在2009年底，高通发布Snapdragon平台QSD8250处理器与芯片组[2011年重新命名为Snapdragon S1]。基于1GHz QSD8250处理器，2009年10月-11月，HTC发布采用Windows Mobile 6.5[下文简称WM6.5]操作系统的首款1GHz手机HD2；东芝发布首款1GHz手机WM6.5手机TG01，当时在业界轰动一时，WM操作系统得益于硬件的提升达到了前所未有出色的操作体验。而"1GHz"这个数字将大家的"GHz"梦带到了智能手机平台，甚至对于非常入门的用户来说，这也是衡量系统性能的重要标志。
2010-2011年，Android操作系统和iOS操作系统智能手机市场迅速扩张，2011年下半年-2012年，Android智能手机不断拉动低端主流智能机市场，“智能手机”就是未来已经毫无疑问。而智能机的硬件进步，操作系统的不断完善，各类网络服务的紧密配合，让智能手机离我们越来越近。其中，硬件平台的进步扮演了怎样的角色？智能手机硬件又分哪些部分？它们的角色与我们熟悉的PC有什么异同？我们在今天这篇文章来进行整体的说明。首先，我们介绍一下智能手机、平板电脑的硬件组成。
核心处理器系统：如果大家对传统个人电脑知识稍有了解，应该对CPU的名字不会陌生，它是Central Processing Unit 中央处理器的英文缩写。而30多年来的PC知识普及，让我们形成了CPU主频高低代表系统性能好坏的简单结论。这个结论通俗易懂，便于记忆，而且在PC发展早期大多数情况下是正确的。但对于智能手机硬件平台来说，我们几乎已经不能通过CPU工作频率一项参数来判断系统的硬件性能。因为智能机平台的核心处理器已经不是一个简单的功能单一的运算单元，而是一个较为完整的可以配合工作实现各种功能的多个运算单元组成的系统。一般我们称之为"SoC"，即System On Chip。
目前，智能机使用的核心处理器系统基本全部采用SoC设计，中央处理器以使用ARM架构占绝对主流，[注：关于ARM与我们熟悉的PC上的X86区别，我们会在随后的一篇文章中专门谈到]。在一颗芯片内，除了ARM架构核心外，还整合有负责各种多媒体工作的运算单元。例如，负责视频编解码、音频编解码、2D图像处理等专门运算单元。除此之外，在这一颗SoC内，还需要整合对周边硬件的控制单元，例如存储、通讯、输入输出等等。
而最为重要的是，在PC发展史中占重要地位的“显卡”，同样被整合在这颗SoC中，这个图形运算单元一般负责图形加速，3D显示加速，甚至与其他图形处理器配合，来完成摄像头照片拍摄、视频录制编码、特效、视频编辑加速、高清输出等工作。
当这些特别的运算单元都被集成在一颗芯片中，虽然在功能上，我们似乎能找到它们在PC系统中的影子，但显然我们不能像PC上那样自由组合图形单元、处理器单元；而在智能机使用的SoC中的各个子单元分工更为明确，效率也更高，不能完全以主频进行衡量。我们会在今后文章中具体介绍相关技术。
内存单元：目前，智能机系统和PC系统一样，需要高速的内存支持整个操作系统的工作，它与传统电脑中内存扮演的角色一样，它与处理器之间有相对非常宽的数据带宽，处理器运算的数据与内存交互。目前，最新智能机内存，大多支持JEDEC制定的LPDDR2标准和DDR3标注，前者仍是目前的绝对主流。LPDDR2标准，允许供电电压低至1.2V，专为节能进行优化的配套技术；支持闪存与内存公用物理接口，大大缩小控制器的物理引脚数量；在内存规格方面，最高支持LPDDR2-1066MHz，数据深度可支持x8、x16、x32，内存容量可支持64Mbit-8Gbit。[内存容量举例：一颗数据深度为x16，容量为8Gbit的单颗芯片，实际内存容量为8Gbit/8x16=16GByte]。当然，内存单元与系统内存子系统的性能，除了与内存颗粒规范有关外，与处理器芯片内存控制器所支持的工作规范也有一定的关系。
在内存单元中，我们似乎需要谈一个“题外话”，它的功能与内存本身的作用没有太多关系，但它却往往出现在内存颗粒中，这就是PoP堆叠封装。在很多手机的拆解中，我们经常看不到手机的核心处理器，例如三星Galaxy Nexus在三星K3PE7E700M 512MB内存颗粒下的TI OMAP4460处理器，从图中我们看到的是三星内存颗粒，而TIOMAP4460处理器在内存颗粒的正下方。而更有趣的是，旁边那颗芯片是一个将512MB容量内存和16GB闪存集成在一起的三星KMVYL000LM。堆叠封装，是利用了芯片垂直重叠后缩小的水平空间优势，而闪存与内存的集成[不是堆叠]，是得益于LPDDR2的规范标准，更高的集成度便于控制器管理，也利于节省机器内极为有限的空间。
闪存单元：智能机的闪存的工作类似于传统PC上的硬盘，它的功能则与我们熟悉的U盘、闪盘、SD卡类似，它是用来固定存储数据的。例如，我们用手机拍摄的照片，我们要听的音乐，安装的软件，当然包括手机运行的操作系统都需要闪存来存储这些数据。在智能手机甚至平板电脑中，有一部分设备除了具有内置存储空间外，还可以外接TF卡或OTG设备来扩充存储空间。但对于智能手机而言，支持外接扩展当然更为灵活方便，但外接配件很可能带来性能和稳定性上的瓶颈。尤其是数据量的增大，提高传输性能也是较为关键一个指标。
目前，对于闪存单元新标准，主要有MMC协会的eMMC标准，和Sandisk倡导的iNand标准。两家技术大体思路一致，它们将存储单元的控制电路整合至闪存芯片内，提供标准接口，方便手机设计时闪存部分接口的研发，尤其是主控处理器和周边更新换代由于采用标准接口，不需另行设计。同时，iNand与eMMC都提高了小文件操作性能，延长MLC闪存颗粒工作寿命，可以提高效能等等。目前iNand与eMMC颗粒，一般可以达到8MB/s甚至更高传输速度，而传统的外界TF扩展卡，可能速度会较慢。而iPhone在特殊接口支持下，传输速度早就超过10MB每秒以上……
屏幕与触摸屏：我们这里谈到的屏幕，是智能手机与平板电脑广义上的“屏幕”。它是智能机发展的核心技术，虽然它不负责核心运算工作，但它不但影响显示效果，而且是整个机器功率消耗的主要单元之一，它的尺寸、比例、厚度都决定机器外形设计；它的表面触摸层可能会影响显示效果，当然还决定了触摸效果；屏幕的表面的玻璃，同样有不同的硬度、透明度、抗眩光镀膜、抗指纹、油脂镀膜等重要技术。智能机的屏幕是所有配件中成本开销的大户，而从目前来看，它还有区分产品高低定位的功效。例如，我们很难在入门级机器中看到优秀的屏幕，虽然它的成本差价并不是这么夸张。
智能机的触摸屏幕从早期的电阻式触摸屏顺利过渡的目前占绝对主流的电容式触摸屏。电容触摸屏的好处是，接触灵敏，可多点操控，由于应用的优化，比电阻式触摸屏有明显更为灵活的发挥空间。而在早期[21世纪初]，电容屏不被看好的最重要因素目前已被克服，最主要的是由于电荷不稳定导致的明显误操作，怕静电[目前仍怕很强的电磁场干扰，例如贴近日光灯镇流器]。
而在屏幕的显示面板部分，与电视、显示器面板有共同特点。液晶部分，IPS广视角面板是被较多采用的面板之一，而入门级智能机则多使用TN面板。简单的说，液晶面板在便携设备上由于使用距离较近，“视角”并不是决定性能重要因素。而IPS面板可以提供比TN面板更多的色彩数，更广的色域，从而带来更好的显示效果才是关键。而在近一年多里，“硬屏”除了IPS外，三星Super Clear LCD也越来越多的出现在智能机产品中，它的液晶排列与IPS类似，具有出色的色域范围，在较高端智能机中被陆续采用。
除了液晶以外，在显示面板中被寄予厚望的OLED材料面板率先出现在移动设备中，因为生产成本和技术能力限制，OLED目前并不能进入主流大屏幕显示器、电视市场，但在智能手机中三星 AMOLED已经成为主流。除了超过100%的NTSC色域特点外，AMOLED的物理厚度极薄，我们会在今后文章中为大家详细展示，并配有暴力拆解。
摄像头：智能手机的拍照与摄像功能显然已经成为所有应用中的重要组成部分，没有摄像头的智能手机，显然是让人无法接受的？而我们在今年更是看到了NOKIA Pureview技术带来的4100万像素和采用索尼背照式CMOS[Exmor R CMOS]的几款重要手机，iPhone 4s 800万像素、HTC One X 800万像素、SONY Xperia S LT26i 1200万像素。
单纯的像素增长当然不是手机拍摄功能的全部，以索尼Exmor R CMOS为代表的小尺寸CMOS，除了像素提升外，配合镜头进步，处理器速度的提升，确实让手机的拍照功能有了明显进步，甚至在对焦速度、测光功能与性能方面，也有一定进步，与入门DC相比，这些手机的表现在室外环境拍摄已经有一定的优势。而在智能手机丰富的拍照后期软件，图片社交软件等配合下，“拍照”的利用率和分享率要比历史上任何一个时期都高。这种极为强大的功能需求，让智能手机的摄像头成为重要焦点。
各类感应单元：智能手机中的感应单元，带来了智能手机尤其是iPhone游戏全新的操作体验，例如我们利用摇摆iPhone来控制方向的竞速类游戏，通过保持iPhone或iPad倾斜角度来完成的游戏，通过甩动手机实现的功能操作等等。这是通过不同数量的感应器来实现的。
目前，包括入门级智能手机在内，都会配置重力感应器，它可以判断手机在一个平面上旋转，从而让系统跟随旋转屏幕；光线感应器，可以根据外部光线强弱来调节屏幕到较为合适的亮度；距离传感器，专门负责在接听电话时，判断达到一定距离后关闭屏幕，达到节电目的。除此之外，越来越多手机也开始配置三轴陀螺仪，虽然在最早三轴陀螺仪手机iPhone 4发布时，苹果向大家展示了三轴陀螺仪根据手机机身3D旋转来操作游戏的应用，但似乎类似应用并不受欢迎。但在三轴陀螺仪芯片技术文档中，我们可以看到用它来负责拍照或摄像时防抖动判断的功能，而在iPhone 4s上，这一功能也因此得以加强。
通讯单元：智能机的通讯单元一般由支持不同制式手机通讯网络的基带芯片，信号发射与接收使用的电源管理与功放芯片组成。目前，包括WCDMA、CDMA2000、GSM和4G LTE都由不同芯片或同一芯片支持。而由于在通讯功能中，高通公司拥有更为丰富的技术积累，所以，高通的Snapdragon往往被称之为“芯片组”。所谓芯片组，并不是因为SoC芯片整合了各种控制功能，而是因为如果同时采购Snapdragon和高通的基带芯片、通讯芯片，将得到更为优惠的方案。
在ARM公司特别的技术授权方式，让非常多半导体企业都有能力来制作基于ARM核心的自有品牌的处理器。但在智能手机领域，由于缺少通讯单元芯片技术支持和相关产品，让这些“新手”很难成为主流，这不仅仅是简单的技术壁垒。精通于此道以此遏制AMD颇有心得的Intel于2010年8月31日，以14亿美金收购英飞凌无线方案部门，正是看中英飞凌在手机、无线通讯方面的技术专利。而与Intel竞购英飞凌的就是苹果公司，因为在iPhone 4之前，苹果一直使用英飞凌相关方案。在iPhone 4s和iPad2 3G产品中，苹果不得已使用高通芯片组。而2011年底起，我们也越来越多看到Intel推出相关基带芯片，相信这就是来自于英飞凌的相关产品。
关于通讯单元的技术，由于我们能力有限，预计在未来我们也不会有特别深入的技术讲解。但从应用来说，智能机的网络化、无线网络化是非常重要功能之一，无线网络是智能机几乎所有重要应用不可缺少的保证。
总结：在我们今天文章中，只是大概列出了智能手机、平板电脑或者新兴的智能家电所常用的硬件平台。除了上文介绍的重要结构外，智能机的电池、个别的工业设计等同样有可能成为产品或应用的重要技术突破口。在我们梳理好智能机的硬件组成后，我们会分布展开介绍，在下一章文章中，我们会介绍以ARM为核心的SoC处理器以及它的相关技术给我们带来了哪些改变。
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