一臺智能機背后的秘密

　　6、系統優(yōu)化(做“減法”)

　　這兩年尤其多廠(chǎng)商采納這種方法，畢竟不是每家廠(chǎng)商都能夠掌控著(zhù)半導體技術(shù)的發(fā)展，反而從自身角度出發(fā)優(yōu)化系統內部，對手機廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)更顯得輕松。一加手機的“氫OS”、ZUK的ZUI、IUNI的IUNI OS、魅族的Flyme都是對Android系統做“減法”的經(jīng)典代表。

　　所謂“減法”其實(shí)就是閹割掉那些無(wú)關(guān)痛癢的功能，減少系統預裝應用，減少系統過(guò)于復雜的動(dòng)畫(huà)效果和人機交互，減少后臺應用經(jīng)常自啟動(dòng)頻率，減少開(kāi)啟一個(gè)應用(例如百度瀏覽器)順帶將其家族應用全部一并開(kāi)啟(百度客戶(hù)端、糯米網(wǎng)、百度外賣(mài)、百度地圖等)，諸如此類(lèi)的措施，其實(shí)都是為了減少系統的卡頓，減少刷微博和玩大型游戲時(shí)候突如其來(lái)的停頓。

　　配合今期文章重點(diǎn)討論的“半導體”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(guò)手機處理器架構和工藝制程等歷史。今天的文章小編重點(diǎn)介紹一下半導體領(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)內容)。

　　RAM和ROM發(fā)展歷史回顧

　　LPDDR4和UFS 2.0分別屬于RAM和ROM兩種不同存儲介質(zhì)技術(shù)，接下來(lái)我們分別回顧一下這兩種技術(shù)和PC上DDR內存、SSD硬盤(pán)之間的歷史演進(jìn)關(guān)系。

　　三星DDR和LPDDR里程碑節點(diǎn)

　　DDR和LPDDR其實(shí)都是DRAM，而全球三大DRAM廠(chǎng)商之中，又以三星和智能手機關(guān)系頗為密切，為了方便讀者理解，以三星為例看看DRAM歷史的演進(jìn)過(guò)程。美光和SK海力士的歷史演進(jìn)也類(lèi)似。半導體更新迭代大致按照摩爾定律推測，而架構和工藝制程的更新成為了最主要的兩條主線(xiàn)，處理器如此，RAM和ROM也如此。從上面表格可得，DDR和LPDDR除了在架構上從DDR逐步更新到如今的DDR4和LPDDR4，工藝制程上也從5xnm一路更新到如今的2xnm。

　　和處理器類(lèi)似，18nm和20nm只是不同廠(chǎng)商在同一代工藝節點(diǎn)上表現出來(lái)的數值誤差，實(shí)則上并沒(méi)有跨越兩代工藝制程，另一方面，10nm和Post-DDR4只是三星的愿景，暫時(shí)還沒(méi)有實(shí)現。

　　LPDDR和DDR重大歷史回顧

　　縱觀(guān)LPDDR和DDR歷史，制定固態(tài)技術(shù)標準的JEDEC協(xié)會(huì )對DDR和LPDDR兩種技術(shù)提出了標準規范。將智能手機和行業(yè)標準發(fā)展關(guān)聯(lián)起來(lái)，12年5月發(fā)布的LPDDR3標準規范，13年3月的三星S4正式用上了，同年7月，三星Note 3也沖上了3GB RAM的高度。14年8月，JEDEC發(fā)布了LPDDR4標準規范，并定義最高頻率為3200MHz。15年3月，MWC上三星發(fā)布了搭載LPDDR4 RAM的三星S6和三星S6 Edge，同年8月，三星發(fā)布的另外兩款旗艦——三星Note 5和三星S6 edge+將RAM容量提高到4GB。

　　SSD和ROM領(lǐng)域

　　先來(lái)解釋一下上面表格出現的一些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，SSD是固態(tài)硬盤(pán)，ROM是手機存儲。它們兩者歸根到底其實(shí)都是NAND Flash，下文會(huì )詳細介紹SSD和ROM之間的關(guān)聯(lián)。SSD根據成本和存儲顆粒壽命再細分為T(mén)LC SSD、MLC SSD、SLC SSD(相同容量前提下，上述三者一般來(lái)說(shuō)成本和壽命依次提高)，而U盤(pán)和SD存儲卡其實(shí)也是TLC SSD的一種形態(tài)。2D NAND是早期的一種SSD內部顆粒排列技術(shù)，而V-NAND則是如今由三星主導的3D平面上全新的顆粒排列技術(shù)，通過(guò)把內存顆粒堆疊在一起來(lái)解決2D NAND閃存帶來(lái)的容量限制等問(wèn)題。類(lèi)似技術(shù)還有3D NAND，則是由Intel和美光合資的IMFT主導。

　　熟悉固態(tài)硬盤(pán)的消費者應該知道早期的消費級SSD主要是以MLC顆粒為主流的，SLC比較昂貴，TLC未成氣候，所以成本上始終無(wú)法進(jìn)一步降低。TLC壽命短和易損壞的弊病導致在2012年以前，它們一般只用在U盤(pán)和SD存儲卡上，但是由于技術(shù)進(jìn)步，TLC顆粒壽命得到了控制，從此出現了采用TLC顆粒的840和840 EVO SSD，進(jìn)一步將成本降低，也讓SSD開(kāi)始走近平民百姓。

　　如今除了三星，浦科特、金士頓、SK海力士等廠(chǎng)商也紛紛推出采用TLC顆粒的SSD。另一方面，除了存儲顆粒本身的不同，存儲顆粒之間排列方式也發(fā)生了改變，從剛開(kāi)始的2D平面排列上升到立體空間3D排列，也就是如今的V-NAND排列方式。不知不覺(jué)，這種排列方式已經(jīng)經(jīng)歷了3代產(chǎn)品，850 PRO和850 EVO在較早前也成功升級換代，分別換上了第三代V-NAND排列的MLC芯片和TLC芯片，進(jìn)一步增大了存儲容量，突破4TB級別的里程碑。Intel和美光合資公司IMFT則稱(chēng)類(lèi)似技術(shù)為3D NAND。

　　eMMC和UFS重要歷史回顧

　　在ROM領(lǐng)域，2013年10月，JEDEC發(fā)布eMMC 5.0標準，其實(shí)同年7月底，三星已經(jīng)能夠量產(chǎn)eMMC 5.0存儲產(chǎn)品。在業(yè)界開(kāi)始準備采用UFS這種新的存儲介質(zhì)取代eMMC的時(shí)候，在13年9月JEDEC發(fā)布UFS 2.0標準之后，相隔不到兩年，15年3月，三星就在MWC上正式發(fā)布搭載了UFS 2.0的手機。

　　LPDDR4

　　在介紹LPDDR4和UFS 2.0兩項在RAM和ROM領(lǐng)域最新技術(shù)之前，我們先來(lái)介紹一下JEDEC這個(gè)組織。

　　根據百度百科的定義，JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì )(JEDEC Solid State Technology Association)是微電子產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導標準機構，作為一個(gè)全球性的組織，JEDEC所制定的標準在過(guò)去50余年的時(shí)間里，已經(jīng)被全行業(yè)廣泛接受和采納。JEDEC的主要功能包括術(shù)語(yǔ)、定義、產(chǎn)品特征描述與操作、測試方法、生產(chǎn)支持功能、產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性、機械外形、固態(tài)存儲器、DRAM、閃存卡及模塊、以及射頻識別(RFID)標簽等的確定與標準化。所以才會(huì )有今天的LPDDR4和UFS 2.0標準出臺。

　　JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì )在14年8月發(fā)布的新一代低功耗內存標準LPDDR4(Low Power Double Data Rate 4)，是面向低功耗內存而制定的通信標準，以低功耗和小體積著(zhù)稱(chēng)，專(zhuān)門(mén)用于移動(dòng)式電子產(chǎn)品，例如智能手機。下面我們看看臺式機、筆記本和服務(wù)器領(lǐng)域的DDR標準和LPDDR標準的一些區別。

　　DDR和LPDDR區別

　　如上圖所示，LPDDR的運行電壓(工作電壓)相比DDR的標準電壓要低，這也符合了低功耗小體積的身份和定位，另一方面，兩種標準版本迭代時(shí)間并不是一致的，DDR4相比LPDDR4標準制定和出臺要早上不少。