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大傢在買手機之前,經常會問這樣的問題:
2000元手機,玩遊戲不卡
女生,想買3000元手機,拍照要好
我們在買手機的時候,主要是在價格和需求之間找到符合自己需要的產品。沒有完美的手機,隻有適合的手機。
下面介紹一下手機中的各個子系統的相關知識。其中SOC決定瞭手機的性能,屏幕決定瞭手機的顯示效果,攝像頭決定瞭攝像表現,內存和存儲越大越好,其他項目各個品牌型號都有會相應的側重和取舍。
SOC(系統級芯片)
SoC,全稱為System on Chip,意為系統級芯片,它是把CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)、數字信號處理器(DSP)、RAM(內存)、調制解調器(Modem)、導航定位模塊以及多媒體模塊等等整合在一起的系統化解決方案,對於某一臺手機性能水平的高低,SoC就在其中起瞭決定性的作用。SOC的制造工藝也主要決定這個SOC的先進性。

SOC的組成部分:
- CPU:中央處理器,算力單元,手機性能的最直觀體現,影響它的因素主要有:架構、主頻、制程工藝、軟件優化,CPU在SOC中大約占20%左右。;
- GPU:圖像處理器,直接影響圖像生成、像素渲染與特效處理;
- NPU:神經網絡處理器,為AI提供算力的需求,常見的有 AI 拍照調教,動態視頻補幀技術,現在的手機功能對於AI的算力依賴越來越高;
- RAM支持:支持的內存的規格,LPDDR5,LPDDR4等;
- 基帶:模擬信號和數字信號間轉換的調制解調器,直接影響信號質量,分為集成基帶和外掛基帶兩種:
- 集成基帶:節省空間、節省能耗,數據交換快,低功耗,降低芯片的電量消耗和發熱量,間接地提升手機的續航水平,能夠減少主板空間占用,輕薄;
- 外掛基帶:將基帶獨立出來,增加CPU的晶體數量,提升性能,同時外掛基帶芯片的性能也可以得到舒展;但是外掛基帶集成度差,額外占用主板空間,數據交換速率不高,增加瞭設計難度,功耗更大
選擇使用當年發售的,性能強勁的SOC,可以讓您的手機多幾年。
因為SOC的設計和制作非常復雜,可以制作高標準SOC的廠傢是臺積電和三星。
可以自己設計SOC的手機品牌:蘋果,三星,華為,其中三星的SOC也會給其他品牌供貨,其他為自己品牌專用。
其他手機主要使用第三方的SOC:高通驍龍系列,聯發科天璣系列,少量手機使用三星的獵戶座系列。
蘋果A系列:
每年更新一款,手機端最新的型號為A14。蘋果的SOC的性能基本可以領先安卓1代。隻能用於蘋果設備。
三星獵戶座Exynos系列:
高端(1080,990),中端(9825,9820)
高通驍龍系列:
高端(驍龍888,865),中端(驍龍765,750)
華為麒麟系列:
高端(麒麟9000,990),中端(麒麟820,810)
聯發科系列:
高端(天璣1000+),中端(天璣820,800),其中天璣1000+相當於驍龍865。
手機SOC天梯查詢:https://rank.kkj.cn/soc.shtml
2020年的主要SOC性能排行榜

攝像頭模塊
各個廠傢都會花費大量篇幅說自己的攝像能力,DxOMark榜首的更換頻率就可以看出來這個領域競爭激烈,手機攝像的質量好壞,也是一個綜合體驗,不僅要有好的硬件,還要有好的軟件調教。
攝像頭的主要技術參數包括:大感光單元,大光圈,超高像素,長焦,廣角,支持8K,4K等。
一些主打拍照功能的手機或者旗艦手機,都會采用多攝像頭(長焦,廣角,超廣角,潛望式長焦等)
攝像頭的拍攝速度還被SOC,內存等來制約,顯示效果要靠屏幕來展示。根據DxOMark的排行榜就可以看出來,並不是越貴的手機,拍照效果就越好。
手機攝像頭主要由以下幾個部分組成:PCB板、DSP(CCD用)、傳感器(SENSOR)、固定器(HOLDER)、鏡頭(LENS ASS′Y)。其中鏡頭(LENS ASS′Y), DSP(CCD用),傳感器(SENSOR)是最重要的三個部分。
手機攝像頭結構示意圖

攝像頭主要部件和代表企業

攝像頭鏡頭主要廠商

DXOMARK的2020年12月排名

主要手機品牌的多攝像頭方案

屏幕
人機交互的主要渠道,目前火的技術就是在拼刷新率。刷新率的提升,對使用感受明顯。尤其是一些主打電競功能的手機。屏幕是手機上非常昂貴的部件,看看各傢的屏幕維保費用就知道瞭。屏幕的亮度,色彩還原,對比度,這些指標都是越高越好,當然這邊指標的提升是一個整體提升,隨著屏幕的換代而整體升級。
LCD面板
LCD面板是通過背光模組發光,再經過偏光板和配向膜等部件去控制每種顏色的亮度。從而達到顯示不同顏色的目的,LCD面板標準 RGB 的子像素排佈方式和發光原理已經發展瞭近二十年,到如今已經非常成熟。
但是LCD面板偏厚,而且需要有一個大大的下巴,目前不是手機屏幕的主流技術瞭。

OLED面板
OLED與LCD/LED的對比


OLED顯示技術與傳統的LCD顯示方式不同,無需背光燈,采用非常薄的有機材料塗層和玻璃基板,當有電流通過時,這些有機材料就會發光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄,OLED可視角度更大,並且能夠顯著節省電能。
OLED的優點是厚度小,重量輕;抗震性能更好,不怕摔;可視角度大,即使在很大的視角下觀看,畫面仍然不失真;響應時間短;制造工藝簡單,成本低;發光效率更高,能耗比LCD要低;能夠在不同材質的基板上制造,可以做成能彎曲的柔軟顯示器。OLED的缺點是壽命較LCD要短,但是壽命也足以用到手機換機瞭。
目前手機的屏幕主流是都是OLED屏幕。
亮度,對比度等,越高越好。這些參數高,也是屏幕素質高的表現。

屏幕分辨率
我們主流的手機屏幕分辨率為1080P,現在也有很多手機分辨率達到瞭2K,也就是廠傢說的2K屏幕。1080P分辨率實際上是1920px*1080px ,可以理解為手機縱向有1920個像素,橫向有1080個像素。同理,2K屏幕的像素點數量為2560px*1440px。一般來說,同樣大小尺寸的手機屏幕,分辨率越高,屏幕的顯示效果就越清晰細膩。但是同樣分辨率的屏幕,不同屏幕尺寸,清晰度是不一樣的。40寸的1080P分辨率電視和6寸的1080P分辨率手機,6寸的1080P手機清晰度會好很多。因此,分辨率這個參數,隻有在相同屏幕尺寸的情況下才有可比性。
常見分辨率對比圖

那麼,不同尺寸屏幕之間如何比較清晰度?
手機畫面顯示是通過一個個極其小的小色塊來完成的,這些小色塊被稱為像素,簡單的說像素點越多手機屏幕顯示就越清晰和細膩。像素密度(PPI)可以比較不同尺寸屏幕的清晰度。像素密度(PPI)是指屏幕每英寸對角線上的像素個數,這樣在計算過程中就綜合考慮瞭分辨率和屏幕尺寸這兩個變量。
PPI(像素密度)
PPI指的是屏幕的細膩程度,每英寸的像素數。PPI越高,顯示越細膩,顆粒感越低。


像素排列技術
顯示屏的每個像素點是由紅綠藍三種顏色的子像素組成,例如

大傢知道屏幕是由紅綠藍三種子像素組合而成的,而LCD屏幕通常會采用標準的RGB排列方式,也就是紅綠藍大小一樣排隊站好。但是OLED卻不能采用這種方式,因為紅綠藍像素壽命衰減是不同的,如果強行使用RGB排列的話,那麼藍色就會率先衰減,從而導致屏幕老化偏色甚至燒屏。
不同屏幕廠傢,使用的屏幕像素排列方式不同。三星采用Pentile排列方式,京東方采用RGB-Delta排列。其中三星屏幕素質最佳。盡量選擇最新的屏幕制式。
Pentile排列方式(增大藍色,紅色,公用綠色)

RGB-Delta排列(也被稱為“周冬雨”排列,源自她發的小黃鴨表情包)

刷新率和采樣率
刷新率:每秒屏幕刷新的次數,刷新次數越多,畫面看起來會越流暢。
采樣率:屏幕每秒對手指觸摸采集樣本的頻率,采樣率越高的屏幕觸控響應時間越短。影響觸控效果。
刷新率和采樣率越高,顯示越流暢,反應越靈敏,但是屏幕的耗電越大。
不同刷新率的對比

亮度和對比度
亮度的單位是尼特,亮度越高,在戶外使用中體驗越好。
對比度:屏幕上同一點最亮時(白色)與最暗時(黑色)的亮度的比值,對比度越高,色彩越生動和豐富。
色域
顯示的顏色數量所構成的范圍區域。
常見色域的對比圖, 支持的色域范圍越大,包含的顏色越豐富。

PWM調光和DC調光
屏幕改變亮度的方式。
PWM調光
在PWM調光屏幕上,調節亮度並不靠改變功率,而是靠屏幕的亮、滅交替。PWM調光屏幕點亮時並不是持續發光的,而是在不停地點亮、熄滅屏幕。當亮、滅交替夠快時,肉眼就會認為手機一直在亮。
PWM調光,容易出現頻閃。容易引疲勞,影響視力。

DC調光
DC調光就是通過提高或降低屏幕面板電路功率的方式來改變屏幕的亮度,由於功率等於電壓*電流,因此隻需改變電壓或電流都能夠改變屏幕亮度。
優點當然是降低頻閃後,用戶長時間看屏幕,眼睛就沒有那麼不舒服瞭,對眼睛的傷害也就沒有那麼大瞭。
缺點的話可能就是開啟DC調光會對屏幕顯示的均勻性和亮度準確性有所影響。
內存
內存的大小,自然是越大越好。但是還有一個UFS技術標準,決定著內存的速度。這個UFS的標準,越高越好,數字越大,表示內存速度越快。系統自然越流暢,在5G的網絡下,內存才不會成為瓶頸。
LPDDR(Low Power Double Data Rate SDRAM):移動設備中使用的內存通訊標準,與PC中的內存標準DDR類似,更高的標準,決定著更高的內存速度。

eMMC與UFS的數據讀寫對比。eMMC隻能是半雙工讀寫,USF是全雙工讀寫。速度提升明顯。

UFS (Universal Flash Storage)
UFS的標準在2011年提出,目前手機中主要使用的標準有UFS2.0,UFS2.1,UFS3.1
UFS3.1發佈於2020年初,相比較於 UFS3.0 新增3個功能來提升性能,分別是Write Booster(寫入增強)、Deep Sleep(深度睡眠)、Performance Throtting Notification (性能限制通知)和HPB(可選)。
Write Booster
也經常被稱為 Write Turbo,具體實現有些復雜,簡單的說就是通過犧牲空間使用率,減少電壓電位,模擬一塊高速緩存,換取時間, 然後提高寫入速度。
Deep Sleep
這個與節能相關,可以讓UFS設備進入低功耗狀態,達到節能的目的。
Performance Throtting Notification
這個功能就是當溫度過高影響存儲設備性能的時候,UFS設備可以告知系統該情況。
HPB,主要的功能,簡單說就是拿內存映射緩存,解決存儲越用越慢的問題。
識別技術
這裡主要有人臉識別,指紋識別,其中指紋識別,又包含屏幕指紋識別,側邊指紋識別,前面指紋識別,後面指紋識別。
指紋識別和人臉識別技術都很成熟,隻是使用習慣的問題。一般手機,都會支持2種識別方式。
電池和充電技術
電池容量一般來說,越大續航越好,但是現在的電池技術,基本上電池容量越大,意味著電池越重。大電池一定要配置快充技術。
現在快充技術很多,不同品牌手機支持的快充協議也不一樣。要想實現快充,要麼使用手機配套的充電器和數據線,在快充的時候,充電器和數據線同樣非常重要,普通的數據線,也是不支持快充的。這也是大傢要註意的地方。
手機的有線快充瓦數一般有:33W,40W,60W,120W
無線充電,用過都說好。無線充電的時候,也需要無線充電器與手機匹配,才能達到最高的充電功率。一般高端手機會搭配無線充電。算是個增值項目。
移動網絡支持
2020年上市的大量手機,已經可以很好的支持5G,一般都是雙卡支持5G。支持5G的雙模全網通(NSA/SA雙模)
5G的支持頻段,受限於使用的支持5G的硬件,主要是SOC的能力。
比如驍龍888中支持5G的是X60 5G基帶。麒麟990支持5G的是巴龍5000基帶。
首先SOC的基帶決定這支持的移動網絡性能,同時也需要手機的信號部分設計,手機信號也是一個綜合體現,雖然大傢使用的SOC都一樣,但是不同型號的手機,網絡的表現也有差異。
一般支持的5G頻段是:n1 / n3 / n41 / n78 / n79。中國移動使用n41頻段,中國聯通和中國電信使用n78頻段。
無線WIFI
一般手機都會支持WIFI5,新的手機主要看是否支持wifi6,支持WIFI6,也需要WIFI6的路由器支持才行。有的手機,還支持WIFI6增強版,增加瞭一些更高的屬性。
更能體現無線性能的是無線的MIMO技術, 2x2 MIMO比 1x1 MIMO要好。wifi6支持的MU-MIMO對無線的提升很大。無線性能,還有手機天線的設計,手機系統等的協同。性能再強的手機,上網體驗不好,也是不合格的。

其他功能
其他的附加功能,不是影響手機核心功能的增值項目。也許有人對這些項目非常看重,那麼這些項目就變成瞭影響您決策的主要功能瞭。
重量,NFC,紅外,耳機孔,揚聲器,麥克風,線性馬達,散熱,防水防塵等等。
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