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從8MB到8GB的革命 手機內(nèi)存的前世今生
mao_mao
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發(fā)表于 2018-06-03 15:52:24  只看樓主 

  最近,跟一位同事聊天,話題談到他偶爾會用iPhone 6與家人視頻通話。但最近總遇到個問題,就是在鎖屏界面,無法收到任何人的微信視頻通話邀請,只有打開微信才行。對于這種情況,經(jīng)過我們分析得出一致結(jié)論,是由于iPhone 6 1GB的機身內(nèi)存實在太小,所以系統(tǒng)在鎖屏時自動將微信視頻通話的程序終結(jié)了。

  四年前的一代神機,如今卻連最基礎(chǔ)的應(yīng)用功能體驗都不好,我們通常會吐槽它的電池不行了,處理器不行了,但其實內(nèi)存對整個機器的體驗也有非常大的影響。今天我們就來聊一聊手機內(nèi)存的前世今生,來看看它究竟在歷史上,對我們的手機使用體驗有著怎樣的影響吧!

  我希望本文能夠幫助大家解決以下三個問題:

  什么是手機內(nèi)存?

  內(nèi)存對智能手機發(fā)展產(chǎn)生了怎樣的影響?

  手機內(nèi)存目前的發(fā)展困境以及未來?

  手機內(nèi)存——數(shù)據(jù)的高速中轉(zhuǎn)站

  如果您對電腦內(nèi)存的功能了解,那么手機的內(nèi)存你基本也掌握了大半,因為自從手機進入智能時代,便注定了手機內(nèi)部的運算邏輯趨近于電腦。處理器,內(nèi)存,硬盤(閃存)便是最基礎(chǔ)根基,并且彼此不可替代。

  處理器——數(shù)據(jù)的運算平臺。

  內(nèi)存——數(shù)據(jù)的快速吞吐平臺。

  硬盤(閃存)——數(shù)據(jù)的大容量存儲平臺。

剛打開程序的“讀條”過程就是將閃存內(nèi)的程序數(shù)據(jù)提取并運行剛打開程序的“讀條”過程就是將閃存內(nèi)的程序數(shù)據(jù)提取并運行

  這套系統(tǒng)標準的工作流程是這樣的,當運行一個程序,硬盤會立即收到指令,將涵蓋這個程序的所有信息發(fā)送到內(nèi)存,所以在打開APP時,你會先看到一段“讀條”的畫面;同時處理器開始提升自己的工作頻率,并將內(nèi)存收到的數(shù)據(jù)以極快的速度進行運算處理,再將處理完的數(shù)據(jù)傳送到內(nèi)存中;此時程序完成了開啟的過程,但接下來,這個程序并不會馬上回到硬盤,而是依然駐留在內(nèi)存中,因為處理器必須時刻準備著由于用戶的操作,而隨時有可能發(fā)來的指令數(shù)據(jù);最終,當用戶關(guān)閉程序的時候,內(nèi)存才會將程序原本的數(shù)據(jù)加上經(jīng)過用戶操作而新產(chǎn)生的數(shù)據(jù)一同塞回硬盤中。

  其實上面的過程不僅適用于程序,手機系統(tǒng)的運行也是同樣的過程,只是更為復(fù)雜而已。所以開機的時間會明顯比打開某個程序的時間更慢。此時或許你會問,既然處理器接收到數(shù)據(jù)以后,還要將數(shù)據(jù)返還,那么為什么非要經(jīng)過內(nèi)存這個“中轉(zhuǎn)站”,而不直接與硬盤相通信呢?

  原因很簡單,因為內(nèi)存比硬盤的數(shù)據(jù)傳輸速度快得多,能夠充分滿足高性能處理器對于數(shù)據(jù)吞吐的要求,這種能力是硬盤目前所不具備的。

由于體積限制,手機內(nèi)存不能像電腦那樣更換,通常只是單個芯片,工藝更復(fù)雜由于體積限制,手機內(nèi)存不能像電腦那樣更換,通常只是單個芯片,工藝更復(fù)雜

  以上只是泛泛的談了內(nèi)存之于一部運算系統(tǒng)中的作用,接下來我們再來聊聊手機上的內(nèi)存又有哪些不同。我們知道,相比電腦來說,手機對于功耗以及體積的要求會更高一些。因為畢竟電腦不需要移動,直接用電源供電,不用擔心電量低的問題,因此內(nèi)存模塊可以設(shè)計的較大,甚至可以更換,運行頻率也可以很高,不用擔心能耗過高,但在手機的內(nèi)存設(shè)計上,則要遵循低功耗,小體積的目標,同時也要保證出色的總線帶寬。

  所以,專門制定內(nèi)存標準的JEDEC(固態(tài)技術(shù)協(xié)會)對手機內(nèi)存提出了單獨的技術(shù)標準,這些內(nèi)存可以在更低的電壓下運行,從而降低功耗。像我們平時總能看到的LPDDR標識,便是低功耗內(nèi)存的標準。并且由于手機內(nèi)部的體積所限,所以手機上的內(nèi)存通常是以單顆超大容量芯片的形式存在,而不像PC上的內(nèi)存,是多顆內(nèi)存芯片集成在一個PCB上,然后再插入主板插槽中,方便日后升級。

  另外,手機內(nèi)存在功能上也不完全等同于電腦內(nèi)存。由于手機的顯示核心集成于處理平臺內(nèi)部,并沒有放置顯存的空間,所以手機的內(nèi)存還集成了顯存的功能。由此看來手機內(nèi)存的重要性是要超越PC平臺的。

  目前,我們大致明白了內(nèi)存是干啥的,怎么工作的,以及手機上的內(nèi)存與電腦上的差別,那么接下來,就讓我們一起回顧一下歷史上的幾個重要節(jié)點,來看看內(nèi)存對于智能機時代手機的發(fā)展做出了怎樣的貢獻吧!

  內(nèi)存對于智能手機發(fā)展的影響

  2001年——首款智能機誕生 8MB SDRAM

  2001年,諾基亞發(fā)布了全球第一款智能手機,諾基亞7650。該機搭載Symbian OS V6.0操作系統(tǒng),支持收發(fā)SMTP、POP3、IMAP4協(xié)議電子郵件,更重要的是支持視頻播放、java程序下載以及直接訪問HTML網(wǎng)頁的擴展功能。盡管這些功能在如今看來已經(jīng)極不起眼,但在17年前,能夠?qū)崿F(xiàn)它們已經(jīng)足以讓人熱血沸騰了!

擁有8MB內(nèi)存的諾基亞7650真機擁有8MB內(nèi)存的諾基亞7650真機

  諾基亞7650采用最初代的SDRAM內(nèi)存,容量僅有8MB,但在當時,這已經(jīng)是絕無僅有的頂級配置了。如果沒有它,這部手機便不可能實現(xiàn)智能系統(tǒng)在手機上的首秀。

  2005年——諾基亞N系手機發(fā)布 30MB SDRAM

  2005年的Symbian系統(tǒng)經(jīng)歷了一次巨大的飛躍,Symbian OS v9.0版的發(fā)布以及Symbian S60 3rd Edition的出現(xiàn)將Symbian的用戶體驗帶到了一個全新的高度,這在當時以鍵盤輸入為主的時代里是無人能及的。也是在同年,搭載這一系統(tǒng)的諾基亞N系首款機型N70發(fā)布。

諾基亞N70采用30MB內(nèi)存諾基亞N70采用30MB內(nèi)存

  我記得智能手機多任務(wù)功能就是在那個時間點盛行的。我們不再為退回到主界面,還要再重新登陸QQ而煩惱,這在當時是一件非常爽的事情。并且手機的游戲也不再只是貪吃蛇,彈球等,而是擁有更多制作更精良的選擇。為了支持這些功能,當時諾基亞N70配備了一塊30MB的內(nèi)存。

  2007年——被重新定義的手機 128MB內(nèi)存 DDR

  正處于鼎盛時期的諾基亞可能并沒有想到,在2007年一款與當時設(shè)計格格不入的超大屏手機會成為日后的致命威脅。而這部手機就是iPhone一代。

  iPhone一代擁有3.5英寸TFT屏幕,320*480的分辨率在當時能夠給人非常震撼的使用感受,創(chuàng)新的觸控方式讓一切手機功能均可在屏幕上完成。然而更高的分辨率以及更復(fù)雜的圖形運算使得這款手機對性能有了更高的要求。所以該機搭載了一塊128MB容量的內(nèi)存。但即便如此,當時也依然無法滿足蘋果系統(tǒng)對于多任務(wù)的需求。當時的iPhone只能同時運行一個APP。

  2009年——國產(chǎn)機皇魅族M8 256MB DDR

  在09年,國產(chǎn)手機還多被冠以“山寨機”的年份,有一款手機的發(fā)售卻如平地一聲驚雷,震驚了業(yè)界,俘獲了眾多手機玩家的心,發(fā)售當天的門外購機者罕見的排起了長龍,這款手機就是魅族M8。該機因為擁有同iPhone 媲美的屏幕,更強悍的硬件以及與iPhone相似的軟件使用體驗而備受追捧,甚至后來該機耀眼的成績還遭到了蘋果的報復(fù)而被迫下架停售。

國產(chǎn)機皇魅族M8 256MB DDR國產(chǎn)機皇魅族M8 256MB DDR

  魅族M8采用了深度定制的Win CE系統(tǒng),這是微軟當時為手機而設(shè)計的操作系統(tǒng),但由于操作繁瑣,吃硬件資源,所以后來很快便退出了歷史舞臺。當時魅族為該機配備了一塊256MB內(nèi)存,這在當時絕對屬于頂級配置了,但由于屏幕分辨率采用太過激進的480*720分辨率,而導(dǎo)致系統(tǒng)整體使用體驗依然不太理想。 

  2011年——超薄性能怪獸 三星S2 1GB LPDDR2

  第一代機型在通過與運營商合作直銷而獲得巨大成功之后,三星將S系列手機確定為重點打造的旗艦產(chǎn)品。因此第二代產(chǎn)品三星S2顯得更加亮眼,該機擁有當時全世界最薄的機身厚度8.49mm,但卻依然擁有頂級的配置。該機內(nèi)存容量達到1GB,是當時首款達到這一容量的手機。

  得益于超大的內(nèi)存容量,當時的三星S2所采用的安卓2.3系統(tǒng),即便是在480*800分辨率的大屏上運行,也依然十分流暢。要知道當時的安卓系統(tǒng)已經(jīng)具備了多任務(wù)執(zhí)行的能力。

  2013年——超大屏幕引領(lǐng)者 三星Note 3 3GB LPDDR3

  如果說蘋果引領(lǐng)了大屏觸摸操作手機風潮,那么三星Note系列手機則是超大屏手機的始作俑者。2013年,三星大膽的將一塊5.68英寸的巨屏裝在了第三代Note 手機上面,并帶來了FHD超高清分辨率。為了帶動這塊屏幕,三星更是在業(yè)界首次采用3GB內(nèi)存為硬件支撐。

  2016年——vivo Xplay 5  6GB LPDDR4

  2016年,一家國產(chǎn)手機廠商首發(fā)了當時業(yè)界首款6GB內(nèi)存的手機,這家廠商就是vivo,這個配置對應(yīng)的是Xplay 5的旗艦版產(chǎn)品。該機內(nèi)存采用了當時最先進的20NM工藝制造,性能提升80%,功耗降低40%。但仍然引起業(yè)界一片質(zhì)疑,認為如此高的內(nèi)存是否有必要,然而如今隨著8GB內(nèi)存的興起,這樣的質(zhì)疑似乎有些多余了。

  手機內(nèi)存目前的發(fā)展困境以及未來

  8GB內(nèi)存儼然成為旗艦機標配,然而我們真的能用得到嗎?我相信這是很多人心中的疑惑。而且我們還需要注意到,目前蘋果手機的最高內(nèi)存僅僅只有3GB,但從實際體驗上,卻并不比安卓更高內(nèi)存的手機體驗差。

內(nèi)存清理幾乎成了各個手機管家的頭號應(yīng)用內(nèi)存清理幾乎成了各個手機管家的頭號應(yīng)用

  想要解釋這個問題,我們需要先明白安卓系統(tǒng)與蘋果系統(tǒng)的內(nèi)存管理機制的差異。安卓系統(tǒng)為了讓用戶擁有極其流暢的多任務(wù)工作能力,所以打開的應(yīng)用只要不關(guān)閉,一般都會在內(nèi)存中駐留,這樣一來,當你打開的應(yīng)用越來越多時,需要消耗的內(nèi)存空間自然也就越來越大,但好處是你隨意切換打開的應(yīng)用都不會覺得卡頓或者需要重新加載。所以大內(nèi)存,能夠幫助安卓手機帶來更出色的多任務(wù)體驗。當然你會說你并不想讓這么多程序同時運行,但又懶得去關(guān)閉它們,所以你才會發(fā)現(xiàn)很多安卓手機會自帶內(nèi)存清理功能,如果沒有也可以通過下載某某管家實現(xiàn)。

蘋果的“墓碑機制”盡管曾遭批評為假多任務(wù),但不失為一種高效內(nèi)存管理手段蘋果的“墓碑機制”盡管曾遭批評為假多任務(wù),但不失為一種高效內(nèi)存管理手段

  然而蘋果的策略是,如果你打開一個應(yīng)用后切換到另一個應(yīng)用,只要你十分鐘左右的時間不使用它,那么系統(tǒng)便會自動將這個程序終結(jié),將其保存在閃存內(nèi),并釋放相應(yīng)的內(nèi)存空間,當你再打開這個應(yīng)用時,系統(tǒng)則會重新從閃存中調(diào)取數(shù)據(jù),也就是業(yè)界常說的“墓碑機制”。這樣做的好處自然就是需要的內(nèi)存空間更少,但犧牲了一定的多任務(wù)體驗。至于兩者孰優(yōu)孰略,只能說蘿卜白菜各有所愛了。

  各時期iPhone RAM容量表,可以看出最近的iPhone X內(nèi)存只有3GB,而安卓已經(jīng)高達8GB

  但有一點是毋庸置疑的,就是小內(nèi)存同樣意味著運行時的功耗更低。這是由于內(nèi)存特殊的工作方式?jīng)Q定的。由于內(nèi)存內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)的單元為若干個電容,它們通過通電與否來代表0或者1的比特數(shù)據(jù),然而微小的電容十分容易漏電,這便導(dǎo)致了內(nèi)存數(shù)據(jù)的易失屬性。所以內(nèi)存需要頻繁對存儲單元進行刷新操作以維持數(shù)據(jù)的保存,而存儲單元越多,那么勢必維持數(shù)據(jù)所需要的功耗也就越高。所以作為手機系統(tǒng)內(nèi)的耗電大戶,大容量內(nèi)存并不利于節(jié)約功耗。由此,再來看目前擁有超大容量內(nèi)存與超大容量電池的安卓手機,有些續(xù)航甚至還不如電池容量只有不到3000mAh的iPhone的原因。

  但是另外需要提醒大家一點,蘋果系統(tǒng)的所有應(yīng)用都會經(jīng)過蘋果嚴格的規(guī)范審查,以保證應(yīng)用資源合理占用內(nèi)存空間,盡管安卓也有類似的機制,但由于國內(nèi)特殊的國情,導(dǎo)致國內(nèi)的安卓應(yīng)用開發(fā)者并不需要嚴格按照谷歌的應(yīng)用規(guī)范去執(zhí)行,便可以在應(yīng)用市場上架,這便會造成有些安卓應(yīng)用可能會過度占用系統(tǒng)內(nèi)存的情況。這也可以解釋為什么國內(nèi)用戶會對大內(nèi)存的需求更高一些。

  至于未來,內(nèi)存的發(fā)展勢必會朝著帶寬更大,頻率更快,功耗更低的方向發(fā)展,但是至于容量會不會繼續(xù)提升的問題,我覺得這是必然的,但應(yīng)該不會像前幾年升級的那么快了。因為目前其實讓內(nèi)存容量變大并不存在太多技術(shù)上的瓶頸,而是為了滿足如此大的內(nèi)存,可能需要更強悍的處理器,以及更大的電池容量來保證足夠的續(xù)航,這顯然不是一件容易的事情。

  內(nèi)存有沒有可能消失呢?這正是目前研發(fā)人員一直在努力實現(xiàn)的。其實就是讓閃存擁有更快的傳輸速度,從而取代內(nèi)存,但從目前的技術(shù)水平來看,這樣的技術(shù)近幾年還無法實現(xiàn)商用,距離我們還很遙遠。


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