現象が再度発生しないように、パフォーマンス管理が適用されました。無効にする…

ここでパフォーマンス管理機能を無効にすると、(ユーザが手動で) 再びオンにはできなくなります。この機能は、突然のシャットダウンが発生した時に (自動で) 再びオンになり、無効にするオプションも表示されます。

バッテリーの状態が不明な場合

iOS がデバイスのバッテリーの状態を判定できない場合は、以下のメッセージが表示されます。

この iPhone では、バッテリーの状態を判定できません。バッテリーに関するサービスは、Apple 正規サービスプロバイダが対応します。サービスオプションについての詳しい情報…

原因として、バッテリーが正しく取り付けられていないか、バッテリー部品が不明である場合が考えられます。

パフォーマンス管理をオフにした場合

適用されたパフォーマンス管理機能をユーザが無効にした場合は、以下のメッセージが表示されます。

この iPhone で、必要なピーク電力をバッテリーが供給できなくなったため、突然のシャットダウンが発生しました。パフォーマンス管理による保護を手動で無効にしています。

この後、デバイスが再び突然シャットダウンするとパフォーマンス管理機能が再適用されます。その際、オフにするオプションも表示されます。

バッテリーが劣化している場合

バッテリーが著しく劣化している場合は、以下のメッセージも表示されます。

お使いのバッテリーは著しく劣化しています。Apple 正規サービスプロバイダでバッテリーを交換すると、最大限のパフォーマンスや容量を取り戻すことができます。サービスオプションについての詳しい情報…

このメッセージは安全性の問題を示すものではありません。このバッテリーを引き続きお使いになっても問題ありません。ただし、バッテリーとパフォーマンスの問題がより顕著に感じられるようになるかもしれません。バッテリーを交換すれば快適に使えるようになります。

バッテリーの交換をご希望の場合は

バッテリーの経年劣化によってデバイスのパフォーマンスに影響が出ているためにバッテリーの交換をご希望の方は、こちらからお手続きをしてください。

バッテリーのサービスとリサイクルについて詳しくはこちらをご覧ください。

公開日:Fri Mar 30 10:15:07 GMT 2018