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手机网络的不断提速
如今哪怕是千元智能手机的下行速率都达到了Cat.7,也就是300Mbps的标准,而中高端手机则已享受Cat.12(600Mbps)或Cat.16/18(1.0Gbps/1.2Gbps)的速度。要知道,很多地区的家庭宽带也不过20 Mbps到100Mbps之间,在不考虑运营商基站限速的情况下,智能手机的理论下载速度已经远远超过了有线网络。
以即将兴起的Cat.18为例,其1.2Gbps的下行速率理论的下载速度为150MB/s。而到了2019年5G网络商业化试运营时,10Gbps起步下行速率对应的下载速度就将达到1.25GB/s(图1)。如果将这个速度放在PC端,那就唯有支持NVMe协议的PCIe SSD才不会成为速度上的拖累(主要看SSD的写入性能),而无论是HDD机械硬盘还是SATA3.0接口的SSD都将成为“拖油瓶”。
在PC都感觉“亚历山大”的当下,智能手机又该如何应对更高速网络的挑战呢?
从eMMC到UFS的进化
好消息是,如今智能手机的存储性能已经足够应对Cat.18网络的挑战了,哪怕是低端手机采用的eMMC 5.1,也可提供100MB/s以上的持续写入速度,而UFS闪存的高端手机哪怕是4K写入速度也都能超过150MB/s。但是,面对未来5G网络的来袭,现有的闪存技术就都将抓瞎了。
我们不妨再来回顾一下智能手机常用的闪存技术标准。
eMMC:Embedded Multi Media Card,它是在NAND闪存芯片的基础上,额外集成了主控制器,并将二者“打包”封装封成一颗BGA芯片(图3),从而减少了对PCB主板的空间占用,也是移动设备中普及度最高的存储单元。eMMC的性能会随着总线接口的升级而提升,而目前最新的标准就是eMMC 5.1。
UFS:Univeral Flash Storage,我们可以将它视为eMMC的进阶版,是由多个闪存芯片、主控、缓存组成的阵列式存储模块。UFS弥补了eMMC仅支持半双工运行(读写必须分开执行)的缺陷,可以实现全双工运行,所以性能得以翻番(图4)。
目前U FS又被细分为UFS 2.0和UFS 2.1,它们在读写速度上的强制标准都为HS-G2(High speed GEAR2),可选HS-G3标准。而两套标准又都能运行在1Lane(单通道)或2Lane(双通道)模式上,一款手机能取得多少读写速度,就取决于UFS闪存标准和通道数,以及处理器对UFS闪存的总线接口支持情况。
比如,采用U FS 2 .1闪存的手机大都可以获得800MB/s的持续读取性能。但是,魅族PRO 7官方表示配备了UFS 2.1闪存,但实际测试的持续读取速度却只有500MB/s左右(图5)。这并非魅族虚标,而是PRO 7搭载的联发科Helio X30处理器仅支持单通道UFS总线接口,所以无法100%发挥出UFS 2.1閃存的性能。
需要注意的是,虽然UFS 2.1相较eMMC 5.1在持续读取速度上实现了2.5倍左右的提升,但持续写入速度却没有太大的变化(200MB/s左右)。但是,如果我们仔细留意4K写入速度一项,就会发现UFS 2.1的实测速度能领先eMMC 5.1十倍有余(图6),这对于下载提速可有着更加实际的意义。
UFS 3.0为5G保驾护航
问题来了,面对5G网络起步1.25GB/s级别的下载速度,哪怕是UFS 2.1也有些力不从心。怎么办?好消息是,固态技术协会(JEDEC)在前不久正式发布了UFS 3.0标准(JESD220D、JESD223D),和UFS存储卡V1.1标准(JESD220-2A)。其中,UFS 3.0就刚好可以成为与5G网络搭档的存储技术(图7)。
简单来说,UFS 3.0引入了HS-G4规范,单通道带宽提升到11.6Gbps,是HS-G3(UFS 2.1)性能的2倍。而由于UFS支持双通道双向读写,所以UFS 3.0的接口带宽最高可达23.2Gbps,也就是2.9GB/s。此外,UFS 3.0支持的分区增多(UFS 2.1是8个),纠错性能提升且支持最新的NAND Flash闪存介质。
三星已经宣布,将在2018年第一季首发推出UFS 3.0接口的产品。由于麒麟970、骁龙845、Exynos 9810等研发较早,可能赶不上对UFS 3.0标准的支持,但下半年的麒麟980,将在2019年发布的骁龙85x、Exynos 99xx应该可以对其加以支持,从而满足5G时代的更高速读写需求。
如何辨别手机存储芯片
在过去,只有旗舰级处理器才支持UFS闪存,而如今包括骁龙660和Helio P30在内的新一代中端处理器也支持UFS闪存。虽然现阶段搭载骁龙660/Helio P30芯片的手机为了降低成本选用的都是eMMC 5.1,但不排除未来会有中端机也通过武装UFS闪存提升竞争力。所以,咱们还是有必要学习一下如何辨别手机配备闪存的技术标准。
在网上搜索下载名为“P10Check”的应用,安装运行后就能自动反馈出手机的闪存标准到底是eMMC还是 UFS(图8),可惜该软件无法进一步细分UFS的版本(如是UFS2.0还是UFS2.1)。
如果你想知道手机闪存的具体性能,则可下载安装名为AndroBench的测试软件,如果测试结果的持续读取速度在700MB/s以上,那就说明手机闪存版本为双通道的UFS2.1,代表当前的顶级存储性能。如果速度在500MB/s左右,那就是运行在单通道模式的UFS2.0/2.1。
那么,现阶段都有哪些值得选择的UFS手机呢?除了之前“CFan为你选”栏目推荐过的小米6、MIX2、努比亚Z17/Z17s、魅族PRO 7、华为Mate 10、三星Galaxy S8/ Note8外,大家还能在以下产品中加以筛选。
一加5T
网络:全网通(双卡双待)
屏幕:6.01英寸AMOLED(2160×1080像素)
处理器:高通骁龙835
内存:6GB/64GB UFS2.1(不支持存储卡)
摄像头:1600万/1600万+2000万像素
体积:156.1mm×75mm×7.25mm
电池/重量:3300mAh/162g
一加5T采用了AMOLED材质的全面屏,并武装骁龙835处理器,无论是设计还是性能都代表了当前的一流水准。而这款产品的特色还体现在改进的双摄可带来更清晰的拍照效果,保留3.5mm耳机孔显得诚意十足,而简洁流畅的系统UI也能进一步提升使用体验。目前一加5T的起价为2999元,性能价格比非常出色。
小米Note 2
网络:全网通(双卡双待)
屏幕:5.7英寸OLED(1920×1080像素)
CPU:高通骁龙821
内存/存储:4GB/64GB UFS2.0(不支持存储卡)
摄像头:800万/2256万像素
体积:156.2mm×77.3mm×7.6mm
电池/重量:4070mAh/166g
小米Note 2虽然上市已超1年,但其性能在今天来看也是中高端水准,而这款产品还是小米旗下少见的双曲面屏幕,柔性OLED屏幕的视觉冲击力不逊于时下流行的全面屏。最关键的一点是,如今小米Note 2的价格只有2299元,超过4000mAh的电池还确保了续航无忧,其综合性价比其实要远超小米Note 3这个后辈的。
三星Galaxy S7 Edge
網络:全网通(双卡双待)
屏幕:5.5英寸AMOLED(2560×1440像素)
CPU:高通骁龙820
内存/存储:4GB/32GB UFS2.0(支持存储卡)
摄像头:500万/1200万像素
体积:150.9mm×72.6mm×7.7mm
电池/重量:3600mAh/156g
如果你喜欢双曲面屏,但觉得小米Note 2的屏幕表现差点意思,那就不妨关注一下三星2016年推出的旗舰Galaxy S7 Edge。该产品采用了色彩表现更高的2K曲面屏幕,硬件规格也堪称优良。如今这款产品在很多电商平台都打出了低于3000元的价格,如果你对全面屏不感冒,希望手机还具备防水能力,那这个产品应该不会让你失望。
HTC U11+
网络:全网通(双卡双待)
屏幕:6英寸(2880×1440像素)
CPU:高通骁龙835
内存/存储:6GB/128GB UFS2.1(支持存储卡)
摄像头:800万/1200万像素
体积:158.5mm×74.9mm×9.83mm
电池/重量:3930mAh/188g
HTC U11+是一款设计感十足的旗舰级全面屏手机,它的后盖采用了3D水漾玻璃设计,通过挤压边框触发的Edge Sense功能也有了更多的玩法,IMX362传感器和F/1.7大光圈镜头可带来更好的拍照效果,而支持DCI-P3广色域和HDR 10技术的屏幕更是惊艳无比,升级到IP68的防尘防水能力可实现水下拍摄。可以说,除了4599元的售价外,HTC U11+还真没什么明显的缺点。