5G手机为什么这么快?

5G时代,“快”仿佛成了最嘹亮的主打歌。

不论是系统设备商(卖基站),运营商(卖流量),还是手机厂商(卖手机),同为5G这一条产业链上的兄弟,正在合唱出5G时代的最强音。

那么,作为吃瓜群众,怎样直观地感受到5G的速度?基站离我们太远,但是手机离我们很近。要感受5G的速度,换一个最新的旗舰机,足矣!

手机,可以简单理解为微缩版的电脑。电脑上的核心三大件:处理器,内存和硬盘在手机上都能对应到相似功能的器件,只是名称不同罢了。

而5G,就相当于连接电脑和网络之间的网线,只是相比之前的2G,3G和4G速度快了很多。然而电脑的运行是否流畅,仅仅数据收发快是远远不够的,还必须考虑到处理器性能是否跟得上,以及内存和硬盘的读写速度等等。

手机也不例外。从近期发布的各大旗舰机来看,除了5G这个炙手可热的焦点之外,还有一些莫名其妙的缩写作为卖点,如骁龙865,NSA/SA,LPDDR5,UFS3.1,WiFi6等等,不一而足。

手机广告再酷再炫,对这些专业名称总是语焉不详。把手机想搞个明明白白咋就这么难?其手机要用着“爽快”,无非就是数据收发快,数据处理快,数据读写快这“三快”而已。

下面,蜉蝣君将逐个简要介绍下这些缩写背后的技术内涵。

一、骁龙865(数据收发快,处理快)

这是高通最新发布的移动平台,号称当前功能最为强悍的手机芯片,集成了CPU和GPU,可以实现视频处理,音频处理,相机,安全,定位,显示等诸多功能。

5G手机为什么这么快?

△ 高通骁龙865芯片内部模块

骁龙865这款SoC芯片到底有多强呢?

它采用7nm工艺制程,以及最新的A77架构。CPU大核主频为2.84GHz,中核主频 2.42GHz,小核1.8GHz,GPU升级为Adreno 650,可提供“PC级”渲染能力和游戏HDR显示优化功能,可支持QHD+分辨率下144Hz最大刷新率。

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△ 高通骁龙865芯片功能强大

由上图可见,除了前面提到的几点之外,这款芯片在游戏和人工智能等性能上都信心满满。

手机的通信能力怎么样,是否支持5G,取决于一个叫做“基带”的模块。

基带(Baseband)的意思就是最原始的低频信号,也叫基带信号,随之,把处理基带信号的电路和芯片,也就简称为基带了。简单理解,基带就是指的基带芯片。

手机支持是否能支持2G,3G,4G,5G等不同制式,实现什么高级的通信功能,能达到多大的下载速率,都是由基带芯片决定的。可以说,基带芯片就是手机通信功能的灵魂。

如前所述,手机要正常工作,必须具备两套芯片:处理5G信号的基带芯片,和前面提到的处理其他功能的主芯片(应用芯片)。

基带芯片和应用芯片这两个部分咋样组合呢?有两个方案。

方案1:两个芯片作为独立的单元协同工作,叫做基带芯片外挂。这个方案的优点是两个芯片可以灵活组合,但会让电路设计更加复杂,功耗和成本有所上升。

方案2:两个芯片融为一体,成为一个统一的SoC平台,集成度高,功耗可以进一步低,信号的稳定性也更高。

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△ 高通X55基带

总而言之,高通的骁龙865平台加上X55基带强强联合,能支持5G几乎所有部署模式和频段,网速快,处理速度也快!

二、WiFi6(数据收发快)

在流量费用高昂的3G和4G初期,WiFi曾经是智能手机畅快上网的必须,速度快还不要钱,号称继水和电之外的第三大基础需求。

曾经,很多人的进门之后说的第一句话就是:“WiFi密码是多少?”。但有可用WiFi的地方毕竟有限,于是连蹭网都成了刚需。

自从WiFi标准被IEEE(电气和电子工程师协会)在提出以来,经过了20年的蓬勃发展,一步一个脚印,出了一个又一个协议版本,从802.11n开始,下载速率有了质的飞跃。

5G手机为什么这么快?

△ WiFi6的LOGO

WiFi6采用了OFDMA来支持多用户接入,还有更高阶的调制、更大的带宽、更多流同时传输的MIMO,使其理论峰值速率达到了9.6Gbps,实际使用起来已经跟5G的速率相当了。

5G手机为什么这么快?

△ 手机内部机构

基于这些存储器在手机内部的用途,可以把这些存储分为两类:

1、内部临时存储APP运行时的动态数据,用户没有权限使用的存储空间,可叫做“内存”,“运存”,“RAM”。

RAM全称为Random Access Memory,翻译为随机存取存储器,其最大的特点是内部存储的数据不能持久保存,程序退出,或者断电关机时里面的数据都会被清除。本文讲的LPDDR5就属于这一类的存储。

2、存储APP程序,个人照片,音乐,文档,个人能够感受到的被这些资料逐渐占满的存储空间,可叫做“存储空间”,“闪存”,“ROM”。

ROM即是Read Only Memory的简写,翻译过来就是只读存储器的意思。听起来有些不可思议,既然ROM存储的内容是只读的,那么用户还咋在手机上存音乐照片视频(写内容)?

其实,不需要纠结ROM这个历史名称的本意,现在的ROM早已演化到了EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory,电可擦除可编程只读存储器),也别这那一长串单词蒙蔽了双眼,只需知道ROM其实就是手机上那一块存储用户数据的器件即可。

因此,在手机市场上,ROM就直接被认为是手机的存储容量。苹果手机的64G,128G等各种版本,就是指的这一类存储空间的不同。

当前的安卓手机配置中存储组合一般会有2GB+16GB、3GB+32GB、4GB+64GB等等,这些加号前面的2GB、3GB、4GB就指的是RAM;加号后面的16GB、32GB和64GB等数值就指的是ROM的容量。

上述第1类存储(RAM)决定了手机系统及APP运行的速度,第2类存储(ROM)决定了手机上能存储多少文件以及这些文件存取的速度。这两种类型的存储都是非常重要的。

这两类存储在电脑上的区分是非常明确的,第1类(RAM)就是内存条,第2类(ROM)就是硬盘。大家都很清楚硬盘是用来存储个数数据的,永远不会有人说自己的个人照片存在电脑内存里。

而到了手机上,随着使用人群的扩大,并且手机并不存在硬盘,“内存”这个词很容易被望文生义为“内部存储空间”的意思,混淆由此发生。

一般安卓手机在宣传时,都会以xGB RAM(或者内存)+ xGB ROM(或者闪存)的方式来进行。这样虽然简化但还是不够明晰,但也只能如此了。

5G手机为什么这么快?

△ DDR,LPDDR,GDDR的关系

由上图可以看出,用于手机内存的LPDDR已发展到第五代,也就是最新的LPDDR5。从下图看出,相比于上一代标准,LPDDR5的性能提升是非常显著的,相较于双通道LPDDR4x,LPDDR5理论速度提升到了5500Mbps,功耗降低20%。

5G手机为什么这么快?

△ UFS:Universal Flash Storage

UFS的全称是Universal Flash Storage,翻译过来就是通用闪存存储的意思。UFS后面带的3.1自然就是该标准的版本号了,数字越大能力越强。

跟它的上一代标准UFS3.0相比,UFS3.1引入了一些新技术,重点突出一个“快”字。怎么个快法?可以细分为写入速度和读取速度这两个方面。

首先写入速度,由于UFS3.1引入了写入增强(Write Booster)功能,其文件顺序写入速度可从UFS3.0的500MB/s提升至728MB/s。

再说文件的读取。手机在使用过程中会越用越卡,其中非常重要的原因之一是越读越慢。由于文件在存储时是分成很多个小块存储到闪存中的,因此在读取时必须通过查一张映射表找到各个小块存储的地方。

UFS3.1新引入的主机性能增强(HPB:Host Performance Booster)功能,可以把这张映射表缓存在内存中,用来提升读性能,尤其是长时间使用后的读取能力。其顺序读取速度将达到1772MB/s!

从iQOO 3看今年旗舰机的发展趋势

在今年的旗舰机里面,这几种技术必须是标配了。天下手机,唯快不破。

首先,2020年作为5G元年,新发手机支持5G是必须的,而5G芯片,又以高通骁龙865为翘楚。

其次,作为旗舰,必须在5G之外有足够的卖点,因此引入WiFi6,LPDDR5和UFS3.1等性能增强技术也就成了不二选择。

2019年,vivo旗下的iQOO品牌横空出世,异军突起,过去一年里发布的每一款机型都给我们带来惊喜,最新发布的iQOO 3同样如此。

5G手机为什么这么快?

△ iQOO 3 把高通骁龙865,UFS3.1,以及LPDDR5都配齐了!

除此之外,iQOO3还配备4440mAh超大电池,支持55W超快闪充,以及2.98mm超极点屏幕,4800万像素全焦段4摄像头,乃至美到让人窒息的工业设计和耳目一新的独有UI界面,可谓良心满满。

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