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当时光进入2011年,智能手机已经如同当年的个人电脑一样,迅速在世界各地普及,取代传统的功能手机,成为人类现代生活的一部分。手机的历史可以追溯到二十世纪六十年代的贝尔实验室,而电子工业进步到可以制造出手机终端、基站,组建起来通讯网络则是70年代末、80年代初的事情。而把信息终端装到口袋里面,可以追溯APPLE公司的早期产品牛顿和Palm的早期产品Zoomer。虽然受到当时技术水平的限制,这两个产品都失败了,但是移动信息终端却一步步发展起来,从PDA时代,Palm和WinCE的战争,延续到如今APPLE和Android的战争。
回顾人类电子计算机的整个发展历史,你就会发现,人类的需求是一直存在的,只是当科技进步到某种程度,有公司把技术与需求结合起来,推出满足人类需求的产品,从而成为一代英雄公司。
现在计算机的原理可以追溯到1834年英国智者巴贝奇发明的机械计算机,受制于当年的制造技术,他天才的创造了计算机原理,但是耗尽巨额财力却无法把设想制造成为产品。当爱迪生在试验灯泡的时候,发现了电子管的原理,进而有了真空管,三极管充当高速开关,替代机械开关完成巴贝奇的梦想,就有了今天的电子计算机。后来,人们发明了晶体管,IBM公司把晶体管和电子计算机结合起来,成为了第一个英雄公司。
之后,人类发明了照相制版技术,能够工业化大规模生产集成电路,IBM的360系列随之诞生,计算机进入人类生活的方方面面。而后,当集成电路的集成度提高,计算机的体积随之缩小,于是诞生了DEC的小型机,价格降低,计算能力增强,冲击了IBM大型机的地位,计算机进入中小企业。当集成电路进化到单芯片的时候,个人电脑成为可能,这个时候乔布斯的苹果公司开发出了个人电脑,计算机进入到了家庭和办公室的桌面。苹果公司成为DEC之后的又一个英雄公司。
因为苹果的封闭,IBM PC靠开放吃下了苹果创立的市场,而在开放的过程中,硬件和软件分离。INTEL和微软成为80年代、90年代的英雄公司。
新世纪,当集成电路进一步进化,可以在手持设备中满足人类计算需求的时候,PDA诞生,而当处理器发展到多媒体门槛的时候(奔腾2处理器的水平),IPHONE重新发明了手机,个人信息终端以智能手机的形势进入每个人的生活,苹果再一次成为了英雄公司。只是这一次的竞争对手从IBM PC变成了google Android。
智能手机的硬件构成
其实,个人信息终端的种类很多,从手表、笔记本(纸质)、到相机、PDA、计算器、笔记本电脑等等都属于信息终端,但是因为手机这种通讯终端需要人随时携带,最终以智能手机的方式将所有可集成的终端融为一体,进化出了现在的智能手机。从用户的角度出发,智能手机可以理解成为以下硬件的综合体。
应用处理器
因为手机的高度集成化,所以手机的CPU从功能上来说不同于电脑上的CPU,手机的应用处理器可以理解为CPU、芯片组、显卡、数字声卡、视频加速卡、浮点加速单元的一个结合体。我们的电脑有各种插槽、各种接口,可以扩展设备、扩展功能,手机的应用处理器也可以,它是通过各种标准接口实现的,有供显示用标准接口、有供音频用的标准接口、也有给通讯、蓝牙、FM、数字电视、外接储存卡等用的标准接口,很多接口标准和我们的电脑是完全一样的。所以,应用处理器基本就决定了手机的主要功能和性能档次。
基带处理器、射频处理器、天线模块
从电脑的角度出发,你可以把这一块理解成一个外置的MODEM,通过通讯接口与应用处理器连接。电话也好、短信也好、上网也好,都是通过这个MODEM传输数据。Modem的种类,决定你的手机支持网络、执行的标准、可用的速度、通讯的稳定性和带宽等等。
你的手机信号好不好,上网快不快,很大程度是这部分决定的。有些厂商把这部分和应用处理器封装在一起,相当于内置MODEM了,这就是所谓的单芯片解决方案。
内存、闪存、外接储存卡
手机的内存和电脑的内存,概念完全相同。闪存相当于电脑的硬盘、外接储存卡,相当于电脑的U盘和移动硬盘。内存速度越快、带宽越大、机器运行速度越快。内存越多、开的任务越多、切换越流畅。闪存越大,手机存储东西越多。闪存读写速度越快,手机载入程序越快,感觉越流畅。
显示屏
这个相当于电脑的显示器,其实手机的液晶屏和电脑的液晶屏完全一样,技术指标同样有分辨率、亮度、对比度、色彩区域、亮度一致性、可视角度等等,评判指标和电脑也是一样的,但是手机屏幕小,可以使用一些桌面屏幕因为成本无法使用的新技术,取得更好的显示效果。
键盘、触摸屏、功能按键
这些东西属于输入设备,相当于电脑的键盘鼠标。按键的手感布局、触摸屏的灵敏程度、决定人们使用手机的体验。
音频CODEC、扬声器
这一块相当于电脑的声卡和音箱,现在都是集成声卡,手机也是把数字音频的功能集成到了应用处理器上面,外接芯片只需要提供数字模拟转换就可以了,CODEC芯片就是做个工作的,芯片的档次与电路配合决定了手机的音质。扬声器对手机来说是聊胜于无的东西,体积决定了不可能有很好的效果。
听筒、话筒
这个对于手机是非常重要的配件,相当于电脑聊天用的耳麦。评判的标准无非是音量、信噪比、频响这些普通的声学指标,但是受制于信号源的低品质,这一块往往是能用就行,出了个别手机不被重视。
摄像头
手机的摄像头与数码相机没有本质区别,同样是镜头、感光原件加上处理器,只不过有些手机的应用处理器足够强大,可以替代专用处理器的功能。镜头和感光原件的品质越好,处理器算法越先进,出来的照片效果越好。
重点智能手机硬件的优劣判断
应用处理器
早期,智能手机的应用处理器种类很多,而随着淘汰和发展。目前智能手机的应用处理器,基本都是ARM授权核心加上厂商自行添加功能模块的方式。目前,市面上能见到的ARM核心包括ARM7、ARM9、ARM11、ARM Cortex A8、ARM Cortex A9这么几代。每一代流水线程度、内存支持、甚至乱序执行、顺序执行都不一样,具体指标无须深究,有兴趣着去ARM官网查找PDF文档。这几代CPU中,ARM Cortex A8相对于ARM11有接近100%的巨大性能提升,其他每代之间的提升幅度不大,20%-30%左右。
我们只是从用户的角度来说,ARM7属于很古老的核心,性能很差,可以满足一些基本应用,现在低档山寨机采用的MTK方案,核心就是ARM 7的CPU。ARM9是早期WM智能机的主流CPU,多普达用的是TI的芯片,ARM9、三星著名的2420是ARM9,Intel当年的PXA系列则是性能最好的ARM9,MTK最新的MT6239芯片也是ARM9。
可以说,现在的中档MTK山寨机,在性能上已经达到当年多普达部分智能机的水平。ARM 11以前属于高端解决方案,NOKIA的N95用德州仪器OMAP2420 、APPLE的IPHONE用三星6410都是ARM11核心的处理器,他们搭配的功能模块性能也比较强。在安卓时代到来之后,一些低端的智能机依然采用高频的ARM11处理器。
ARM Cortex A8是目前的主流处理器,性能比ARM11有了巨大的提升,接近当年奔腾三电脑的性能水平,APPLE IPHONE4用的A4处理器,三星 I9000用的C111处理器,华为U8800用的高通MSM7320都是ARM Cortex A8核心的处理器,ARM Cortex A9支持双核心、四核心,但是目前市面上主要还是双核心的处理器,性能比单核心的A8有成倍的提升。三星9100用的猎户座,天语W700用的Tegra2都是A9的核心。
应用处理器的一个重要模块是显示部分,智能手机显示芯片厂商,基本就是早期提供电脑显示芯片的厂商,Nvidia延续了桌面的Geforce技术,高通是买的ATI当年的移动显示部分,Powervr当年在桌面市场惨败后进军移动市场,靠先发优势获得了软件兼容性。智能手机的3D性能评判与电脑一致,也是看流水线条数、像素渲染能力、多边形生成能力,只是智能手机还没有形成标准的3D接口,游戏的兼容性和对硬件的利用率不如电脑高。
基带处理器、射频处理器和天线
手机的基带处理器是高科技行业,而且充满了专利陷阱和寡头垄断,当年高通靠美国政府扶持,用贸易壁垒限制欧洲的GSM进入美国市场,等到CDMA开发成功,专利申请了一堆,才放欧洲厂商进来。寡头垄断的一个好处是参与这一块的都是巨头,产品品质、标准、测试都有保证,只要设计不出现重大失误,手机的通讯质量是有保证的。对于普通消费者来说,只要弄明白自己所需的制式即可,无须在这一块太下心思。不管是高通、还是英飞凌或者是展讯、MTK的解决方案,通讯品质都是有保证的。没有保证的是手机厂商的电路设计水平和测试能力。
内存、闪存、外接储存卡
手机的内存带宽其实很大程度取决于应用处理器,应用处理器支持LP DDR2还是DDR3,支持32bit还是64bit,手机的内存也会做相应的选择。手机的闪存取决于厂商的良心,一般用户只会知道手机闪存的容量,而不会去关注读写速度,而事实上闪存与应用处理器接口的带宽是足够的,闪存的读写速度直接影响到手机的流畅和程序载入的速度,对于普通消费者来说,智能买手机前多看一下测试评分,尤其是I/O的得分。
显示屏
手机的使用的显示屏,技术与电脑和笔记本用的显示屏相同,但是受到功耗的限制,早期手机屏幕的效果效果要远远弱于电脑。大部分中低档手机都选用了65536色的TN屏幕,角度稍大一点就会出现色阶翻转。色彩也不够漂亮。日系手机因为日本工业的关系,很早就在手机中使用了IPS、MVA、ASV这些宽视角高档屏幕,屏幕色彩也早早提升到了26万色。并且很早就使用了AM-OLED屏幕和LED背光屏幕。AM-OLED屏幕属于主动发光屏幕,色彩要好于其他屏幕,但是因为我们看到的图片、视频往往以较差的屏幕为标准做色彩优化,放到高档的AM-OLED屏幕上往往显得色彩过于鲜艳。
手机屏幕的标准包括分辨率、亮度、对比度、色彩区域、发色数、一致性等指标、同样尺寸的屏幕分辨率越高越清晰细腻;亮度越高,在强光下越清楚;对比度越高,色彩越鲜明;色彩区域越大,能够显示的色彩越多,色彩的表现力越强;发色数越多,色彩过渡越柔和;一致性越好,屏幕越均匀。
音频CODEC、扬声器
如前面所说,扬声器属于鸡肋,重要的是音频CODEC,目前,手机上使用的一般都是各个芯片厂商的低功耗COEDC,包括水晶公司、欧胜公司、德州仪器、AKM等厂家,这些厂家的产品都已经达到了当年HIFI要求的3个90db的标准,关键在于手机厂商调教的功力。
从专业声卡做输入的RMAA测试结果看,IPHONE3GS、IPHONE4、samsung I9000、i9100和LG的擎天柱2X以及天语的W700,都达到了3个90db的水平,在失真上也有很不错的表现,属于音质较好的产品。
摄像头
手机的摄像头,原理和数码相机一致,效果要看镜头和感光原件的品质。从手机摄像头的发展看,早期日系的摄像头是相当出色的,有不错的镜头和数码相机级别的感光原件。卡西欧的早期320万机型,感光原件的尺寸达到1/1.8英寸,超过同期的便携数码相机,品质可想而知,只是这种做法没有坚持下去,直到NOKIA N8出现之后,才在手机上重现了1/1.83英寸级别的感光原件。早期日系拍照手机的镜头也非常出色,镜头尺寸很大,镜片组数很多,这使得早期200万日系手机拍照效果远远好于现在若干国产500万像素的效果,320万的SHARP 903 sh足以媲美现在800万像素的国产手机。如果对目前手机拍摄做个排名的话。我们可以这样排: