新旧SIM卡耗电新说 新旧sim卡耗电从逻辑角度说起

关于“新旧SIM卡待机耗电量差10倍”的说法可谓莫衷一是，支持、反对和中立者均有。通过实验复测推测，从手机逻辑处理的角度来讲，纠结于“新旧SIM卡待机耗电量差10倍”的问题毫无益处，其实应该归结为“手机终端在进行SIM卡处理部分的逻辑异常是否会导致耗电量剧增”问题。所以，无论支持方还是反对方的实验，都存在将个案扩大化、样本量偏少的问题。
一、缘起
关于“新旧SIM卡待机耗电量差10倍”的说法可谓莫衷一是，最早出自沈阳日报的《手机电池不耐用或SIM卡作怪：别使用两年以上》，后来就直接以子段落标题“新旧SIM卡待机耗电量差10倍”在微博传开了。通信专业教师@奥卡姆剃刀 则用实验反驳其说法，认为“新旧SIM卡待机耗电量差10倍”是流言。后来也有从业者@戏龙浅底虾 发表博客，认为两者的观点都有失偏颇，主要是将个案扩大化。
二、复测沈阳日报说法
俗语说“空穴来风，未必无因”。虽然对通信原理一窍不通，惊喜的发现，我有沈阳日报报道中的各种复测条件。

我目前使用的SIM卡，是06年入网的移动动感地带卡。因今年进行手机应用研究，所以SIM卡插拔就多了起来，结果导致现在在Nokia C5-00手机，开机后会不停弹出“SIM卡应用：没错，我就是M-Zone人”，无法关闭，只能按home键“忽略”；中兴U880 Android 2.3在“TD优先”模式后更惨，这个对话框经常关不了，导致除关机菜单之外其余屏幕内容均被锁死而无法操作，只能先开启飞行模式，再切换回来。
后来仔细一看，应该是卡表面氧化和刮损较严重，导致手机在开机后对SIM卡的操作过程中，出现了异常。但除此之外，Nokia C5手机的日常待机并无异样（3天4天不在话下），中兴U880的 Android 2.3在精简各种app后日常也能使用1天多（上下班刷微博的情况下）。乍看上去，沈阳日报的说法是假的？因此，就有了这次根据Nokia Energy Profiler的复测。
为了验证说法，还借了同事的正常SIM卡进行基准测试。凑巧的是，同事的也是06年的中国移动神州行旧卡，这下就是全旧卡对照实验了。
每次复测都会重新开机，待所有应用载入后测试；复测实验结果如下：
（1）复测实验A：氧化和刮损严重的SIM旧卡，在Nokia不锁定键盘的时候，每1分钟就会亮一次屏幕，持续15s（系统设定的节点保护时间；见图）。由于屏幕是手机耗电大王，所以直观表现就是大幅度耗电，耗电程度视乎节点保护时间而定。


（2）复测实验B：氧化和刮损严重的SIM旧卡，在Nokia锁定键盘的时候，每1分钟就会出现一次CPU高占用异常，直观表现就是功耗尖峰突出。但总体功耗极低。

（3）复测实验C：正常SIM旧卡，表现稳定，总体功耗极低。

（4）复测实验D：氧化和刮损严重的SIM旧卡，在Nokia中用C2ZBIN+屏蔽SIM卡补丁后。表现稳定，总体功耗极低。

从以上待机复测实验上来看，SIM旧卡，更确切来说，SIM卡异常，而导致耗电是有可能的。
三、从STK切入手机处理SIM卡逻辑异常
把“SIM卡应用：没错，我就是M-Zone人”去掉的屏蔽SIM卡补丁，实际上是干扰了手机处理STK的逻辑。STK（SIM Application Toolkit）固化在SIM卡，主要用于提供各种增值服务。而操作过程，详细见@智能卡技术 的文章《关于SIM卡的STK应用》：

既然手机在处理STK的逻辑上确实存在异常，那具体症结在哪呢？本来最正确的做法是调试Nokia上面的塞班系统，但塞班资料难寻；后来想到，既然中兴 U880 Android 2.3也存在对话框无法关闭问题，不如从它入手来相互印证猜测。为此，使用“adb logcat -b radio”获取中兴U880 Android 2.3的相关日志后，搜索DISPLAY_TEXT进行上下文查找（DISPLAY_TEXT含义见《STK(三)：STK开机启动后流程解析》），发现DISPLAY_TEXT的上下文都和sim卡操作存在显著相关，比如在读取sim卡上的快速拨号列表时（AT+CRSM=178,28474）突然要求DISPLAY_TEXT；还有一处，更是提示卡存在问题，那就是手机无法读取sim卡上的短信：
D/GSM ( 1549): [SimSmsInterfaceManager] getAllMessagesFromEF
……
V/RIL ( 1219): onRequest: send command:AT+CRSM=XXX,XXXXX,X,X,XX,,XXXXXXXX
……
V/MARVELL_TEL_ATCMD( 1379): atRespStr: athandle = 327781, resultCode = 3, errCode = 13, respString = (null)
……
D/RIL ( 1219): <<====[Recv AT cmd][5] +CME ERROR: 13
……
D/RILJ ( 1549): [0074]< SIM_IO error: com.android.internal.telephony.CommandException: GENERIC_FAILURE
......
D/GSM ( 1549): [SimSmsInterfaceManager] Cannot load Sms records
D/STK ( 1549): StkAppService: DISPLAY_TEXT

（左边是正常SIM卡的读取日志，右边为损坏SIM卡的读取日志。点击后可查看大图）
从功能机（即非智能机）过来的玩家，大多会对手机可存储联系人和短信的条数有着深刻的印象。功能机上这个数目通常并不多，经常要为难删哪条，还要分配存储在 SIM卡和手机上的比例。到了智能机时代，许多原本SIM卡承担的功能已经弱化，但从这个错误日志可以看到，由于兼容性的需求，这部分会仍有保留。而两部手机在处理这个SIM卡短信这个地方，确实都存在异常：四、归纳与结论至此，可以进行归纳总结了。SIM卡（Subscriber Identity Module）由CPU、ROM、RAM、EEPROM和I/O电路组成，所承担的远不仅是鉴权作用，它在历史上还承担有存储非鉴权信息（联系人、短信、快速拨号等）、增值服务（STK）等许多功能。而这些功能必然要求手机终端具备一系列配套处理逻辑。若手机对来自SIM卡的异常考虑不周，确实不排除会出现处理逻辑异常，而其造成的后果，均需要结合场景来评估。比如SIM卡由于氧化导致短信存储存在问题的情况下，从复测案例来看，在绝大部份情况下对智能机的耗电影响轻微，这得益于其将短信存储功能早已转移到巨大的手机存储空间；但另一方面，如果这个场景放到功能机（即非智能机），恐怕就不那么乐观了。而沈阳日报的案例，确实也不排除遇到的SIM卡异常这种异常使得在纯粹待机耗电量上，出现有10倍差异。要注意的是，新闻中并没有说明主角的使用手机习惯，所以真实的待机时间，无法推导出来。因此可以作出一个最终结论，从从手机逻辑处理的角度，纠结“新旧SIM卡待机耗电量差10倍”的问题毫无益处，其实应该归结为“手机终端在进行SIM卡处理部分的逻辑异常是否会导致耗电量剧增”问题：当SIM卡由于氧化损坏等导致包括接触不良、物理损坏在内的各种物理异常，或者由于SIM卡数据结构不标准等的各种逻辑异常时，会有可能导致手机在处理SIM卡上出现逻辑异常；但是否造成信号丢失、耗电等各种后果，以及其严重程度，均需要视乎情况而定（包括手机型号、SIM卡异常程度、手机处理逻辑片段等），根本不可能得出一个通用数值。所以，无论支持方还是反对方的实验，都存在将个案扩大化、样本量偏少的问题。实际上，因SIM卡问题引发逻辑处理异常而导致的耗电问题，在维修店和手机玩家上都时有听闻，甚至不乏引发信号不稳的情况。如下截图，就分别代表了SIM卡物理异常和SIM卡逻辑异常（对于国外改卡机而言，国内卡可作为一种输入异常看待），引发手机耗电较高问题。（PS：最近几年出现的剪卡潮，会否导致这类问题，希望看到相关案例）五、对于普通用户的建议：纠结这个并无必要纠结于手机对SIM卡逻辑处理异常导致的耗电问题，究竟有没有必要？个人认为，对于绝大部分普通用户（即非开发者和手机深度DIY玩家）而言其实并无必要。因为对于塞班s60智能机、以及功能机的普通用户，考虑到出现这种问题的概率应该还是偏低，无需过于担心。而对于绝大部分安卓、苹果的智能机用户而言，则更无必要舍本逐末，因为这些智能机的耗电绝大多数是在：（1）越来越大的大屏幕。屏幕越大必然越耗电。此部分不阐述。（2）大量手机应用的安装、后台常驻。应用越多，特别是常驻应用越多，耗电必然越严重。实际上，这也是root/越狱支持和反对者经常交锋的点之一：安全研究者用各种血的案例说明root/越狱的不安全，并呼吁不要这么做；而用户又确实反感各种强制定制应用所带来的耗电困扰，同时又要寻求自由修改系统的权利。这使得手机应用开发者在选择保护用户隐私的加密手段时，很多时候感到左右为难。（3）各种不必要服务的开启，比如GPS等。（4）频繁开关屏幕使用应用，就是（1）+（2）+（3）=Game Over。因此，少装应用，经常杀进程、关闭非必要功能、不要频繁使用手机才是省电王道。如果实在担心由此引发的耗电，又不想换卡的话，用橡皮擦干净，就是好方法。六、对于行业人员的建议对于通信行业的从业者、学术研究者而言，建议到各大手机维修点和运营商营业厅，针对此问题进行大面积调研。相信，应该会有些特别的案例值得挖掘。而对于手机底层开发者来讲，期待有开发者出来撰文，阐述有关SIM卡物理异常所导致逻辑处理异常问题和经验。同时也期待有非智能机开发者讨论这个问题，因为有人提到，功能机对SIM卡具有较高依赖性，其操作SIM卡的程度要大于智能机。另外，本文一稿发出后，@智能卡技术 评论到：其实怎么说呢？“新旧SIM卡耗电差10倍”的结论肯定是错的，至于旧SIM卡因表面锈蚀磨损接触不良引起的额外耗电，其实和不同卡商的SIM卡质量有关，和新旧关系不大。有些卡商的卡用了1年可能就锈蚀磨损，有的用10年也没事。不同的SIM卡芯片也会不同，所以片面地用SIM卡的新旧来划分欠妥。（2012-12-28 09:05）所以，从SIM卡质量本身出发考察这个问题，也不失为一个研究方向。还有，这场争议传播得如此之快，其很大程度上是因为对“待机”两字的理解不一致。所有涉及的待机实验、还有说明书上的标称待机时间，其实是在理想状态下（没有开启任何应用下、sim卡和信号良好）测出的续航时间；但大家理解的待机，包括各种评测文章所说的待机，是指用户在各种环境、各种操作习惯下的续航时间。这两者数值都没有错，但往往相差巨大，而微博上的传播，大多是用后者来理解前者，因此传播之快，误解之多，意料之中。