手機的前世今生

2021-10-01 06:33:03 字數 3204 閱讀 4301

從2023年,馬丁·庫帕在紐約街頭用乙個約有兩塊磚頭大的無線**打了人類的第一通**起,手機發展至今日,可以說是發生了天翻地覆的變化,已經是集通話、辦公、上網、影音娛樂於一體的先進多**裝置了。不誇張地說,今天的手機就是能打**的個人電腦。

那麼,2023年的一款手機,是有哪些組成部分,才完成的這些強大功能呢?

以最新的realme x2pro為例

1.處理器(cpu)

處理器就相當於人的大腦,他是手機最重要的核心部位。在這裡,我們姑且把處理器和晶元(soc)當作乙個概念來講。當今主流的處理器可以按照ios和android進行區分:

處理器的使命,簡單一句話,就是運算。我們的手機如今能實現ai、ar、5g等功能,就是依賴於強大的處理器。

2.圖形處理器(gpu)

gpu英文全稱graphic processing unit,中文翻譯為「圖形處理器」。gpu是顯示卡的「大腦」,它決定了該顯示卡的檔次和大部分效能,在手機主機板上,gpu晶元一般都是緊挨著cpu晶元的。gpu是做影象和圖形相關運算工作的微處理器。

目前智慧型手機螢幕越來越大,系統越來越華麗,遊戲特效越來越眩目,傳統手機純cpu處理的方式已經完全不能滿足現今智慧型手機發展的需要了。

3.螢幕

目前螢幕材質一般分為兩種,一種是oled螢幕和lcd螢幕。

lcd( liquid crystal display)翻譯過來就是液晶顯示屏;lcd的工作原理主要是由兩塊平行玻璃板構成,兩層玻璃板之間再由液晶層以及偏光片、彩色濾光層等等材質組成。總結成一句話就是,lcd是需要背光照射才能顯示。也正是這樣的原因,lcd螢幕是無法支援屏下指紋的。

oled(organic light-emitting diode)翻譯過來大概是叫有機電雷射顯示。oled在構造上就簡化了許多,只需用兩層薄膜和玻璃或塑料基板,在通過oled材質自發光的特性,可以無需背光模組及彩色濾光片,也不需要一般lcd面板的灌液晶工藝,就可以實現0.5-1.8mm左右的厚度。所以相對來說,oled螢幕更適合屏下指紋,以及全面屏的封裝。國產手機目前所用的amoled螢幕,其實用的主要就是三星公司生產oled螢幕。

(下圖的90hz,指的是螢幕動畫重新整理率,原則上來說,螢幕動畫重新整理越快,視覺效果越流暢。這裡面涉及到一部分顯示器的知識)

4.攝像頭

攝像頭這塊不是我研究的主流,但是可以小講一下。想要拍個好**,需要一下幾個要素:好的影象處理器(比如現在主流旗艦都用的索尼的imx586處理器,具體資料可參考法國的dox測試實驗室),多樣的鏡頭種類(超廣角、景深等),強大的變焦能力(例如華為p30 pro的50倍變焦、oppo reno的10倍潛望變焦等)、視屏防抖等。但是有一說一,iphone的拍照、攝像能力依舊是業界大哥(得益於a13的強大演算法)。

5.屏下指紋

2018 年 1 月 24 日,vivo 正式發布了 x20 plus 螢幕指紋版,開啟了手機屏下指紋的大門。繼vivo的第一部屏下指紋手機發布之後,個大廠商也紛紛推出了自家的屏下指紋手機。

究竟什麼是屏下指紋呢我們一起來了解一下。所謂屏下指紋,正是指的在螢幕玻璃內部利用超聲波、光學等穿透技術,可以穿透各種不同的材質,無需手指與指紋模組接觸,達到識別指紋的目的來完成指紋的識別的技術。

目前主流是光學屏下指紋。光學屏下指紋識別的原理就是按壓oled螢幕後,oled產生的光線會照射手指紋理,然後光線再反射到螢幕下的指紋識別感測器上,產生指紋圖像,達到解鎖的目的。

光學式屏下指紋的優點在於不受環境光的干擾,這也提公升了它的使用體驗。但是缺點就是識別率,手上有水或汗漬都會影響解鎖率。

6.記憶體

這裡有乙個概念,ufs 3.0。ufs,其全稱為「universal flash storage」,即「通用快閃儲存器儲存」,由固態技術協會jedec訂立。2023年,jedec發布了ufs 2.1的通用快閃儲存器標準,2023年1月,jedec發布了ufs 3.0的全新標準,並在高效能、低功耗,以及速度提公升上帶來顯著的變化。同時,ufs3.0的單通道速度達到了ufs2.1的兩倍以上。由於ufs支援雙通道的雙向讀寫,所以ufs 3.0的介面頻寬最高可達23.2gbps,也就是2.9gb/s。

如果說手機在全新狀態下使用ufs 2.1和使用ufs 3.0的差距還不夠明顯的話,當手機使用一年以上,隨著手機內各種資料儲存量不斷增大,手機在呼叫資料時速度差距就會被放大。隨著手機使用年限的上公升和使用頻率是否頻繁的影響,會導致手機開始出現讀寫跟不上的問題,而這正是我們感覺「手機越用越卡」的真正原因。

7.電池與續航

手機發展到今天,我們可以看到,在安卓機陣容中,4000mah已經是標配了,就連萬年2000mah的蘋果也在新發布的iphone11上將電池提到了3500mah。我們知道,電池容量擴大無非是為了手機續航更久,但是催生的另乙個問題就是充電速度。

於是,快充或閃充技術應運而生。相信很多人都聽過,之前oppo主打的關於充電方面廣告,就是"充電5分鐘,通話兩小時"。這恰恰就是他們這款品牌,當時主打的快充技術。而這一點在當時可以說是引起了眾多手機廠商的關注,人們也是熱議紛紛,畢竟聽起來是分外吸引人的。

但「快速充電」究竟意味著什麼呢?事實上,充電速度是以瓦特數(w)來加以測量,瓦特數則是由伏特和安培的乘積計算(w=iv)。換句話說,電池的功率越高,它的充電速度就越快。

這裡涉及到兩個概念:高通qc與usb pd。快速充電是一種專有技術,可以為電池供電的裝置(主要是智慧型手機)充電,其電平將高於大多數usb標準所允許的5v和2a。市場上有許多快速充電協議,包括三星和oppo vooc的自適應快速充電,但其中以高通的qc(quick charge)和usb-if標準的usb pd是最常用的快速充電協議。若要利用高通quick charge,相關裝置都必須要支援qc規範。目前最先進的是qc4.0協議。

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