手机简史

2021-02-28 06:03
中外文摘 2021年4期
关键词:诺基亚天线芯片

1994 年,沈阳—大连的卧铺列车上,一名男士拿起大哥大打电话

5G 的竞争是方方面面的竞争,手机亦不只是自我的升级。然而,值得欣喜的是,中国通信业在20 年间,完成了从落后、跟随、参与到领跑的转变。百舸争流,就在当下。

颇为遗憾,2020 年9 月16 日凌晨的苹果发布会上,最受瞩目的iPhone 12 缺席了。熬夜没睡的人,不免又要吐槽,这是等了个寂寞。

其实大可不必。真机虽然没落地,但iPhone12 的大致样貌,早就被“剧透”光了。真相或许是,正是因为这些“剧透”,才让iPhone 12 受到如此大的期待。

近几年的iPhone 缺乏创新,早就是不争的事实。iPhone 12 这一次“死灰复燃”,难道不是因为用户们早就知道,它将是第一款支持5G 网络的iPhone 吗?

所以,与其说,用户们期待新的iPhone,倒不如说,用户们在好奇,下一个“手机世代”中,iPhone 将如何进取。

是的,时代又变了。苹果晚了一步,但终究要跨入“5G 时代”。这个时代有什么值得期待呢?

正如10 年前,2G 与3G 混杂时那样,人们想不到今天的手机,会被叫作“手上的另一个器官”。不难预见,技术将进一步绑架人

们的生活,同时又创造出更多活力,它的“双面性”毋须讳言。

那么,不妨回顾一下手机的“代际”。或许这样,就不需要搞懂那些晦涩的名词,也能明白未来大致的方向。

所谓“顶流”

苹果还是那个苹果,每年一度的发布会,被叫作“科技界的春晚”。它无愧为手机圈的“顶流”。

新一代的手机,最受期待的是新的花样。到iPhone 11 为止,苹果展示了惊人的研发能力。每一次旗舰的更新,都有更强的处理器、更细腻的屏幕、更好的摄像系统……手机像是一碟菜,现在是“加菜”的时代,眼看这碟菜越做越多,类型越来越丰盛。相应地,用户的口味也变刁了。似乎只有不多的厂商,还能勉强刺激他们的味蕾。

几乎每个人都有手机,有的人不止一部。2019 年,中国用户的手机数量就达到15 亿部。市场趋于“饱和”。

新生代或许很难理解,就在20 年前,中国的手机用户只有6500 万,如果延续“加菜”的比喻,那么,在不久之前,中国的市场还吃不饱。再往前走20 年,那就是“没得吃”的年代了。

中国的通信事业晚于西方。20 世纪80 年代,固定电话才兴建起来。那个时候,一部电话的费用是20000 元,入网费是6000 元,打电话是双向收费的,一分钟5角钱。那么贵的原因是,那时候的电话也好,通信设施也好,都来自境外进口。固定电话都这么贵了,移动电话(手机)更是可望而不可即。新生代的人,或许没吃过“那时的猪肉”,但一定见过“那时的猪跑”。

大哥大,谁会不知道呢?老港片里常常有它。体形硕大,一只手才勉强握住。一根天线又粗又长,放在公文包里都要特意露出来。据传言说,还有这么一类人,他们准备一根天线似的棍子,就插在公文包上。混当个“打工皇帝的大哥大”,人前倍儿有面子。

当这根天线消失的时候,时代就从“1G”来到“2G”了,

“换壳”十年

要谈手机,不能不谈通信。对于中国通信的发展来说,有两件事很值得谈。

第一件事是在1987 年,那时,广东建成第一个“模拟蜂窝移动电话系统”,到今天的5G 为止,“蜂窝网络”依然是离不开的。简单地理解它,只需想象一张蜂窝状的网,把信号铺满了大地就行。

第二件事关于“程序控制电话交换机”。在过去,甲打电话给乙,要先打到电话中心。电话中心有这么一群人,他们负责接线插线,帮助甲接通乙的电话。有了“程控电话交换机”,这群人就下岗了,接线工作从此是电脑在做。

1982 年,第一部“程控电话交换机”在福州使用。机器替代了人,效率提高。有通信业的人回忆,那时,电信部的领导兴奋地围着机器左看右看,转了好几圈。1991 年,有了第一台国产的大型数字“程控电话交换机”。1992 年,“诺基亚1011”问世,2G 的时代来了。

中国依然晚一些,到了1995年,中国移动正式开通了GSM(2G)网络。

天线是怎么消失的?通信技术的换代,逐渐使用了更高的频段。无线电使用的频段越高,则能够传输的信息越多,因为更高的频段,意味着更快的波动。这就是为什么,1G 到2G,通话质量更高,到了今天,手机何止能通话。

无线电波的频率越高,波长越长。它变得容易捕捉,所以天线越来越小。1G 到2G,大哥大的天线消失了,取而代之的是几厘米长的短粗天线。1997 年,第一款没有可见外部天线的手机诞生,它是“the haGenuk Globalhandy”。

从此,天线进入手机内部。到了3G、4G、5G,天线更小了。手机内不止一根天线,它们呈多阵列排布。

1G 的时代,商用手机的发明者摩托罗拉领跑。2G 时代,加入了新的王者,诺基亚和爱立信。现在仍有人怀念那时,堪称是手机圈的“众神时代”。

1998 年,西门子推出“s10”,它是第一款彩屏手机。1999 年,摩托罗拉推出“timeport”,首款三频Gsm(2G)手机,全球漫游不再是梦。2000年,夏普推出“sharp j-sh04”,它是第一款拍照手机。到了2003 年,一代神机“诺基亚1100”出现,全球畅销2.5 亿部,从此王者上位。还是诺基亚,在1999 年推出能上网的手机,开启移动互联网时代。2002 年,诺基亚推出塞班系统,这是智能手机的前身。遗憾的是,诺基亚的科技,似乎从此以“换壳”为本。但是,回过头看,那时层出不穷的滑盖、翻盖、侧滑类手机,倒是颇有趣味的。

“一朝天子一朝臣”

接下来的事,距离我们很近。

诺基亚在手机圈的“落幕”,彰显了竞争的残酷。这件事对中国的影响很大,原因不只是诺基亚的一度风行,更重要的是,中国也在此时进入了通信业的国际竞争。

昔日的“巨无霸”,错过时机,难再翻身。这可以说是“人多力量大”的反面证明。

3G 时代,中国不再跟随其后,反而成为标准的制定者之一。3G时代有三大标准,中国的是“TDSCDMA。

从最简单的角度区别,1G 网络只能打电话,是根正苗红的通信网络。2G 网络能上网了,但速率低于100KB/s,现在来看,太“拉垮”了。

2G 的时代,受限于网速,用户只能以文字交流为主。所以,各大BBS 论坛红火起来,天涯、猫扑、铁血……

网络文学应运而生,痞子蔡、可爱淘、安妮宝贝……

更新到3G,网速在144KB/s-2GB/s,图片开始成为主流,“表情包”的历史开始演化。此处有个“插曲”,由于中国联通采用的是国际主流标准“WCDMA”,高传输速率的优势明显。一时间,用3G,选联通,是那个时候的主流。

对中国而言,2010 年前后,通讯行业空前发展。不只是2G 与3G 混杂着用,而且4G 很快覆盖了3G。也就是说,在国内的竞争上,中国联通只是幸福了小一阵子。

通信与手机是“双生子”,关系密不可分。公允地看,不是iPhone引领了时代,是它顺应了时代。

2008 年,苹果推出iPhone 2代(3G)。最重要的更新是,手机系统iOS2.0,上线了商店应用。从此,手机成了“手上的电脑”。

这个“电脑”的可敬在于,它也遵从摩尔定律。这就是说,每过18 个月,手机的性能就翻一倍,同时价格降低一半。好吧,它只遵从了“一半”,即性能的部分。

4G 的时代,崛起的是大带宽通信、大数据等,体现到用户这端,是短视频内容的爆发,“个性推送”等前所未有的体验。集大成者的商业应用,如今日头条、抖音等,至今仍是市场的香饽饽。

通信和手机圈里,也是“一朝天子一朝臣”。有了诺基亚的前车之鉴,在这个局中,没有谁敢固守其成。

正在发生的“未来”

崭新的画卷铺开了,它叫“5G”。

5G 到来好一段时间了,对它的追捧,无非大带宽、低时延等等。可是,这些究竟意味着什么?

回到手机圈来看。

苹果公司对未来的布局,其实有迹可循,最大的动作在MacBook 产品线。据库克的说法,就在今年年底,苹果将推出arm mac。这就是说,苹果电脑将摆脱英特尔的芯片。它的全部产品,都将使用自家研发的a 系列芯片。

那么,电脑与手机的底层逻辑,很可能就要相通了。

在iPhone 12 缺席的发布会当天,新的苹果电脑、平板、手机操作系统上线,三者的交互逻辑在靠近。可以期待,苹果会在两年的时间表内,彻底打通各平台的关隘。它们不是“整齐划一”,但它们会实现“一体化”。

像12 年前一样,支持5G 只是对时代的顺应。那么今天,有什么是“商店应用”那样的突破性创造?

目前来看,苹果押宝了“激光雷达”,也就是“ar 应用”。回顾手机创造的场景,从通话、文字、图片到视频,下一步如果是“ar”,网络上的沟通就更加真实。

5G 当然不只是“ar”,但它是最贴近用户的方面。关于5G 的全场景想象,目前已有很多了,如果略提一下,大概有智能物联网、AI、远程外科手术、自动驾驶系统……例子不胜枚举,但依然是回到手机层面。有一个问题是,如此多的数据跑在其中,它真的能够承受吗?

可能性是有的。如前文所说,近几年来,手机性能符合摩尔定律。对苹果来说更是如此,a 系列的芯片,性能远远超过安卓阵营。在9 月16 目的发布会上,新一代的a 系列芯片“a14”亮相。据悉,这是第一款5nm 制程(台积电)的大规模商用芯片。

这本来是个好消息,但a14亮相后,似乎随之而来了一个坏消息。

所谓“5nm 制程”,是说对晶体管的设计,其线宽到达了5nm的程度。很明显,对同样大小的芯片而言,线宽越小,容纳的晶体管数量就越多,那么,性能也就越强。

以a 系列芯片为例子,上一代的旗舰芯片a13,有约一百亿个晶体管。新的a14 芯片,多达118亿个晶体管。

然而,坏消息是,a14 的性能提升不如想象中大。比起a13,CPU 表现提高了16%左右,GPU性能提高了8%左右,远远达不到过去的迭代升级。

更糟糕的是,5nm 制程是接近了线宽的“可能极限”。线宽再小,一方面可能遵循量子力学,出现“量子隧穿效应”。另一方面,如此多的晶体管工作,手机又没有主动散热装置,散热难以解决。那么,手机芯片的性能天花板也就出现了。

再看通信领域,5G 能覆盖多少人群?现在最快构建的是“nsa”(非独立组网),一般认为是“过渡期的5G”。而真正的5G 形态,要等到“sa”(独立组网)落成。这要多久?

马斯克主导的“星链计划”,又是其中一个变数。马斯克有野心,用天基网络补上地基网络。目前,“星链计划”能够对北美地区提供媲美4G 的网络服务,它是更好的解决方案吗?

5G 的竞争是方方面面的竞争,手机亦不只是自我的升级。然而,值得欣喜的是,中国通信业在20年间,完成了从落后、跟随、参与到领跑的转变。百舸争流,就在当下。

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