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[导读]深度科普文:那些影响我们手机性能的参数。

 操作系统

首先一个问题是操作系统是什么东西?它是软件还是硬件?操作系统是一种可以控制关于电脑所有操作的软件,它是软件但是它却非常的特殊,因为它管着别的软件怎么运行。同样的代码在不同的操作系统下运行往往会得到不同的结果。操作系统主要有两个比较重要的组成部分,以智能手机为例就是图像界面(GUI)和内核(Kernel)。我们可以把他们理解为一个翻译,所以操作系统本质上说就是一个翻译软件,而翻译的语言则是机器语言。咱们人类是看不懂机器语言的需要由操作系统给我们翻译成大家都能看懂的语言。同样的,机器也看不懂我们的语言,需要操作系统把我们的语言翻译成机器语言。

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驱动程序是影响硬件性能的关键,它属于操作系统内核。苹果的产品是要客制化驱动程序的,以MacBook为例,为什么苹果不用N卡呢?因为老黄不想单独给苹果写驱动,MacBook的独显看似规格不高,但是都是针对其主要的几款生产力软件做过优化的。AMD这几年被Nvidia吊着打,自然需要满足客户的各种需求了。同理PS4等游戏机的显卡也是一个道理,他们的驱动都是针对自己的需要定制的。

让我们再看看手机上的驱动,苹果的所有关键零部件以及操作系统都是自家的,可以说优势非常的大。一者苹果可以将开发的主动权牢牢地把握在自己手里进退自如,二者苹果可以尽情的打磨自己的产品。这个打磨可不是像魅族那样的打磨联发科芯片,具体老刘会在下面硬件中说下苹果的“打磨”功底。

安卓的底层是linux,linux是宏内核系统,也就是说驱动和内核是在一起的。如果要写驱动就必须要改内核,这就是为什么不同机型的ROM不能互相刷的原因,搞刷机的那些人没有能力修改内核。作为手机厂商,驱动当然要自己写了,安卓本身不会自带驱动,因为安卓的碎片化实在太严重了,各种千奇百怪的硬件,如果安卓要自带驱动的话会累死的。

综上来看,苹果相比较安卓厂商就有近水楼台的优势了,而安卓厂商要熟悉学习安卓底层的API以及硬件厂商那边的技术文档,开发上较苹果先天上就拉开距离了。

硬件

智能手机,严格来说所有的我们常用的计算设备,运行APP的时候都会使用到这三种硬件:CPU,内存和硬盘。一个APP的整个运行过程大概是这样的:用户输入软件(就是我们用的程序员写好的App)存储在硬盘上,但用户给予指令的时候,系统会给这个程序一个虚拟化的内存空间,然后放到物理内存里,最后才会被CPU调用执行输出我们希望得到的结果(也就是我们在屏幕上看到的东西)。

首先,CPU是影响智能手机运行速度的关键。影响CPU参数的性能有很多比如说:架构,主频以及制程工艺等。就目前移动芯片开发商来说,他们主要采用的都是ARM架构,但是需要注意的是:不管是苹果三星还是高通,他们绝不是把ARM的公版架构拿过来就用而是根据市场等多方面因素对架构作出一定的修改以适应消费者的需求。

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主频应该是我们普通消费者购买智能手机的时候最看重的参数,但实际上目前市场上的主流旗舰芯片的主频都差不多。主频越高,每秒处理的指令越多,速度也越快。但各位要注意的是,越高的主频带来的耗电量与发热量也是成正比增加的。所以多核心带来的就是每个核心的主频不能太高,要不然功耗和热量都Hold不住,骁龙810就是因为这个才悲剧的。

制程工艺也是衡量CPU性能的关键,制程工艺越先进就可以容纳更多的晶体管,性能就会提升并且功耗,尺寸和成本也会降低。目前最先进的当然是骁龙835采用的10纳米级别的制程工艺,性能上也超过了苹果去年推出的A10Fusion芯片(16纳米工艺)。

此外还有个问题就是核心个数的问题,多核心好不好?答案是必然的,但是现实是骨干的。理论上两个核心应该是一个核心的2倍,但是因为种种的原因比如说:加核要降主频,程序员对多核心编程不熟悉等。据统计,每增加一个核心大概只能增加50%的性能。苹果A10之前一直使用的是双核架构依然吊打安卓众机皇,其原因就是人家打磨自己的芯片之后,单核的晶体管数量顶你两个,高速缓存是你的6倍。这你安卓怎么玩?现在知道为什么三星,小米,华为都要自己开发芯片了吧,想不被吊打只能自己埋头搞研发,天天忽悠是没用的。

接下来是内存,内存和CPU一样主要参数也是工作频率,频率以MHz为单位内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快。目前旗舰机主流配置是采用的DDR4的内存。

内存还有一个重要参数是内存容量,很多人有一个误区,并不是内存容量越大,你的手机就会越快。内存越大,理论上来可以开更多的程序。处理器在运行一个程序的时候,没处理的数据会先放在一个高速缓存里面,高速缓存放满了数据会在内存里等待,内存满了才会让数据在硬盘等待。高速缓存这东西很厉害,其速度几乎和CPU本身没有任何差别。苹果的A10为什么安兔兔一跑分就那么高,高速缓存可以说是功不可没,其搭载了6MB的缓存,其他的芯片大概只有1MB的高速缓存。其实A10的参数和骁龙821差不多,在制程上甚至要差于骁龙821(A10是16纳米工艺)。但恰恰是这个高速缓存,让两者的分数有了区别。至于为什么高通等其他厂商不用苹果的这种方案,答案也很简单,成本太高。高通的芯片是要拿出去卖的,苹果是自家用任性点用面积来换性能吊来打你们,省得你们安卓天天吹“不服跑了分”。现在老子也跑分了,你们还跑吗?

最后一个重要的硬件就是硬盘,智能手机现在使用的都是固态硬盘,也就是我们说平时说的闪存,但是闪存也分为很多种。主要有两点:传输协议和存储颗粒。传输协议方面,目前主流的是UFS,eMMC和NVMe,NVMe是iPhone的独家采用的,是目前最快的闪存传输协议,NVMe SSD的读性能基本在3GB/s、写性能可以达到2GB/s。而安卓目前最快的就是UFS2.1的传输协议,这个协议是由三星主导研发的,其读的速度可以达到1.5GB/s也就是NVMe的一半。这就是为什么苹果加载游戏速度比较快的原因。至于eMMC,呵呵,华为说了都一样用,老刘我就怂了,一样用呗~

另一个重要的属性就是存储颗粒,闪存存储颗粒的技术标准主要有三种以性能排序:SLC>MLC>TLC,苹果目前都在实用TLC,其他厂商用的什么颗粒老刘目前并没有查到,有知道的大神还请告知。

从上可以看出:手机硬件性能的主要节点在闪存和CPU,在这些方面苹果暂时领先。但是安卓也一直在奋起直追,起码在芯片方面水平已经差不多了。至于闪存,要赶上苹果可能还要等几年把~

总结

影响手机性能的因素有很多,操作系统的工作原理,硬件的选择,以及厂商的研发能力缺一不可。不管是像苹果三星这样的自主开发能力强的公司,还是国产所谓的“产品解决方案整合”厂商,推出一款产品都付出了很多的努力。从普通消费者的角度来讲,买手机参考的绝不仅仅是手机背后这些冰冷的参数,设计外观和品牌也应该是是重要的考量范围。

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