Project Ara頻頻曝光 淺談手機(jī)模塊化設(shè)計(jì)

　　【手機(jī)中國 評(píng)測(cè)】前不久的Google I/O大會(huì)上，除了發(fā)布了Android N還有正式宣布Project Ara將于今年秋季向開發(fā)者推出測(cè)試機(jī)，預(yù)計(jì)17年推出量產(chǎn)機(jī)型。吹了那么多年的模塊化手機(jī)終于來了，一路以來經(jīng)歷的風(fēng)風(fēng)雨雨可謂歷盡艱辛。

　　一加、小米、nubia等廠商推出的定制化后蓋讓我們看到了Project Ara雛形。Moto Maker稍微深度一點(diǎn)的定制化設(shè)計(jì)除了后蓋，還能對(duì)前面板、鑲邊、個(gè)性刻字、開機(jī)問候語和閃存大小進(jìn)行DIY。但是離模塊化設(shè)計(jì)還是有一段距離，直到今年LG G5讓我們看到了希望，一體化金屬機(jī)身不僅能夠拆卸電池，還能夠更換不同的LG Friends配件讓模塊化設(shè)計(jì)邁進(jìn)一大步。今天就讓我們分析一下Project Ara能否興起模塊化設(shè)計(jì)新思潮。

機(jī)遇

　　LG憑借LG G5和LG G5 SE在今年率先邁出模塊化設(shè)計(jì)手機(jī)的一大步，LG Friends其中兩個(gè)配件LG Cam Plus和LG Hi-Fi Plus能夠替換掉上述兩款機(jī)型的電池模塊。前者還能夠額外增加LG G5和LG G5 SE的電池容量。安裝LG Hi-Fi Plus時(shí)候則需要先取下原來機(jī)身內(nèi)置電池，改插到LG Hi-Fi Plus上之后再重新插入到LG G5和LG G5 SE的機(jī)身。

LG Friends

　　模塊化設(shè)計(jì)的其中一個(gè)好處就是能夠讓消費(fèi)者根據(jù)自己的經(jīng)濟(jì)承受能力購買不同的配件，預(yù)算不足的話就不買配件擴(kuò)充唄。其實(shí)LG G5在發(fā)布時(shí)候的價(jià)格和LG G4并沒有差距太多，如今在京東商城等網(wǎng)站看到接近5000元售價(jià)其實(shí)是包括了LG Friends的配件。換句話說手機(jī)廠商為了提高手機(jī)銷量大可采用類似的做法，將增強(qiáng)拍照、Hi-Fi等能力的配件以擴(kuò)展形式單獨(dú)銷售，裸機(jī)價(jià)就能夠做得更低。類似的做法還有樂視超級(jí)手機(jī)，相比樂Max和樂Max Pro配置大幅升級(jí)的年度旗艦樂Max 2能夠?qū)⑹蹆r(jià)控制在2099-2499元，這和將樂Max 2的Hi-Fi模塊轉(zhuǎn)移到耳機(jī)上有一定關(guān)系。耳機(jī)是需要單獨(dú)購買的，部分消費(fèi)者對(duì)于音質(zhì)并不那么感冒，但是對(duì)價(jià)格十分敏感，這個(gè)時(shí)候他們可以選擇購買價(jià)格更加便宜的裸機(jī)而不是耳機(jī)套裝版。

將Hi-Fi模塊從手機(jī)端轉(zhuǎn)移到耳機(jī)端

　　模塊化設(shè)計(jì)帶來另一個(gè)好處就是能夠隨時(shí)更換損壞的模組，LG G5相比很多金屬手機(jī)多了可拆卸電池的設(shè)計(jì)。果粉應(yīng)該深有體會(huì)，iPhone其實(shí)是可以使用很多年也不升級(jí)的，除了硬件配置可以撐很多年，操作系統(tǒng)的兼容也是主要原因之一。11年的iPhone 4s升級(jí)到15年的iOS 9也依然能夠流暢運(yùn)行。但是電池?fù)p耗問題客觀存在，即使做工了得的iPhone也難逃宿命。加上iPhone采用了一體化機(jī)身設(shè)計(jì)讓消費(fèi)者不能夠隨便更換這塊電池，最終要么就拿去維修店更換電池，要么就忍受著每況愈下的續(xù)航能力。除了蘋果，三星這幾代旗艦機(jī)更換了一體化機(jī)身之后也遇到了類似的問題。LG G5模塊化設(shè)計(jì)很好地解決了這個(gè)問題，也延續(xù)了LG G2開始的可更換電池人性化設(shè)計(jì)，改善了旗艦機(jī)普遍續(xù)航能力都不高的問題。除了電池，ROM、攝像頭等模塊自然也能夠輕松更換掉。

可拆卸電池設(shè)計(jì)是LG G5亮點(diǎn)之一

　　模塊化設(shè)計(jì)第三個(gè)好處就是增添了DIY的樂趣，讓用戶享受類似組裝臺(tái)式機(jī)那種快樂。DIY的消費(fèi)者有時(shí)候并不是為了省錢放棄品牌機(jī)，而是為了享受顯卡、硬盤、內(nèi)存、主板這些一件一件零件組裝起來那種成就感，享受那種從零到一的體驗(yàn)。同理，智能手機(jī)也一樣，Project Ara當(dāng)初的設(shè)計(jì)思路就是為了讓我們充分享受這種DIY樂趣。正如小時(shí)候玩樂高玩具一樣，就喜歡將一臺(tái)手機(jī)拼湊得與眾不同。前置2100萬像素?cái)z像頭，后置4100萬像素?cái)z像頭，獨(dú)立Hi-Fi模塊，獨(dú)立光學(xué)變焦模塊，雙揚(yáng)聲器，對(duì)于手機(jī)廠商來說這種稍顯奇葩手機(jī)可能并不適合大批量生產(chǎn)，但是總有小眾市場(chǎng)愿意花費(fèi)昂貴金額訂造一臺(tái)專屬手機(jī)。

2100萬像素前置攝像頭

4100萬像素主攝像頭

　　提到DIY，這里我也分享網(wǎng)上流傳的一些Project Ara定制版手機(jī)構(gòu)想。像亞馬遜Fire Phone那種正面面板擁有四個(gè)攝像頭的做法，有了模塊化設(shè)計(jì)之后實(shí)現(xiàn)起來也很容易。高達(dá)6020mAh電池容量的續(xù)航神器金立M5擁有兩塊電池，未來Project Ara將這種設(shè)計(jì)擴(kuò)展到4塊電池也是可以的。隨著DIY程度進(jìn)一步開放，還能夠?yàn)榕杂脩籼峁┓览菄婌F的模塊以防萬一。最后還能夠定制各種不同功能的健康醫(yī)療模塊，例如要定制聯(lián)想ZUK Z2 Pro上面那些傳感器也不再是一件困難的事情，例如紫外線傳感器、氣壓高度計(jì)。未來可能連血糖測(cè)計(jì)儀也能夠以模塊化形式塞進(jìn)去Project Ara手機(jī)之中。

金立M5采用了兩塊電芯

　　之前就有一家名叫Lapka公司，它們希望將Project Ara的模塊化思想打造成“人體數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站”，這個(gè)設(shè)計(jì)方案準(zhǔn)備為Project Ara開發(fā)七款“背部可拆卸監(jiān)測(cè)模塊”，包括空氣質(zhì)量、二氧化碳濃度檢測(cè)、閃光燈以及紫外線傳感器等。Lapka還打算把人體生理數(shù)據(jù)傳感器加入到Project Ara之中，能夠監(jiān)測(cè)心率、血糖以及體內(nèi)酒精含量。

上年9月旅行房屋租賃社區(qū)Airbnb收購個(gè)人環(huán)境監(jiān)測(cè)器公司Lapka

　　Project Ara模塊化設(shè)計(jì)還能夠大大降低昔日一些比較復(fù)雜手機(jī)結(jié)構(gòu)的難度，例如旋轉(zhuǎn)式或者翻轉(zhuǎn)式攝像頭。OPPO N系列的旋轉(zhuǎn)式攝像頭結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，有了Project Ara可拆卸的設(shè)計(jì)思路之后，我們大可不必思考如何讓攝像頭旋轉(zhuǎn)起來，旋轉(zhuǎn)角度是多少度，直接把攝像頭拆下來反著安裝就能夠在前置和后置攝像頭中自由切換。類似的還有雙攝像頭結(jié)構(gòu)，像HTC One(M8)那種先拍照后對(duì)焦設(shè)計(jì)也行，像華為P9那種合成成像設(shè)計(jì)也行，或者像LG G5那種兩個(gè)攝像頭獨(dú)立成像的設(shè)計(jì)也沒問題，全部通過更換對(duì)應(yīng)攝像頭模塊即可完成。 

OPPO的旋轉(zhuǎn)攝像頭設(shè)計(jì)十分復(fù)雜

挑戰(zhàn)

　　縱然我們看到了模塊化設(shè)計(jì)的希望，也從Google口中印證Project Ara存在并有很大機(jī)會(huì)在明年量產(chǎn)，但是這個(gè)項(xiàng)目還是存在著一些挑戰(zhàn)。Google剛開始時(shí)候雖然宣布Project Ara允許用戶定制電池容量、攝像頭模組、處理器、RAM和ROM容量大小，但是后來改變了說法，CPU、RAM和顯示屏是不能夠更換的。相比Project Ara最初的構(gòu)想和PC行業(yè)DIY熱潮，這種模塊化設(shè)計(jì)貌似變得有些遺憾。具體做法估計(jì)類似近年Intel在部分筆記本上將CPU和RAM采用BGA封裝方式集成在主板上，目的就是進(jìn)一步減少主要部件對(duì)機(jī)身的占用空間。缺點(diǎn)也很明顯就是無法對(duì)CPU和RAM進(jìn)行單獨(dú)替換，只要CPU、RAM或者主板其中一個(gè)部件壞了就必須同時(shí)更換另外幾個(gè)模塊的部件，成本是一個(gè)不得不考慮的因素。

Intel之前計(jì)劃是Broadwell架構(gòu)之后CPU全部采用BGA封裝方式

　　而Google的解釋則是經(jīng)過大量研究和測(cè)試之后發(fā)現(xiàn)只有將這三個(gè)部件固定之后，才能夠保證在更換其它模塊時(shí)候也不會(huì)讓Project Ara手機(jī)那么容易支離破碎。

　　提到支離破碎，大家還記得當(dāng)年諾基亞的那些功能機(jī)為啥那么耐摔嗎？主要是因?yàn)楫?dāng)諾基亞手機(jī)從高處跌落時(shí)候，能夠通過將手機(jī)、手機(jī)電池和手機(jī)殼解體從而抵消來自地面的部分沖擊力。這個(gè)例子告訴我們，如果采用同樣的思路設(shè)計(jì)模塊化手機(jī)，這次自動(dòng)解體的就不僅僅是電池和手機(jī)后蓋，而是攝像頭、ROM、喇叭等組件。對(duì)于動(dòng)手能力強(qiáng)的讀者或許能夠馬上將各種部件還原回去，相反更多的小白用戶或許就只能向身邊的人求救，除非Google在設(shè)計(jì)Project Ara時(shí)候盡量設(shè)計(jì)得容易拆卸和安裝，就像樂高積木一樣。以目前Google推出的第二代Project Ara原型機(jī)Spiral 2結(jié)構(gòu)為例，核心內(nèi)骨骼采用了電永磁鐵系統(tǒng)可以將各個(gè)模塊固定在手機(jī)上，但是并沒有公布這種結(jié)構(gòu)在摔落測(cè)試的表現(xiàn)。

Spiral 2

　　提到電永磁鐵系統(tǒng)我們不得不提及Project Ara另一個(gè)問題——耗電量和熱插拔。電永磁鐵維持模塊之間連接帶來的耗電量就得占總電量的20%。雖然Project Ara支持熱插拔設(shè)計(jì)，但是用戶在拆下電池之后必須在30秒內(nèi)完成重新拼接，否則手機(jī)就會(huì)斷電。

　　另一個(gè)問題就是產(chǎn)品升級(jí)換代，眾所周知這幾年的智能手機(jī)市場(chǎng)突飛猛進(jìn)，以CPU為例幾年時(shí)間就已經(jīng)完成了從雙核、四核、八核乃至十核心的進(jìn)化，幾年前還覺得不錯(cuò)的驍龍801如今也順應(yīng)市場(chǎng)需求準(zhǔn)備退休了。如果CPU和RAM整合在一起不能夠更換，那么就會(huì)遇到和PC領(lǐng)域一樣的問題。如今不少筆記本選擇將CPU、RAM、主板全部集成在一起，升級(jí)換代的時(shí)候十分不方便，一換就得換整套平臺(tái)。沒有損壞的前提下，筆記本頂級(jí)硬件配置起碼也能夠撐五年左右，智能手機(jī)估計(jì)也就兩年，你還會(huì)買前兩年所謂真八核的MT6592手機(jī)嗎？

這年頭你還會(huì)買MT6592手機(jī)嗎？

　　硬件標(biāo)準(zhǔn)化相信是Project Ara另一個(gè)需要克服的難題，正如Android系統(tǒng)的碎片化問題一樣，越開放的設(shè)計(jì)越容易出現(xiàn)產(chǎn)品上分歧。Google開源思想同樣用在了Project Ara上，那么模塊化手機(jī)各個(gè)部件之間一定會(huì)存在著不同供應(yīng)商的產(chǎn)品，攝像頭、屏幕、喇叭的供應(yīng)商需要互相調(diào)試和配合。假如Project Ara的開放性進(jìn)一步提高，不同手機(jī)廠商產(chǎn)品之間也能夠通過自由組合形成一臺(tái)全新的模塊化手機(jī)。假設(shè)我希望定制一款模塊化手機(jī)擁有索尼Xperia X Performance的攝像頭，三星S7 edge雙曲面屏幕，HTC 10的雙揚(yáng)聲器，諸如此類的需求拼湊在一起之后，手機(jī)廠商這些模塊之間兼容性就變得十分重要。DIY玩家也知道將不匹配內(nèi)存插到主板上是無法開啟電腦的，所以硬件兼容性和統(tǒng)一硬件標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的難題。

HTC 10雙揚(yáng)聲器設(shè)計(jì)深入民心

　　綜上所述，Project Ara的模塊化設(shè)計(jì)需要面對(duì)的挑戰(zhàn)有：損壞關(guān)鍵部件、升級(jí)換代時(shí)候都存在難更換CPU和RAM、屏幕的問題。跌落地面之后容易出現(xiàn)散架，重新拼合各個(gè)模塊在一起的情況在所難免。帶來額外耗電量和熱插拔時(shí)間過短，以及硬件標(biāo)準(zhǔn)化難統(tǒng)一。

　　總結(jié)：根據(jù)Google的計(jì)劃Project Ara將會(huì)在今年秋季推出測(cè)試機(jī)，而通過本文的分析Project Ara還存在著很多問題沒有解決，屆時(shí)推出的測(cè)試機(jī)更多的意義在于吸引業(yè)界的關(guān)注，讓更多的廠商加入到這個(gè)項(xiàng)目。另一方面我們也從LG G5以及近日不斷曝光的Moto Z系列機(jī)型身上看到模塊化設(shè)計(jì)的希望，還有上文提到的降低商品售價(jià)、方便替換損壞模塊、自由組合更加適合自己日常需求的機(jī)型等優(yōu)勢(shì)。

Moto Z Play諜照再次出現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)痕跡

　　模塊化設(shè)計(jì)是一把雙刃劍，Google如果能夠很好地把控硬件廠商的標(biāo)準(zhǔn)化，適當(dāng)引導(dǎo)他們參與到Project Ara這個(gè)項(xiàng)目中，并且將上面提到的一些技術(shù)上問題解決，那么模塊化設(shè)計(jì)還是能夠流行起來的。否則只會(huì)成為下一個(gè)Android系統(tǒng)，碎片化問題從系統(tǒng)端蔓延到硬件端，而且還進(jìn)一步引發(fā)硬件間兼容性問題。

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