CES 2015见证了首款4GB运行内存(RAM)手机“华硕ZenFone 2”的诞生。不到一个月后,小米note顶配版也配备了4GB内存。似乎,“4GB内存+64位处理器+64位系统”已成为旗舰产品的标准配置。抛开其他不谈,单从运行内存的角度来看,4GB是否已是安卓手机的极限?

是什么促使安卓手机的内存容量达到4GB?在“32位系统+32位处理器”时代,手机内存的最大容量仅为3GB。随着64位安卓5.x系统的出现,其与64位处理器的搭配开启了4GB内存使用的先河,并为更大容量的内存应用奠定了基础。

当大多数PC电脑还在使用2GB内存时,安卓手机已取代PC电脑成为消耗内存资源的大户。与PC电脑类似,手机中所有程序的运行都是在内存中进行的。内存的容量和读写速度是手机性能表现的关键。在处理器性能足够的前提下,运行大型游戏,2GB内存的手机会比1GB内存的手机更加流畅。

在安卓系统诞生至今的7年间,安卓手机的运行内存增长了16倍。每次安卓系统版本的重大升级(从安卓 1.x~5.x)都伴随了安卓手机内存容量的迅猛增长。256MB内存在安卓 1.x时代就一马平川,512MB运行内存在安卓 2.x时代所向披靡……

究其原因,早期智能手机的CPU性能较低、ROM(机身内存)和RAM(运行内存)采购成本高,无论是安卓系统本身,还是App程序,其结构相对现在简单,占用ROM的容量小,RAM运行起来并不吃力。

随着闪存工艺的不断进步,ROM机身内存的单颗容量可达到128GB;CPU发展到20nm级别的骁龙810,具备生产力工具的性能,同时需要共享RAM运行内存的高性能显卡,当显示器的分辨率提高至2K级别,它需要占用更多的RAM充当显存,这些都从客观上刺激了安卓手机对RAM的需求。

安卓系统、App软件的不断升级更新,占用ROM的存储空间越来越大,我们的安卓手机也越来越吃内存(RAM)。在现行的安卓4.x-5.x 安卓手机,没有2GB RAM是难以流畅运行的。这意味着1GB RAM解决温饱、2GB RAM走进小康,3GB RAM成为中产阶级,4GB RAM就是土豪了。

即使用上3GB RAM的安卓旗舰手机,用户依然欲罢不能,未能从根本上解决卡顿问题。4GB RAM是否够用,安卓手机还需要更大运行内存吗?

无论是PC电脑还是安卓手机,我们在日常生活中,很难找到除了大型3D游戏和办公软件之外,单个程序能用掉4GB内存。为什么手机需要4GB内存?我们从手机的多核处理器、三星note2系列开始出现的分屏技术看出端倪,它是为多个程序同时运行而配备的,因此4GB内存绝不是安卓手机的终点,这还得从安卓系统的机制谈起。

安卓手机特殊的垃圾回收机制可谓喜忧参半,该机制类似橡皮擦原理,一张白纸满是污垢,橡皮擦一个字一个字擦除,好处是精准清除污垢,保留纸上需要的内容;缺点是回收机制处理比较慢。(苹果iOS系统则相当将有污垢的纸,整页撕去,翻开新的一页,处理速度快,但是有一段时间没使用的App应用,当用户切换回这些应用,会经历重新启动的等待过程 )

一旦大批不同的安卓应用运行,问题随之而来,如果安卓手机的内存不够这套机制调用,运行速度就会慢下来。想必安卓机主深有体会:切换界面会卡、接电话会卡、解锁会卡,连看个照片都得等好一段时间。

如果安卓手机的处理器性能强(加快处理速度),内存容量大(相当于增加几个橡皮擦),反而会有独天独厚的优势。它可以保证大量软件同时运行,超大内存容量方便“安卓垃圾回收机制”调用内存,让系统保持相对流畅的状态。并且用户切换回之前的应用,仍保持在上次原封不动的状态。

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手机内存容量与零部件成本密切相关。以2013年IHS公布的iPhone5S手机成本为例,16GB ROM版本“1GB内存”占据“零部件总成本”的5.77%,升级为2GB内存则上升至10.9%,4GB内存时接近20%。由此可见,手机厂商对内存价格波动十分敏感。

内存技术正从LP DDR3升级到LP DDR4,读写速度显著提升,令内存厂商欣喜若狂,但LP DDR4内存价格相对较高,对安卓手机厂商采用超过4GB内存构成障碍,却无法阻挡其对6GB甚至8GB内存的追求。

安卓手机厂商正密切关注LP DDR4内存良品率的提升,以实现更大规模量产。随着内存制造工艺的进步,LP DDR4仍有广阔的降价空间。LP DDR4究竟有何优势,为何能成为安卓手机内存升级的转折点?

LP DDR4恰好出现在4GB内存的临界点,其背后的原因是LPDDR3技术的严重限制。由于手机内部空间有限,内存颗粒往往采用一颗设计。主流手机目前的内存控制器为LP DDR3模式,因技术原因,单颗最大容量仅为3GB,已显落后。而LP DDR4单颗容量可达4GB,且预留了扩容的技术储备。换言之,最快一年,最迟两到三年,手机内存将提升至5GB/6GB。

性能:频率翻倍提升。LP DDR3主流频率达到800MHz,少数定制的高端LP DDR3可达933MHz。初代LP DDR4主流频率已达到1600MHz,具备3200MHz的潜力空间。值得注意的是,最新的骁龙810与上一代805相比并未提高内存带宽(25.6GB),而是通过升级LP DDR4提高内存频率,减少到骁龙805 50%的内存控制器(以达到节能、降低成本的目的),同时保持与骁龙805相同的内存带宽。正是配备骁龙810的手机首次实现了单颗4GB RAM。

容量:8层4Gb die单元LP DDR4是台式机内存DDR4的低性能移动版本,两者架构互通。它主要通过3DS(3-Dimensional Stack,三维堆叠)技术提升单颗芯片的容量。本文提及的单颗4GB内存颗粒,即由4层8Gb(1GB)die单元堆叠而成。

功耗:最大节能40%。LP DDR4继承了DDR体系技术升级平滑、低成本过渡的优势,并在功耗上进一步提升。在电压上,LP DDR3的工作电压为1.2V,而LP DDR4内存的工作电压将近一步降低至1.1V,单颗内存最大可节能40%。

趋势:基于先进架构的LP DDR4带来更大容量、更快数据传输速度、更低功耗;随着LP DDR4良品率的提高,同等容量下,LP DDR4能以更低的价格实现。这些因素促使安卓手机厂商积极采用LP DDR4内存,从2GB起步,向8GB发展。

LP DDR4将64位处理器/安卓系统衔接起来,64位技术理论上支持最高16EB(16EB=160亿GB)内存。但在现实技术中,理想与实际有一定差距,目前高端ARM Cortex A57架构处理器最多支持256GB内存,低端A53架构最多支持64GB内存。

在64位技术元年,4GB内存的安卓手机刚刚跨越32位手机支持的3GB内存极限。4GB内存并非无用,20nm的64位处理器拥有更强的运算和图形性能,安卓手机可运行更为复杂的3D游戏,多任务、多窗口模式也对大容量内存有较大需求。按照目前的20nm级别制造工艺、LP DDR4内存技术,未来一到两年,安卓手机实现5GB/6GB内存并不难。

当安卓手机仅配备256MB内存时就能运行流畅,那时我们难以想象2GB内存的手机。随着时间的推移,为了满足厂商和消费者的升级换代需求,“更大内存”成为了一个有效的理由。安卓手机乃至所有电子设备的内存容量持续增长已成为一种不可阻挡的趋势。

人们往往对一年后的变化乐观,却低估了未来十年可能发生的巨大转型。让我们共同期待电子设备未来内存空间不断扩大的美好前景。