聊聊你身边的那只“猫”

​ “看君终日常安卧,何事纷纷去又回”——陆游·《赠猫》。这是一首咏猫的诗,将陆游这位史上最有才气的“铲屎官”对于喵星人的喜爱体现得淋漓尽致。但到了现如今这个移动互联网时代,重新给这句诗一个诠释,不妨就是:别看我成天安坐,该处理的事一件也不落下。想要达成这种既忙碌又安逸的状态,有一样东西是必不可少的。这时很多人可能就会脱口而出:当然是智能手机。嗯,其实你只答对了一半,因为没有这篇文章主题所要讲的那只“猫”,你手上的智能手机连块儿板砖都不如。好了好了,不卖关子了,这只“猫”就是你应该很熟悉的Modem。

什么是手机里的“猫”?

以下是来自百度百科的词条描述:

调制解调器(英文名Modem),俗称“猫”,是一种计算机硬件。它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的脉冲信号,而这些脉冲信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收,并译成计算机可懂的语言。

​是的,这就是很多人印象中对于“猫”的最初也是最直观的印象。一个容易暴露年龄的回忆就是:电话线拨号,然后伴随着一阵“嘶啦嘶拉”的声音,电脑便连接上了互联网,从而打开了一个无限广袤的空间。14.4kbps、36.6kbps、56kbps……电话线拨号的速度越来越快,到了今天,很多人家里的Modem名称前已经挂上了个“光”字,而光猫也让我们家庭的网联网接入速率从20M上升50M、100M、200M甚至更快。

但是,另一只“猫”却在被大多数人忽略,它就在与我们朝夕相处、不可或缺的智能手机当中,只是因为技术方面的原因,它在多数时候被称为“基带”,从而让很多人在印象中不再将它与传统意义上的“猫”划等号。其实不然,它不但与我们熟悉的“猫”功能差不多,而且它的重要性与本领,则更重要,甚至可以说:从现在往后,这只“猫”会对我们的生活起到举足轻重的作用。

由猫变虎的移动上网

​很多人最开始接触手机上网,听说的名词应该是GPRS(也有CDMA制式的标准,但考虑到它在整个2G时代所占的份额不大,所以在这里就不作提及了)。

在GPRS之前的第二代移动通信技术GSM也能上网,速度为9.6kbps;

有2.5G之称GPRS则能达到56kbps的无线接入速度,峰值速度为171.2kbps,和最早的电话线拨号速度差不多;

随后出现在的2.75G通信技术EDGE,再接合WAP技术,真正算是开启了移动上网的初始时代,手机QQ、用浏览器看文字网页就是那个时候开始兴起的,这项技术的接入速度理论能达到384kbps;

3G时代到来,TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000成为大众耳熟能详的名词,这是在2008年,这时,手机上网的速度进入了M时代,3G标准能提供3Mbps左右的无线接入速度;

3.5G时代,HSDPA、HSUPA、HSPA、HSPA+等技术相继粉墨登场,手机的上网速度也在这些技术的支持下,最高可以达到72Mbps的接入速率;

4G时代到来,无论TDD-LTE还是FDD-LTE,这两种4G标准都能提供超过100Mbps的无线接入速度,这个时间节点是2014年;

4G+(4.5G)时代到来,手机上网的速度正式步入Gbps时代,时间节点就是2017年,因此,今年也被称为手机上网千兆元年;

5G标准当前正在制订和推进中,预计商用时间为2019年,起始上网速率将从10Gbps起步……

​由此可以看出,手机无线接入的速度,正在以一种超越我们想象的速度在飞快前进,毫不夸张的说,在2017年,我们用手机接入互联网的速度,可以正式宣告超越了固定网络,手机上网的速度也早非昔日吴下阿蒙,称其为“移动光纤”也毫不为过,当年那只在互联网上慢慢爬行的优雅小“猫”,在今天已然演变为猛虎……

惟快不破的“猫”

这时候问题就来了:既然“猫”已经演化到虎的级别,那么为什么消费者对于它的认知还是少之又少呢?原因很简单,在智能手机的整个演化过程中,终端厂商惟性能至上的推广方式,让消费者对于处理器的CPU、GPU、ISP以及智能手机的内存等参数了解得更多,而对于智能手机的接入能力却知之甚少,这也难怪IHS Markit还有名为《射频前端:高端智能手机的无名英雄》的报告,这可能是对于当下移动“猫”的身份地位的最佳诠释。只是因为和固定网络上用的Modem不一样,移动“猫”的设计和系统是一个多维的综合工程,Modem是性能核心而非全部,所以这在一定程度上也冲淡了概念。

下面就让我们以全球首个千兆级移动处理器系统——骁龙835为例为更全面的解释这个问题。

​但首先,我们必须要提及一个重要的名词:SoC。它的全称是System on Chip,直译为系统级芯片。我们常见的那些手机处理器,其实很多都应该称为SoC,因为这块小小的芯片上,不仅仅只有CPU、GPU(它们甚至在这块芯片上只占很小的一个部分),还有DSP、ISP等各种组件,而“猫”也在这块芯片上占有重要的位置。只是因为前边说到的原因,很多人对于SoC的认知变得比较片面罢了。

​那么,骁龙835的这只猫——骁龙X16 LTE调制解调器有多厉害呢?借助三项最前沿的软硬技术,骁龙835可以实现峰值速率高达1Gpbs的无线接入,当手机上网的速度直逼光纤。不仅仅是高通,Intel和三星也都在2017年推出了千兆级别接入的Modem,所以,说今年是手机千兆上网的元年一点也不为过。另外,记得有人问过何时能出现双4G待机的手机,而对此高通也已经准备好了:高通骁龙X20 LTE Modem将是首款支持双SIM卡双VoLTE功能的LTE Modem,峰值速率高达1.2Gbps,估计下一代处理器就能实现。

有人会问:手机流量还是这么贵,手机要这么快的上网速度有什么用呢?我们以目前为止,各家近两年推出的舰级SoC为例为对比一下:

骁龙820/821,内置骁龙X12 LTE Modem,支持Cat.12,下行速率达600Mbps;

MTK Helio X20,支持Cat.6 ,下行速度为300Mbps;

Kirin 950/955,内置Balong 720 Modem,支持Cat.6,下行速率为300Mbps;

骁龙835,内置骁龙X16 LTE Modem,支持Cat.16,下行速度达1Gbps;

MTK Helio X30,支持Cat.10,下行速度为450Mbps;

Kirin 960,内置Balong 750 Modem,支持Cat.12,下行速率达600Mbps。

​这一对比你就应该懂了吧,在现在三大运营商纷纷上马4G+网络、VoLTE等体验更好的新业务的时候,可能你去年年中买的旗舰机,就压根儿享受不到;而现在,运营商4G+网络(LTE-A Pro,也可以理解为4.75G网络)的测试速度已经超过了700Mbps,很快就会投入商用,你也有可能享受不到。这应该是一种很心塞的感觉吧(具体表现就是手机信号栏边上除了4G标志之外,是不是还有一个小+号)。

​另外,不要忘记判定网络体验是否优秀的标准是两个:速度和延迟,而更高的网络带宽接入,也往往意味着更低的网络延迟——这一点,在很多媒体的测试中也表明高通Modem在此方面的优异表现。别忘了,苹果那么牛,也都得靠着高通的Modem打天下,哪怕是iPhone 7时代引入了Intel的Modem,这更多只是一种商业上的博弈策略罢了。低延迟有多重要?这意味着你在手游团战的时候,能比对手早那么一丢丢施放技能,而这,可能就是这一把团战致胜的关键。

至于流量贵的问题,第一,取决于你的应用需求,如果成天拿手机在线追剧或是下载,运营商刚刚开始推出的无限流量套餐可能更加适合你。第二,则是流量价格下降是必然的过程,对吧……

​还有一个问题,就是上边说到的双SIM卡双VoLTE功能,有朋友不理解到底有什么用。打电话比较多的朋友应该会发现,最近是不是在城市里头,用2G网络待机打电话的体验有明显下降?有些时候甚至找不到网。这是因为运营商时下正在退出2G网络,将语音服务转向3G甚至更高的4G VoLTE通道,特别是中国移动,3G方面的明显缺失,使得它对4G VoLTE的需求更甚。因此,在不远的将来,双卡双待,一个2G/3G一个4G的局面就肯定不能满足运营商网络的需求了,只有双4G才能提供稳定的语音通话服务。而在这个方面,高通显然又有抢占先机的想法。

被“喵星人”占领的5G时代

回顾这10多年移动“猫”的发展史,这位“喵星人”除了跑得越来越快之外,到了后4G时代以及将要到来的5G时代,这只“猫”的发展之路又将何去何从呢?

不妨先从一个真实的“段子”说起:和某智能手机厂商的射频工程师聊天,这位仁兄自信心爆棚地和我说:“兄弟,以后就算是手机这玩意儿没了,我还是能找到工作,而且我敢说,这工作不但会越来越好找,而且工资还会越来越高,这TM不是玩笑!”

​是的,没错,从这位哥们儿“屌炸天”的自信当中,我们基本可以一窥移动“猫”光明的大好前景,原因很简单:到了5G时代,是一个万物互联的时代(Internet of Everything),无线链接的产业需求意味着每一件接入网络的物件儿——是的,我们根本想象不出这会是什么,可能是一台汽车,但也可能是个杯子——都必须要有射频部件,而有了射频部件就意味着需要天线,需要Modem……而这只“猫”的体形也会是千差万别,可能是集成在SoC当中,也可能独立存在;可能有指甲盖大小,也可能只如米粒一般,但无论如何,各种物件儿的联网能力,都得由它们赋能。

比如汽车,过去我们聊汽车,主题是动力、底盘、操控、油耗,而今天呢?如果一台汽车还不能具备互联能力,首先就意味着它可能失去一大帮消费者——哪怕是这种互联能力需要借助手机实现。而这个时候,诸如高通骁龙820这样的SoC平台就能发挥出它的能力了。除了能为汽车上出现得越来越多的液晶显示屏提供图形、交互的驱动能力,其内置的骁龙X12 LTE Modem也成为了汽车联网的保证,高达600Mbps的连接能力,能为导航、路况信息的同步以及随车在线娱乐提供强大的连接支持。当然,像骁龙835上那枚千兆级的X16 LTE Modem,高通也针对汽车平台进行了优化,将助力汽车厂商推出具备丰富连接功能的汽车产品。

​当然,我们还不能忘了高通已经为5G时代准备好的骁龙X50 Modem,其采用了多阵元天线阵列,不是传统的几根天线设计,这些天线阵列可以实现波束成形和波束追踪技术,从而将毫米波的覆盖和移动性扩展到非视距范围,以达成智能协同,通俗地讲就是骁龙X50 Modem可以让毫米波波束从障碍物反弹到与之通信的5G小基站上,即便是超过5G小基站覆盖范围的,还可以实现和4G LTE协同共存覆盖,如果没有5G覆盖则由4G担任。

呃,将上述一段话翻译一下,就是说:我们可以利用无线基站实现固定宽带级别的接入速率(废话)和稳定性的体验。比如现在运营商纷纷在城市等4G网络覆盖较好的地区退出2G网络,而退出的2G网络频段,就被改造为覆盖更好的移动宽带,用来满足很多用户的家用宽带接入需求,比如中国电信就在用700MHz的频段在部分城市推出移动宽带业务,不用复杂劳神的布线,一只无线“猫”即可。其实想想也是,等到了5G时代,单个基站的接入能力已经能匹敌现在光纤宽带干网的时候,到底是FTTB或是FTTH就已经不在重要了,因为——那根线都不需要了,还F啥啊?

​除了一如既往的快,在5G时候,也有很多需求对快并没有要求,比如一些传感器、小家电,它们需要接入网络,但只需要百八十kbps的低速网络带宽来进行一些最简单的信息传递,这个时候,还有专门的“窄带物联网(NBIoT)”专门给它们使用,对此很多芯片厂商也都在布局这一方面了。是的,这些算是5G时代下的小“猫”咪,体积小、能耗低,但是需求量大啊,比如高通、华为都已经做好的准备,因为这也是一个5G时代的大金矿。

除了形态多样,速度各异,5G时代的“猫”们还有一个特点:跑得越来越快,能力越来越强,但吃得越来越少(功耗越来越低)。

千万不要小看了Modem的功耗——这也是很多人盯着CPU和GPU的功耗时所忽略的。试想,手机息屏的时候,GPU可能不工作,CPU也可能处于最低的待机功耗状态,但是扬声器里不断发出的微信新消息提醒却意味着Modem还在忙忙碌碌;当你追剧的时候,点了一个“缓冲到本地”就去睡觉了,这个时候Modem可能还在全力以赴。这貌似又回到文章开头描述的那个问题:如果手机不能联网,你TM还能用它做啥?

​所以,伴随着制程的提升,Modem的功耗(不管是系统级芯片还是独立的)也会随之变得越来越低。比如骁龙801的制程为28nm,骁龙820为16nm,到了最新这一代的骁龙835,其Modem制程为14nm,因此制程工艺对于整个系统优异的功耗表现贡献颇多。

写在最后

好了,说了这么多,进入例行BB时间。

其实真要把手机上的Modem讲透,会写多少我都想象不出来,而且,会深奥成啥样子我也想象不出来,我只能以尽可能浅显的语句,给普通消费者讲解Modem这个极重要元件的基础知识,你不需要去了解它怎样工作,但你却需要知道它对你的手机、对你的移动乃至居家生活会起到何种重要的作用。是的,回退不到20年,那个时候能联网的东西只是电脑,但现在我们能想到的,想不到的东西,都会联网。而在这样的联网生活中,一只好“猫”对于你的移动互联体验所起到的作用,至关重要,但这又和固定宽带不同,换上一只光猫或是一台路由就可以实现,而移动上网,却涉及到更换整台设备。

​所以一只互联能力强悍且极具前瞻性的好“猫”,会让你第一时间体验到更好的移动互联服务、在不经意间享受到前沿的无线接入——往往会有“随风潜入夜,润物细无声”的惊喜。因此,在买手机的时候,别光顾着CPU、GPU和跑分,问问手机的接入能力如何,肯定不会有错。

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