【未来展望】从iPhone“家谱”预测其未来

    到2015年，苹果公司推出“iPhone”已经整整8年。iPhone进入市场是在2007年6月29日。众所周知，在这8年里，智能手机吞并了多种终端。这8年究竟发生了什么？让我们通过iPhone的“家谱”一探究竟。

第一代iPhone只具备2G通信功能，销售范围也仅限于美国。而且，当时与现在相比，便携终端在各个地区的使用环境也各不相同。因此，与热烈欢迎iPhone的美国形成鲜明对照，在日本和欧洲传出了不少批评的声音。而中国等亚洲国家则毫不关心，甚至没有报道iPhone上市的消息。

2007年的海外市场上，摩托罗拉（Motorola）和诺基亚（Nokia）的手机还如日中天。在日本则出现了许多形态各异、在日后被叫作“孤岛手机”的终端，走出了必须配备手机电视功能的自主发展道路。作为特色鲜明的产品，“Blackberry”等可被称作智能手机原型的终端崭露头角，而且出现了狂热的粉丝（Blackberry迷在当时被称为CrackBerry）。

方便地使用APP与网络

iPhone风靡全球是在次年，也就是2008年推出“iPhone 3G”之后。众所周知，作为以使用3G通信和互联网为中心的产品，iPhone 3G开创了智能手机市场。

成功的关键在于两点，一是可以安装APP增加功能，而是最大限度利用互联网。在智能手机出现以前，上网只能通过个人电脑。而iPhone将互联网带出了室外。

为了轻松自如地运用APP和互联网这两样工具，必须推动两种关键器件实现进化。使用APP需要CPU、GPU等处理和计算方面的进化。使用互联网则必须发展3G、LTE等广域通信，以及无线LAN、蓝牙等局域通信，并在终端中安装。

苹果从2000年代后半开始，收购了多家半导体企业。比如致力于降低功耗的Intrinsity公司和P.A. Semi公司。收购这些公司，是以低功耗、高性价比制造先进芯片所必需的。苹果通过收购构建起了不断推出自主处理器的体制。在全盘把握OS、硬件、软件、APP的基础上，始终保持着效率最高的环境。


关注处理器的进化

图1和图2是“iPhone 4S”采用的“A6”处理器的CPU部分。A6没有直接使用现在主流的ARM内核，而是采用了苹果的设计方式。使用名叫“数据通路”的设计方法，使性能最大化。


    

现在，采用这种方法制作处理器的企业只有英特尔、苹果等少数几家公司。最新款的“iPhone 6/6 Plus”配备的“A8”处理器，也设计并采用了做工复杂、其他公司没有的CPU。

图3是各代iPhone处理器的晶体管规模的变化推移。规模的增加大大有助于提高计算能力。而且，iPhone处理器的工作频率从400MHz起步，现在的处理速度已达最初的4倍左右。依靠晶体管规模的扩大和工作频率的提高，iPhone 6的处理速度达到了第一代iPhone的50倍以上（处理某些内容时接近200倍）。

苹果领跑众多智能手机，在“iPhone 5S”中率先推行CPU的64位化。实现64位化可改善内存访问，提高处理的并行性。因此可以高速进行多个处理，既降低了耗电量，又提高了处理速度。Android阵营推行64位化比iPhone晚了大约1年，此时的iPhone已经换上了第2代64位CPU。iPhone今后进化的一个着眼点，就是继续推动CPU和GPU的进化，也就是处理和计算。



图3：各代iPhone处理器的晶体管规模 （点击放大）

iPhone的进化也是通信的进化

除计算外，iPhone在连接性和传感器方面也实现了开天辟地的进化。iPhone虽然是从2G通信起步，但一开始就安装了无线LAN和蓝牙功能，始终采用最新的芯片，引领着连接性的进化。

特别是从2012年的iPhone 5开始采用的Lightning接口，只需8个引脚即可实现高速数据通信，而且插入时没有方向性，极具划时代意义。苹果后来的产品全部采用了这种接口。

传感器的种类增至3倍

iPhone从第一代开始就配备了传感器。有加速度传感器、触摸传感器等。之后随着不断进化，又增加了角速度传感器、方位传感器等。2014年的iPhone 6配备压力传感器，实现了高度方向和海拔的检测。同期还加入了指纹认证传感器。现在，最新款iPhone配备的传感器的种类已经增加到了第一代的3倍。

传感器是随时都在工作的电子部件，用来检测距离、定位、检测角度。虽然可以关闭，但一旦停用，信息就会失去连续性。

处理器为了轻松完成大量处理，不断向高度化发展。但具备强大的处理能力的同时，也要付出耗电量大的代价。

为此，苹果在iPhone中加入了专门用于传感器处理的协处理器芯片。也就是从iPhone 5S开始配备的“M7”协处理器。苹果注意到，计算虽然需要使用处理器，但传感器处理并不需要繁杂的计算。

从iPhone5S开始推行的处理器与协处理器分离，得到了日后所有苹果产品的采用。现在，大多数Android智能手机也采用了这种结构。通过使传感器独立运转，延长了电池寿命。


吞并专用设备的功能

从硬件来看，iPhone在同时推进计算进化和传感器进化。

在iPhone诞生的2007年，摩托罗拉和诺基亚还是世界顶尖的手机企业，如今已经分别沦为联想和微软的一个部门。在8年前，几乎没有人能够预测到这一点。在日本，也有许多手机企业被迫实施重组，或是退出了市场。而且，智能手机还逐渐吞并了手机、便携式音乐播放器、袖珍数码相机、GPS记录器、录音笔、摄像机、便携式游戏机等众多专用产品的功能。

这些专用产品并没有消失，如今依然存在，而且拥有大批的爱好者。但一般用户只需要一部智能手机就够了。因为智能手机可以实现所有的功能，把用户从携带多部终端的生活中解放了出来。有人说iPhone是“破坏性创新”。因为iPhone的出现逼迫许多企业实施重组、退出市场，而且吞并了许多产品。每逢iPhone新品上市，都会成为全球性的重大新闻。疯狂的粉丝遍布世界各地。

覆盖五感的智能手机

智能手机将会逐渐覆盖五感。不过，以智能手机的形状，很难充分利用五感。因此，可穿戴终端等新产品正在不断涌现。

这些终端目前还不完善。在街头时常可以看到一只手拿着手机，另一只手滑动屏幕的智能手机用户。从占据双手等方面来看，智能手机绝对算不上优秀的用户接口，而且存在危险。智能手机还需要向五感，乃至六感进化，与此同时，苹果等企业也必定会不断创造出新的使用方式。

8年前，iPhone悄然起航。现在，新款iPhone的发布已经成为全球热切期盼的一件大事。每次新款iPhone上市，世界都会为之疯狂。

单从硬件的进化无法解释这一现象。iPhone依靠的也不是APP，也不是OS。关于其中文化方面的背景，还请关注后续报道。