手機硬件十年來一直發(fā)展緩慢,2003年前后,微軟推出了smartphone,手機開始堆硬件。
2007年,蘋果手機的出現大大加快了堆硬件的速度,Android的跟進更是讓堆硬件登峰造極。
2007年的iPhone,CPU性能相當于早期的奔騰2,屏幕連VGA都沒有達到。
2012年,四核環(huán)蛇核心已經追近雙核的Ahtlon64和酷睿,屏幕即將達到1080P,顯卡性能也向第二代游戲機的水平挺進。
PC走了10年的硬件升級道路,智能手機5年就走完了。手機硬件發(fā)展到頭了嗎?以后再沒有硬件差異化了嗎?
從現在的一些趨勢看,似乎還有差一點點,讓我們來展望一下未來手機硬件的發(fā)展方向
一、處理器
手機處理器目前的總體性能已經過剩,四核心處理器得到軟件的支持不好,也沒有殺手級的應用推動四核甚至八核,16核。除了跑分軟件和超高清視頻的軟解壓,很少應用需要四核全開。這個PC遇到的瓶頸是一樣的。
未來真正影響到體驗速度的是單核心的性能,就是說,單個核心性能無論如何提高都是不過分。無論是主頻提升還是單位效能提升,都可以帶來更流暢的體驗。
蘋果5自己設計了新的架構,用1Ghz的主頻達到了A9核心1.5Ghz左右才有的理論性能,也只用了雙核沒有用四核。對A6核心的猜測很多,有人猜是像高通一樣介于A9和A15之間,但是從一般經驗看,A15走的高頻長流水線路線,和A6的表現并不吻合,A6更像是縮短流水線,或者大幅提高分支預測性能的A9改進版。而不是A9和A15的混合體。
Intel發(fā)布了2.0ghz的手機用ATOM,不過做為后來者,兼容性和性能都被打了折扣。但是核心沒有進步靠工藝優(yōu)勢拉高頻率也是提升單核心性能的有效手段。
從蘋果A6、高通環(huán)蛇和Intel的處理器來看,內存接口的帶寬越來越受到重視,從體驗看,無論是Windows還是Android、iOS,處理器達到一定水平,內存和IO的瓶頸更明顯,它們的提升對速度和流暢的體驗影響更大。
所以,未來優(yōu)秀的處理器,核心數增加意義不大,而單核心效能和內存帶寬會越來越被重視,拉高主頻,改變ARM的標準核心,縮短流水線增加執(zhí)行單元,改進分支預測算法、超出ARM標準指令集推出自己的高效能新指令集都有可能出現。
性能需求無止境,但是核心數到了一定程度就不會再往上堆了。
二、內存
受到功耗和成本的限制,現在手機的內存帶寬還比較低,32bit還有,64bit主流,128bit算高性能,而電腦早在10年前就是128bit了。手機還是DDR2為主流,電腦顯卡早就用上GDDR5了,而手機的顯卡集成在SOC里面,同樣需要系統(tǒng)內存,內存性能往往成為GPU型性能的瓶頸,為什么手機不能用快一點的內存。
所以,未來手機的內存會向今天的電腦和顯卡發(fā)展,更多通道、更快頻率、更先進的規(guī)格會成為發(fā)展方向,受到功耗的顯示,頻率會有限制。
三、GPU
手機的GPU發(fā)展和電腦很類似,幾代產品之后,就進入了堆執(zhí)行單元的競賽,誰塞的多誰頻率高,誰性能強大。標準有公開的。只是受制于功耗不能堆太多頻率提太高。其實,游戲性、畫面品質很大程度依賴于編程。用資源很多的3d游戲未必是好玩的游戲。而手機的屏幕和外形限制注定它只是便攜游戲機,而不是桌面游戲主機。
所以GPU會跟著摩爾定律發(fā)展,不會有什么突破性的東西。
四、屏幕
受到人類手掌大小,和手機使用環(huán)境的限制,5寸左右的1080P屏幕基本到頭了。尺寸和分辨率再提升意義不大。電腦發(fā)展到22寸、24寸以后,30寸沒有成為主流,桌面大小限制死了。手機也一樣。手機的限制是手掌大小。
但是效果上手機屏幕還有很大發(fā)展余地,LCD屏幕,目前主流色域還是72%的NTSC,100%的產品還沒有普及。對比度還是1000:1左右的水平,比OLED理論上可以無限大也有很大差異,還有一個發(fā)展點是降低功耗,4.5寸的屏幕,在亮度最高的情況下,耗電遠遠大于四核處理器,成為限制手機續(xù)航的主要敵人?,F在要推出的RGBW排列屏幕其實就是為了功耗的努力。
OLED屏幕效果理論上遠好于LCD,但是技術還不成熟,最強的三星一樣受制于不同顏色OLED材料的發(fā)光效率和壽命,產品偏色而不敢調節(jié)。因為工藝極限,做不到LCD的高PPI,雖然三星在NoteII做了很多努力改進這個問題,效果如何還要時間驗證。此外,OLED在顯示淺色畫面時,功耗比LCD還高,對手機續(xù)航也是大問題。
所以,以后LCD的發(fā)展方向是提升色域、對比度、降低功耗,OLED的發(fā)展方向是提高PPI,壽命、提高OLED材料的發(fā)光效率,降低功耗。
五、攝像頭
手機攝像頭受到體積制約,800萬的1/3.2規(guī)格維持很長時間了,單個像素1.4um也很難突破,因為追求更高像素,面積不變只會讓畫質更爛。其實這個1.4um能有不錯的畫質也是BSI技術的功勞。
從基礎技術看,索尼推出了層疊式CMOS,可以進一步加大同樣面積感光元件的效率,也許成熟后,1.1um也會有不錯的畫質。
其實從日常拍攝、記錄生活的實用角度來說,800萬像素1/3.2寸BSI在鏡頭品質合格的情況下夠用了。但是對于追求畫質的小眾發(fā)燒用戶而言,還有更高的要求。
諾基亞在拍攝方面做了很多嘗試,808嘗試了大感光元件,并且由卡爾蔡司實驗室研發(fā)出了能裝進手機的配套鏡頭。在920上嘗試了光學防抖,對高感也做了嘗試,試圖在低光下求的更好的效果。
但是受制于諾基亞自身的產業(yè)鏈,它沒有索尼的新技術BSICMOS。PUERVIEW是個很好的技術,但是諾基亞沒有能力把它用到視頻上,其實對于照片來說,Pureview的活后期電腦也能做。而視頻才是PUERVIEW技術的用武之地。
現在手機也好,相機也好,拍攝視頻只能用到CMOS上一點點面積,1080p只有200萬像素,總面積只有單位像素面積乘以像素數那么大,再大的底也無用武之地。如果能用上Pureview技術,把CMOS面積用足,808只有1/1.2寸大小的CMOS,足以超越5DmarkII,因為5DmarkII只用了1/10的面積拍攝視頻。
可能的話,未來理想的手機攝像頭是1寸的索尼層疊式CMOS,加上諾基亞808鏡頭的改進版,加上920的光學防抖技術,視頻用Pureview技術提高CMOS的利用率。[!--empirenews.page--]
而大眾產品會停留在1/3.2,像素會有提升,但是進步不會那么快了。
六、閃存
閃存其實可說的不多,速度更快、容量更大,人類對儲存的需求永無止境。軟件會越來越大,音樂會有24bit、192K的wav原生,視頻過了1080P,還有2160P??傊聳|西、高品質的東西都是空間殺手。只有供給就會有人用。
七、觸摸屏
觸摸屏一體化是趨勢,無論是oncell還是incell,以后顯示屏幕、保護玻璃、觸摸屏只用一塊玻璃也是正常的,新的感應技術其實早就有了,沒有量產而已。體驗越來越好是必然的。
八、無線連接
4G已經到了瓶頸,3g以后就沒有殺手級應用需要那么大的帶寬了。4g以后再加帶寬的意義在哪還需要技術發(fā)展來解答。其實蘋果iPhone出現之前,3G的高帶寬都沒有用武之地,wap網頁,edge足夠了。
藍牙會傾向于低功耗,數據傳輸功能會逐漸被wifi直連取代、NFC隨著產業(yè)鏈的完善會得到發(fā)展成為標配。
九、3D技術
裸眼3D嚴重影響屏幕的PPi,但是400多PPi的屏幕普及后將不是問題,攝像頭到了瓶頸后,雙攝像頭3D拍攝可以成為一個賣點。3D視頻的效果還是很明顯的。但是這個是小眾的玩具,不會出現在所有機型上。
十、電池技術
革命性的電池技術,喊了10多年,只見論文不見產品。能看到產品的就是安全性好一點的鋰聚合物電池,提高電池電壓是加大電量的一個辦法,LG做了嘗試。不過隨著結構設計的進步和電池屏幕的加大、工藝的發(fā)展,手機已經可以給電池留出更大的空間。小米2有3000mzh的厚電、OPPOt29做到了3150mah可更換、razr maxx做到了3300mah,innosD9做到了4160mah可更換,傳說還有廠商要做4800mah的手機。
其實,盡管智能手機的耗電在加大,但是那是高強度應用的時候,待機功耗并沒有增加很大,而結構設計帶來的電容容量進步事實上提升了輕度用戶的續(xù)航時間。razrmaxx事實遠比當年的諾基亞的7710耐用,盡管7710更大更厚重。