幕后功臣 智能手機(jī)背后的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)

　　聯(lián)想先后成功收購(gòu)IBM的個(gè)人電腦業(yè)務(wù)，摩托羅拉移動(dòng)，IBM的x86服務(wù)器業(yè)務(wù)，在國(guó)人看來可能只是聯(lián)想特別喜歡收購(gòu)?fù)馄?，其?shí)不然，中國(guó)企業(yè)一直都垂延國(guó)外的不少企業(yè)，例如半導(dǎo)體公司。而眾所周知的是，這些資源基本上都集中在韓國(guó)、美國(guó)等國(guó)家手上。下面我們先來看看最近的半導(dǎo)體行業(yè)新聞。

仙童半導(dǎo)體

　　熟悉半導(dǎo)體行業(yè)和美國(guó)硅谷歷史的讀者應(yīng)該聽說過仙童半導(dǎo)體（Fairchild Semiconductor），這家企業(yè)成立于1957年，為硅谷的成長(zhǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，衍生出Intel、AMD等眾多科技巨頭。2015年11月，仙童和美國(guó)安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）達(dá)成了價(jià)值近24億美元（每股20美元）的并購(gòu)協(xié)議。據(jù)彭博社報(bào)道，近日中國(guó)華潤(rùn)集團(tuán)、華創(chuàng)投資牽頭的財(cái)團(tuán)向仙童半導(dǎo)體提出了新的收購(gòu)要約，提出25億美元（每股21.7美元）這個(gè)更高的收購(gòu)價(jià)。不日就會(huì)公開這一提議。但是美國(guó)對(duì)外資收購(gòu)其高科技企業(yè)十分謹(jǐn)慎，中國(guó)更是最嚴(yán)格的審查對(duì)象。被否決的先例有清華紫光欲收購(gòu)美光科技（15年年中），美光科技不僅是美國(guó)唯一生產(chǎn)個(gè)人電腦所需動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器芯片（DRAM）的制造商，也是和SK海力士、三星電子并稱的全球三大DRAM生產(chǎn)商之一。可見聯(lián)想這十幾年連續(xù)收購(gòu)IBM部分業(yè)務(wù)和Moto的過程是多么艱辛。

　　其它收購(gòu)失敗個(gè)案還包括：華為欲收購(gòu)美國(guó)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商3Com、摩托羅拉無線網(wǎng)絡(luò)部門、美國(guó)私有寬帶互聯(lián)網(wǎng)軟件提供商2Wire。這里小編不禁要問，為什么半導(dǎo)體行業(yè)在國(guó)內(nèi)如此受歡迎？

　　究其原因還是國(guó)內(nèi)能夠自主生產(chǎn)半導(dǎo)體的企業(yè)確實(shí)不多，資源貧乏，正如文章開篇所說，這些資源核心技術(shù)基本上都掌控在韓國(guó)和美國(guó)等國(guó)家手上。類似的例子還有，手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)中攝像頭傳感器生產(chǎn)商主要來源于日韓和美國(guó)企業(yè)，液晶屏幕和OLED屏幕核心技術(shù)也是掌控在日韓企業(yè)手上，更別提x86架構(gòu)處理器和ARM架構(gòu)處理器授權(quán)全部都來源于美國(guó)Intel和英國(guó)ARM公司，所以中國(guó)企業(yè)才需要通過收購(gòu)手段間接獲得這些資源和核心技術(shù)。當(dāng)然，華為、中興、清華紫光等高新技術(shù)企業(yè)如今也有自己的拳頭產(chǎn)品和獨(dú)當(dāng)一面的核心技術(shù)，在某些領(lǐng)域已經(jīng)不需要大量進(jìn)口外企的資源。

美光LPDDR4芯片

半導(dǎo)體與手機(jī)

　　回到半導(dǎo)體話題上，2015年，14nm的Exynos 7420處理器，LPDDR4 RAM，UFS 2.0 ROM三項(xiàng)半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)革新同時(shí)出現(xiàn)在智能手機(jī)上，為智能手機(jī)的系統(tǒng)運(yùn)行速度和文件傳輸速度帶來的直接紅利就是響應(yīng)更快、游戲加載更迅速、更早完成傳輸任務(wù)。這也是智能手機(jī)越來越成熟和受歡迎，并且能夠?qū)崿F(xiàn)更多任務(wù)的幕后功臣。

優(yōu)秀的軟件離不開先進(jìn)硬件支持

　　僅僅是處理器升級(jí)不行，根據(jù)木桶效應(yīng)，RAM和ROM都會(huì)影響處理器極限性能的發(fā)揮，這就好比臺(tái)式機(jī)領(lǐng)域，每過幾年，輪到更新?lián)Q代的時(shí)候，家中電腦一般都不會(huì)僅僅更換處理器而已，換了處理器，可能由于主板和處理器接口不兼容，接著把主板一起更新了，然后發(fā)現(xiàn)RAM和ROM的配置成了整套平臺(tái)速度上的瓶頸，DDR4 RAM和SSD也會(huì)接著更換上。

　　手機(jī)和PC其實(shí)有很多關(guān)聯(lián)，工藝制程、架構(gòu)、總線、頻率等性能指標(biāo)其實(shí)很多都是共通的。半導(dǎo)體貫穿著智能手機(jī)和PC的大部分元件，廠商們的軟件優(yōu)化很大程度上是為這些半導(dǎo)體而服務(wù)的。以半導(dǎo)體的技術(shù)革新為核心基礎(chǔ)，Android、iOS、WP等系統(tǒng)平臺(tái)負(fù)責(zé)搞定如何驅(qū)動(dòng)這些先進(jìn)硬件的問題，搭建好軟件和硬件之間的交互平臺(tái)，讓軟件開發(fā)商能夠通過操作系統(tǒng)（API等）調(diào)用四核處理器、8核處理器、64bit指令集等每個(gè)時(shí)代的全新技術(shù)，最后再讓這些紅利落在消費(fèi)者用戶體驗(yàn)上，不然那些跑分控為什么那么執(zhí)著安兔兔和魯大師呢？游戲控為什么那么沉迷一代又一代，動(dòng)畫特效越來越贊，視覺沖擊堪比臺(tái)式機(jī)游戲的手游呢？

讓系統(tǒng)流暢的秘訣

　　要讓手機(jī)運(yùn)行起來十分流暢，手機(jī)廠商可以從很多方面入手，下面小編簡(jiǎn)單介紹一下其中6個(gè)方面。

　　1、iOS假后臺(tái)

　　iPhone部分機(jī)型直到如今依然能夠憑借1GB甚至512MB RAM運(yùn)行iOS，或多或少與其“假后臺(tái)”的設(shè)計(jì)有關(guān)，和Android系統(tǒng)不同，iOS無須把應(yīng)用緩存在RAM中隨時(shí)調(diào)用，在多任務(wù)切換時(shí)能夠直接關(guān)閉上一個(gè)應(yīng)用，在切換到上一個(gè)應(yīng)用時(shí)候，其實(shí)是重新開啟該應(yīng)用，這一點(diǎn)和Android或者桌面系統(tǒng)Windows都有很大區(qū)別。但是iOS憑借先進(jìn)的硬件設(shè)備和深度的系統(tǒng)優(yōu)化，讓重新開啟應(yīng)用的時(shí)間縮短到就像Android平臺(tái)切換多任務(wù)時(shí)候的迅速，這就是iOS和iPhone神奇的地方。

iOS假后臺(tái)

　　假后臺(tái)能夠讓系統(tǒng)RAM得到進(jìn)一步釋放，RAM的余量充足了，系統(tǒng)運(yùn)行起來自然流暢了。

　　2、提高處理器綜合實(shí)力（核心數(shù)目、制程、架構(gòu)、主頻、兼容性）

　　一般來說，其它配置相差無幾的情況下，Qualcomm驍龍810處理器機(jī)型都會(huì)比Qualcomm驍龍615處理器機(jī)型流暢，而Qualcomm驍龍615處理器又會(huì)比Qualcomm驍龍410處理器機(jī)型流暢，這里面牽扯到核心數(shù)目、工藝制程、處理器架構(gòu)和主頻的區(qū)別，還有不同平臺(tái)處理器對(duì)應(yīng)用和游戲的兼容性也是不同的。所有這些處理器因素交叉在一起之后，最終就會(huì)反映為張三的手機(jī)總是比李四的手機(jī)流暢，一點(diǎn)都不卡，而且還能夠多開幾個(gè)程序等現(xiàn)象。

　　3、RAM（容量、頻率、位寬、通道數(shù)、代數(shù)）

　　提高處理器性能是系統(tǒng)流暢運(yùn)行的一個(gè)因素，但是存儲(chǔ)系統(tǒng)也很重要，Android平臺(tái)的消費(fèi)者肯定比iOS平臺(tái)腦殘粉體驗(yàn)得更加深刻。單純提高RAM的容量，例如從昔日的1GB RAM提高到如今的4GB RAM，能夠提高系統(tǒng)程序的并發(fā)量，緩沖更多的程序進(jìn)后臺(tái)，方便消費(fèi)者在多款應(yīng)用中頻繁切換，減少重新開啟應(yīng)用時(shí)需要等待時(shí)間。

iPhone 6s其實(shí)也采用了LPDDR4 RAM

　　當(dāng)然，RAM可不僅僅在容量上對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行速度有影響，和PC的內(nèi)存類似，RAM（手機(jī)中運(yùn)存）綜合水平同樣受頻率、位寬、通道數(shù)和產(chǎn)品代數(shù)（LPDDR3、LPDDR4等）影響，而頻率、位寬、通道數(shù)、代數(shù)剛好就是決定RAM帶寬的四個(gè)維度，至于計(jì)算公式嘛，免得大伙關(guān)閉瀏覽器，所以不公布了。簡(jiǎn)而言之，RAM容量和RAM帶寬對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行速度都有一定的影響。前者表現(xiàn)為多任務(wù)切換時(shí)候是否卡頓，后者表現(xiàn)為4K視頻播放時(shí)候是否流暢等更多綜合場(chǎng)景。

　　4、ROM（UFS、eMMC等）

　　存儲(chǔ)系統(tǒng)除了RAM還包括ROM，而手機(jī)中ROM又分為常見的eMMC和UFS，詳細(xì)區(qū)別下文會(huì)介紹。eMMC 5.0讀寫速度其實(shí)相比以往機(jī)型已經(jīng)有一定的提升，但是相比UFS 2.0，在加載絕大部分應(yīng)用和大型游戲的時(shí)候，總是慢一點(diǎn)，當(dāng)然，單獨(dú)測(cè)試隨機(jī)小文件讀寫速度和單個(gè)大容量文件讀寫速度，相比eMMC 5.0還是快上不少。那么問題來了，既然UFS 2.0那么厲害，和三星S5（eMMC 5.0）上面的USB 3.0接口相比，哪一項(xiàng)措施對(duì)于提高文件傳輸速度更有效呢？

截圖來源于一加手機(jī)官網(wǎng)

　　5、USB 3.0（三星、ZUK）

　　USB 3.0接口在三星Note 3首次引入到手機(jī)領(lǐng)域，之后在三星S5上配合eMMC 5.0存儲(chǔ)讓文件傳輸速度得到了一定的提升，三星S6回歸到USB 2.0接口，但是配備了UFS 2.0存儲(chǔ)介質(zhì)，究竟是USB 3.0和eMMC 5.0的組合，還是USB 2.0和UFS 2.0的組合，為文件傳輸速度帶來更大的提升呢？答案是后者。當(dāng)然如果在技術(shù)上突破瓶頸，能夠同時(shí)兼?zhèn)銾SB 3.0接口和UFS 2.0 ROM，那么文件傳輸速度和系統(tǒng)運(yùn)行速度又會(huì)進(jìn)一步提升。

ZUK Z1上的USB 3.0接口

　　打個(gè)比方，將USB 2.0更換成USB 3.0接口，對(duì)于傳輸速度來說其實(shí)是改善外因，消除手機(jī)和外界的傳輸瓶頸，而采用UFS 2.0替換掉eMMC 5.0存儲(chǔ)介質(zhì)，其實(shí)就是改善內(nèi)因，消除手機(jī)自身內(nèi)部ROM和處理器、RAM之間的傳輸瓶頸，從而做到內(nèi)外兼修，合力優(yōu)化手機(jī)的整體文件傳輸速度和系統(tǒng)運(yùn)行速度。

　　6、系統(tǒng)優(yōu)化（做“減法”）

　　這兩年尤其多廠商采納這種方法，畢竟不是每家廠商都能夠掌控著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，反而從自身角度出發(fā)優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部，對(duì)手機(jī)廠商來說更顯得輕松。一加手機(jī)的“氫OS”、ZUK的ZUI、IUNI的IUNI OS、魅族的Flyme都是對(duì)Android系統(tǒng)做“減法”的經(jīng)典代表。

做“減法”的系統(tǒng)

　　所謂“減法”其實(shí)就是閹割掉那些無關(guān)痛癢的功能，減少系統(tǒng)預(yù)裝應(yīng)用，減少系統(tǒng)過于復(fù)雜的動(dòng)畫效果和人機(jī)交互，減少后臺(tái)應(yīng)用經(jīng)常自啟動(dòng)頻率，減少開啟一個(gè)應(yīng)用（例如百度瀏覽器）順帶將其家族應(yīng)用全部一并開啟（百度客戶端、糯米網(wǎng)、百度外賣、百度地圖等），諸如此類的措施，其實(shí)都是為了減少系統(tǒng)的卡頓，減少刷微博和玩大型游戲時(shí)候突如其來的停頓。

　　配合今期文章重點(diǎn)討論的“半導(dǎo)體”主題，同時(shí)，由于之前在Qualcomm驍龍820相關(guān)文章中和各位分享過手機(jī)處理器架構(gòu)和工藝制程等歷史。今天的文章小編重點(diǎn)介紹一下半導(dǎo)體領(lǐng)域的另外兩種很重要的芯片——RAM和ROM（也就是上面第三和第四點(diǎn)內(nèi)容）。

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