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2012-10-11 18:46 上傳
在手機硬件快速發展的今天，智能手機用5年就走完了PC 10年的升級道路，而這之後手機硬件的發展是否到頭了？將來的趨勢會使怎樣？本文通過分析，對手機的處理器、內存、GPU等主要硬件的發展方向進行了簡要展望。
手機硬件十年來一直發展緩慢，2003年前後，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性能相當於早期的奔騰2，屏幕連VGA都沒有達到。
2012年，四核環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遊戲機的水平挺進。
PC走了10年的硬件升級道路，智能手機5年就走完了。手機硬件發展到頭了嗎？以後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於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的表現並不吻合，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發布了2.0GHz的手機用Atom，不過做為後來者，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裡面，同樣需要係統內存，內存性能往往成為GPU型性能的瓶頸，為什麼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展，更多通道、更快頻率、更先進的規格會成為發展方向，受到功耗的顯示，頻率會有限制。
三、GPU
手機的GPU發展和電腦很類似，幾代產品之後，就進入了堆執行單元的競賽，誰塞的多誰頻率高，誰性能強大。標準有公開的。只是受制於功耗不能堆太多頻率提太高。其實，遊戲性、畫面品質很大程度依賴於編程。用資源很多的3d遊戲未必是好玩的遊戲。而手機的屏幕和外形限制注定它只是便攜遊戲機，而不是桌面遊戲主機。
所以GPU會跟著摩爾定律發展，不會有什麼突破性的東西。
四、屏幕
受到人類手掌大小，和手機使用環境的限制，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。電腦發展到22寸、24寸以後，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展餘地，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，耗電遠遠大於四核處理器，成為限製手機續航的主要敵人。現在要推出的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於LCD，但是技術還不成熟，最強的三星一樣受制於不同顏色OLED材料的發光效率和壽命，產品偏色而不敢調節。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，對手機續航也是大問題。
所以，以後LCD的發展方向是提升色域、對比度、降低功耗，OLED的發展方向是提高PPI，壽命、提高OLED材料的發光效率，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，也許成熟後，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。但是對於追求畫質的小眾發燒用戶而言，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，並且由卡爾蔡司實驗室研發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。
但是受制於諾基亞自身的產業鏈，它沒有索尼的新技術BSI CMOS。PUERVIEW是個很好的技術，但是諾基亞沒有能力把它用到視頻上，其實對於照片來說，Pureview的活後期電腦也能做。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麼大，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。
而大眾產品會停留在1/3.2，像素會有提升，但是進步不會那麼快了。
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。總之，新東西、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，以後顯示屏幕、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+以後就沒有殺手級應用需要那麼大的帶寬了。4g以後再加帶寬的意義在哪還需要技術發展來解答。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。
藍牙會傾向於低功耗，數據傳輸功能會逐漸被wifi直連取代、NFC隨著產業鏈的完善會得到發展成為標配。
九、3D技術
裸眼3D嚴重影響屏幕的PPi，但是400多PPi的屏幕普及後將不是問題，攝像頭到了瓶頸後，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、OPPO t29做到了3150mah可更換、razr maxx做到了3300mah，innos D9做到了4160mah可更換，傳說還有廠商要做4800mah的手機。
其實，儘管智能手機的耗電在加大，但是那是高強度應用的時候，待機功耗並沒有增加很大，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航時間。razr maxx事實遠比當年的諾基亞的7710耐用，儘管7710更大更厚重。
本文作者@qdmaomaobear
來源 香港新浪科技
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