最近,跟一位同事聊天,話題談到他偶爾會(huì)用iPhone 6與家人視頻通話。但最近總遇到個(gè)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(qǐng),只有打開微信才行。對(duì)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(jī)身內(nèi)存實(shí)在太小,所以系統(tǒng)在鎖屏?xí)r自動(dòng)將微信視頻通話的程序終結(jié)了。
四年前的一代神機(jī),如今卻連最基礎(chǔ)的應(yīng)用功能體驗(yàn)都不好,我們通常會(huì)吐槽它的電池不行了,處理器不行了,但其實(shí)內(nèi)存對(duì)整個(gè)機(jī)器的體驗(yàn)也有非常大的影響。今天我們就來聊一聊手機(jī)內(nèi)存的前世今生,來看看它究竟在歷史上,對(duì)我們的手機(jī)使用體驗(yàn)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(gè)問題:
什么是手機(jī)內(nèi)存?
內(nèi)存對(duì)智能手機(jī)發(fā)展產(chǎn)生了怎樣的影響?
手機(jī)內(nèi)存目前的發(fā)展困境以及未來?
手機(jī)內(nèi)存——數(shù)據(jù)的高速中轉(zhuǎn)站
如果您對(duì)電腦內(nèi)存的功能了解,那么手機(jī)的內(nèi)存你基本也掌握了大半,因?yàn)樽詮氖謾C(jī)進(jìn)入智能時(shí)代,便注定了手機(jī)內(nèi)部的運(yùn)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(yùn)算平臺(tái)。
內(nèi)存——數(shù)據(jù)的快速吞吐平臺(tái)。
硬盤(閃存)——數(shù)據(jù)的大容量存儲(chǔ)平臺(tái)。
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(yùn)行
這套系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的工作流程是這樣的,當(dāng)運(yùn)行一個(gè)程序,硬盤會(huì)立即收到指令,將涵蓋這個(gè)程序的所有信息發(fā)送到內(nèi)存,所以在打開APP時(shí),你會(huì)先看到一段“讀條”的畫面;同時(shí)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(jìn)行運(yùn)算處理,再將處理完的數(shù)據(jù)傳送到內(nèi)存中;此時(shí)程序完成了開啟的過程,但接下來,這個(gè)程序并不會(huì)馬上回到硬盤,而是依然駐留在內(nèi)存中,因?yàn)樘幚砥鞅仨殨r(shí)刻準(zhǔn)備著由于用戶的操作,而隨時(shí)有可能發(fā)來的指令數(shù)據(jù);最終,當(dāng)用戶關(guān)閉程序的時(shí)候,內(nèi)存才會(huì)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(shí)上面的過程不僅適用于程序,手機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行也是同樣的過程,只是更為復(fù)雜而已。所以開機(jī)的時(shí)間會(huì)明顯比打開某個(gè)程序的時(shí)間更慢。此時(shí)或許你會(huì)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(gè)“中轉(zhuǎn)站”,而不直接與硬盤相通信呢?
原因很簡(jiǎn)單,因?yàn)閮?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(duì)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(jī)內(nèi)存不能像電腦那樣更換,通常只是單個(gè)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(yùn)算系統(tǒng)中的作用,接下來我們?cè)賮砹牧氖謾C(jī)上的內(nèi)存又有哪些不同。我們知道,相比電腦來說,手機(jī)對(duì)于功耗以及體積的要求會(huì)更高一些。因?yàn)楫吘闺娔X不需要移動(dòng),直接用電源供電,不用擔(dān)心電量低的問題,因此內(nèi)存模塊可以設(shè)計(jì)的較大,甚至可以更換,運(yùn)行頻率也可以很高,不用擔(dān)心能耗過高,但在手機(jī)的內(nèi)存設(shè)計(jì)上,則要遵循低功耗,小體積的目標(biāo),同時(shí)也要保證出色的總線帶寬。
所以,專門制定內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)的JEDEC(固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì))對(duì)手機(jī)內(nèi)存提出了單獨(dú)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),這些內(nèi)存可以在更低的電壓下運(yùn)行,從而降低功耗。像我們平時(shí)總能看到的LPDDR標(biāo)識(shí),便是低功耗內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)。并且由于手機(jī)內(nèi)部的體積所限,所以手機(jī)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(gè)PCB上,然后再插入主板插槽中,方便日后升級(jí)。
另外,手機(jī)內(nèi)存在功能上也不完全等同于電腦內(nèi)存。由于手機(jī)的顯示核心集成于處理平臺(tái)內(nèi)部,并沒有放置顯存的空間,所以手機(jī)的內(nèi)存還集成了顯存的功能。由此看來手機(jī)內(nèi)存的重要性是要超越PC平臺(tái)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(jī)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(gè)重要節(jié)點(diǎn),來看看內(nèi)存對(duì)于智能機(jī)時(shí)代手機(jī)的發(fā)展做出了怎樣的貢獻(xiàn)吧!
內(nèi)存對(duì)于智能手機(jī)發(fā)展的影響
2001年——首款智能機(jī)誕生 8MB SDRAM
2001年,諾基亞發(fā)布了全球第一款智能手機(jī),諾基亞7650。該機(jī)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(yè)的擴(kuò)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(jī)
諾基亞7650采用最初代的SDRAM內(nèi)存,容量?jī)H有8MB,但在當(dāng)時(shí),這已經(jīng)是絕無僅有的頂級(jí)配置了。如果沒有它,這部手機(jī)便不可能實(shí)現(xiàn)智能系統(tǒng)在手機(jī)上的首秀。
2005年——諾基亞N系手機(jī)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(yàn)帶到了一個(gè)全新的高度,這在當(dāng)時(shí)以鍵盤輸入為主的時(shí)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(jī)型N70發(fā)布。
諾基亞N70采用30MB內(nèi)存
我記得智能手機(jī)多任務(wù)功能就是在那個(gè)時(shí)間點(diǎn)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(dāng)時(shí)是一件非常爽的事情。并且手機(jī)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(dāng)時(shí)諾基亞N70配備了一塊30MB的內(nèi)存。
2007年——被重新定義的手機(jī) 128MB內(nèi)存 DDR
正處于鼎盛時(shí)期的諾基亞可能并沒有想到,在2007年一款與當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)格格不入的超大屏手機(jī)會(huì)成為日后的致命威脅。而這部手機(jī)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(dāng)時(shí)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(jī)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(yùn)算使得這款手機(jī)對(duì)性能有了更高的要求。所以該機(jī)搭載了一塊128MB容量的內(nèi)存。但即便如此,當(dāng)時(shí)也依然無法滿足蘋果系統(tǒng)對(duì)于多任務(wù)的需求。當(dāng)時(shí)的iPhone只能同時(shí)運(yùn)行一個(gè)APP。
2009年——國(guó)產(chǎn)機(jī)皇魅族M8 256MB DDR
在09年,國(guó)產(chǎn)手機(jī)還多被冠以“山寨機(jī)”的年份,有一款手機(jī)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(jī)玩家的心,發(fā)售當(dāng)天的門外購(gòu)機(jī)者罕見的排起了長(zhǎng)龍,這款手機(jī)就是魅族M8。該機(jī)因?yàn)閾碛型琲Phone 媲美的屏幕,更強(qiáng)悍的硬件以及與iPhone相似的軟件使用體驗(yàn)而備受追捧,甚至后來該機(jī)耀眼的成績(jī)還遭到了蘋果的報(bào)復(fù)而被迫下架停售。
國(guó)產(chǎn)機(jī)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(dāng)時(shí)為手機(jī)而設(shè)計(jì)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(tái)。當(dāng)時(shí)魅族為該機(jī)配備了一塊256MB內(nèi)存,這在當(dāng)時(shí)絕對(duì)屬于頂級(jí)配置了,但由于屏幕分辨率采用太過激進(jìn)的480*720分辨率,而導(dǎo)致系統(tǒng)整體使用體驗(yàn)依然不太理想。
2011年——超薄性能怪獸 三星S2 1GB LPDDR2
第一代機(jī)型在通過與運(yùn)營(yíng)商合作直銷而獲得巨大成功之后,三星將S系列手機(jī)確定為重點(diǎn)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(jī)擁有當(dāng)時(shí)全世界最薄的機(jī)身厚度8.49mm,但卻依然擁有頂級(jí)的配置。該機(jī)內(nèi)存容量達(dá)到1GB,是當(dāng)時(shí)首款達(dá)到這一容量的手機(jī)。
得益于超大的內(nèi)存容量,當(dāng)時(shí)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(yùn)行,也依然十分流暢。要知道當(dāng)時(shí)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(jī)風(fēng)潮,那么三星Note系列手機(jī)則是超大屏手機(jī)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(jī)上面,并帶來了FHD超高清分辨率。為了帶動(dòng)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(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商首發(fā)了當(dāng)時(shí)業(yè)界首款6GB內(nèi)存的手機(jī),這家廠商就是vivo,這個(gè)配置對(duì)應(yīng)的是Xplay 5的旗艦版產(chǎn)品。該機(jī)內(nèi)存采用了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)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(rèn)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(jī)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(jī)標(biāo)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(jī)的最高內(nèi)存僅僅只有3GB,但從實(shí)際體驗(yàn)上,卻并不比安卓更高內(nèi)存的手機(jī)體驗(yàn)差。
內(nèi)存清理幾乎成了各個(gè)手機(jī)管家的頭號(hào)應(yīng)用
想要解釋這個(gè)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(jī)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(huì)在內(nèi)存中駐留,這樣一來,當(dāng)你打開的應(yīng)用越來越多時(shí),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(huì)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(jī)帶來更出色的多任務(wù)體驗(yàn)。當(dāng)然你會(huì)說你并不想讓這么多程序同時(shí)運(yùn)行,但又懶得去關(guān)閉它們,所以你才會(huì)發(fā)現(xiàn)很多安卓手機(jī)會(huì)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(shí)現(xiàn)。
蘋果的“墓碑機(jī)制”盡管曾遭批評(píng)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(gè)應(yīng)用后切換到另一個(gè)應(yīng)用,只要你十分鐘左右的時(shí)間不使用它,那么系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)將這個(gè)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(dāng)你再打開這個(gè)應(yīng)用時(shí),系統(tǒng)則會(huì)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(jī)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(yàn)。至于兩者孰優(yōu)孰略,只能說蘿卜白菜各有所愛了。
各時(shí)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(dá)8GB
但有一點(diǎn)是毋庸置疑的,就是小內(nèi)存同樣意味著運(yùn)行時(shí)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(chǔ)數(shù)據(jù)的單元為若干個(gè)電容,它們通過通電與否來代表0或者1的比特?cái)?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(duì)存儲(chǔ)單元進(jìn)行刷新操作以維持?jǐn)?shù)據(jù)的保存,而存儲(chǔ)單元越多,那么勢(shì)必維持?jǐn)?shù)據(jù)所需要的功耗也就越高。所以作為手機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的耗電大戶,大容量?jī)?nèi)存并不利于節(jié)約功耗。由此,再來看目前擁有超大容量?jī)?nèi)存與超大容量電池的安卓手機(jī),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(diǎn),蘋果系統(tǒng)的所有應(yīng)用都會(huì)經(jīng)過蘋果嚴(yán)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(jī)制,但由于國(guó)內(nèi)特殊的國(guó)情,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)的安卓應(yīng)用開發(fā)者并不需要嚴(yán)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(chǎng)上架,這便會(huì)造成有些安卓應(yīng)用可能會(huì)過度占用系統(tǒng)內(nèi)存的情況。這也可以解釋為什么國(guó)內(nèi)用戶會(huì)對(duì)大內(nèi)存的需求更高一些。
至于未來,內(nèi)存的發(fā)展勢(shì)必會(huì)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(huì)不會(huì)繼續(xù)提升的問題,我覺得這是必然的,但應(yīng)該不會(huì)像前幾年升級(jí)的那么快了。因?yàn)槟壳捌鋵?shí)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)的。其實(shí)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(shí)現(xiàn)商用,距離我們還很遙遠(yuǎn)。