A16芯片一颗782元,iPhone 14 Pro系列物料成本创历史新高
电子发烧友网报道(文/李诚)近日,有国外媒体对今年iPhone 14系列机型进行了拆解,据拆解报告显示,iPhone 14 PRO Max物料成本较上一代产品提高了60美元,整机生产成本为501美元(折合人民币3565元),达到历史最高。
在今年苹果的新品发布会中,最大的卖点是苹果对iPhone 14 Pro系列机型的处理器和摄像头进行了升级。同时这两大亮点也成为了导致Pro系列机型成本增加的主要因素。
据官方数据显示,今年只有iPhone 14 Pro及iPhone 14 Pro Max机型对处理器进行了升级,并搭载台积电4nm工艺的A16仿生芯片,基础版iPhone 14仍使用上一代“满血版”A15处理器。
即使A16处理器对生产工艺进行了升级,但从各大跑分平台陆续公布的测试结果来看,A16处理器的性能提升曲线趋于平缓,整体性能不超过20%。从外媒给出的拆解报告得知,A16处理器芯片单颗成本为110美元(折合人民币约782元),是苹果历代手机处理器中成本最高的一款芯片,并且这一价格是A15处理器45.8美元的2.4倍。
图源:苹果官网
同时,今年发布的iPhone 14 Pro系列机型,也将沿用了数年的1200万像素摄像头提升至4800万,图像传感器升级为索尼的IMX633,尺寸提升30%。按照外媒给出的数据显示,该传感器较上一代产品价格上涨了50%,成本达到15美元。
iPhone 14 Pro max 拆解及供应链解析
从手机结构布局来看,iPhone 14系列机型沿用了历代iPhone的设计风格,不同的是iPhone 14 Pro系列机型将机身内部元器件都集成在手机后盖上,而iPhone 14机身内部元器件集成在手机中框上,屏幕与机身玻璃后盖处于一个相对独立的状态。因此,在进行手机维修时iPhone 14 Pro系列机型会比iPhone 14更困难。
图源:PBKreviews
从机身内部器件排布来看,与上一代机型并无太大差异,手机主板依旧放置在左侧,摄像头模组仍然保持左上角不变,下方是用于放置线性马达、扬声器、充电接口的尾板,中间为手机电池放置区域。由于不同机型电池之间容量大小的不同,在电池容量更大的iPhone 14 Pro系列机型中放置的是L型锂电池,而iPhone 14机型放置的是规则的长方形电池。
主板首层集成了屏幕、尾插、天线、电池、摄像头等众多接口,为避免接口排线的脱落,在主板上方使用了一体化屏蔽罩对排线连接的稳定性进行加固。同时,为加强主板的散热及防水性能,还在屏蔽罩上方覆盖了一层石墨烯材料。
图源:IFIXIT
上图是一台型号为A2651的美版iPhone 14 Pro Max主板拆解图,在主板结构设计方面,苹果一如既往地选择了双层主板的堆叠设计,以此压缩主板与手机内部空间占比。通过IFIXIT拆解报告显示,这台美版128G iPhone 14 Pro Max闪存芯片采用的是来自闪迪的NAND Flash闪存。
图源:IFIXIT
在内存方面今年苹果也进行了大升级,搭载了三星K3LK2K20CM-EGCP 6GB LPDDR5 SDRAM,要知道在iPhone 13 Pro Max和iPhone 12 Pro Max等历代机型中,使用的SDRAM规格均为 LPDDR4X。LPDDR4X的运行速度为4266MT/S,LPDDR5的运行速度为6400MT/S,在运行速度方面LPDDR5比LPDDR4X高50%,也正是因为这一提升,为A16处理器内存带宽带来了50%的增益。
在射频基带方面,iPhone 14 Pro Max搭载了高通最新款X65基带,该基带由4nm工艺打造,与此前5nm的X60相比,能够实现更好的功耗控制。同时X65基带可以调用Band n53频段,在没有蜂窝网络和WiFi的紧急情况下,能够为手机提供紧急卫星通信功能。不过新基带依旧以外挂的形式搭载在主板上,因此新iPhone在手机信号方面可能不会有太大提升。
华强北成功破解eSIM
今年9月,苹果在秋季新品发布会中宣布,对美版iPhone 14全系机型进行了升级,取消物理SIM卡卡槽,以eSIM代替。这项升级对于国外用户来说,可随意切换eSIM账号,是一项很不错的改进。但对于国内用户而言,由于相关规定的限制,这项升级将会导致美版iPhone14全系机型无法在国内使用。
其实,在此之前美版iPhone在国内使用也会存在网络锁的限制,不过美版iPhone用户可以通过SIM卡贴绕过认证,满足拨打电话、联网需求。同时美版iPhone在国内市场有着价格上的绝对优势,不仅深受消费者的欢迎,还在国内建立起了完整的美版iPhone产业链。但这次美版iPhone的小升级,也给国内经营美版iPhone商户带来了沉重的一击,甚至有商家通过自媒体平台表示“要失业了”。
面对美版iPhone不支持实体SIM卡的难题,在国庆前夕华强北给出了破解之法,通过加装卡槽的方式,实现双卡双待,并且在拨打电话、网络测速方面与此前的美版机型没有太大差异。
上图为iPhone 14 Pro系列美版与其他版本的对比图,通过对比不难看出二者之间并无太大差异,美版iPhone仅仅只是移除了实体卡槽,甚至连接SIM卡卡槽的焊盘都还保留在主板上,这也为华强北破解eSIM创造了有利的条件。
据了解,目前华强北已在美版型号为A2650的iPhone 14 Pro机型上,成功破解eSIM的限制,并给出了改单卡、双卡两种解决方案。
按照华强北某商家的说法,他们在对iPhone 13 Pro卡槽与美版iPhone 14 Pro卡槽预留焊盘做对比时,惊奇地发现二者可以完美契合,但破解美版eSIM并不只是移植卡槽那么简单。
美版iPhone 14全系机型均以内置eSIM芯片的方式替代卡槽,并且断开了闲置卡槽与基带之间的连接线路,因此在破解eSIM时需要分离主板,将基带与eSIM芯片的识别电阻迁移至物理SIM卡识别电路上,卡槽输出接口电路也需要将原本属于eSIM芯片的元件转移至物理SIM卡电路中,经过一系列的电路修改,美版iPhone才算真正意义上的支持实体SIM卡。
虽然美版iPhone实体卡槽的问题得到了解决,但此种破解方法也存在着很大的不确定性。由于破解eSIM的第一步需要拆机,因此会对手机的防水性能造成影响。其次,在搬电阻改电路时需要加热、分离主板,这一过程稍不注意就有可能对主板造成不可逆的损害,影响设备运行的可靠性。这样一台全新既“大修”的机器真的会被消费者所接受吗?
CS创世SD NAND与MicroSD谁更快?
开篇说明
在嵌入式开发与应用过程中,总是会涉及到数据存储的问题,例如以下几个场景:
用于设备开机参数配置的数十个Byte的配置数据,这些数据可以存储在MCU内部的Flash或者EEPROM中,也可以存储在片外,诸如AT24Cxx,BL24Cxx这类EEPROM芯片中。
系统显示设备所需要的字库,图片,或者设备在运行过程中产生的数据记录文件,这些文件通常是以MB为单位计算的,这些数据一般存储在片外,诸如W25Qxx这类NOR Flash芯片中,也有可能会存储在直插SD卡,贴片SD 卡这类 NAND Flash中。如果记录的是图像或者音频数据的话,本地存储的最佳选择,就是直插SD卡,SD NAND这类 NAND Flash。
上述几类存储芯片根据各种容量的不同,定位和功能特点都有差异,这里做一个简单的讨论。
(1)常见的外部存储芯片介绍(1.1)EEPROM芯片
EEPROM芯片相对于其他储存器件,具有以下几个特点。
可编程性:EEPROM芯片可以通过编程,将数据写入指定的地址,这使得EEPROM芯片在应用中非常灵活。
易擦除性:EEPROM芯片可以通过高压擦除操作,将存储的数据擦除,并重置EEPROM芯片。
低功耗性:EEPROM芯片仅在写和擦除操作时需要大量的能量,而在读取过程中仅需极小的能量,这使得EEPROM芯片节省了许多电能。
高可靠性:EEPROM芯片的数据存储在非挥发性存储介质中,即使在断电或者掉电的情况下,数据仍然可以得到保存。
常用的EEPROM芯片如下图所示:
(1.2)NOR Flash芯片
NOR Flash(也称为NOR型闪存)是一种非易失性存储器,常用于嵌入式系统和存储设备中。NOR Flash是一种闪存类型,可以用于存储程序代码、固件、操作系统以及其他数据。
与NAND Flash相比,NOR Flash具有较低的存储密度和较高的成本,但具有较快的读取速度、较低的读取延迟和较好的随机访问性能。这使得NOR Flash适合用作执行代码和存储需要低延迟和高可靠性的关键数据的应用程序,所以常在需要片外储存代码的应用场景中,见到NOR Flash芯片。
市面上常见的NOR FLASH芯片如下所示:
(1.3)3.SD NAND芯片
事实上,我们常见的SD卡,也属于一种芯片,它和贴片SD卡一样,都使用SD 协议,SD NAND是储存卡的延伸及强化版本,使用的标准芯片封装工艺使其可以轻松过回流焊,可直接贴片,又名贴片式TF卡、SD Flash,除此之外其他物理抗性也比普通SD卡强得多,其内部集成高性能的闪存控制器及SLC架构的闪存,兼容 SD 协议,满足客户小型化、差异化、高可靠性的设计需求。
对于一些要求严苛的场景,比如要求小尺寸存储,IP6xf防水,数据自纠错,温度范围宽等参数,贴片式SD卡比直插SD卡更能胜任这个角色,目前,基于ST、TI、NXP、MTK、RK、芯唐、全志 等平台,贴片SD卡已经覆盖了工业、车载、医疗、电力、通信和消费类领域的诸多产品之中。
市面上常见的SD NAND芯片,主要是雷龙代理的CS创世 SD NAND应用最广泛,如下图所示:
(2)存储芯片性能的评估标准读取速度:指的是从存储器中读取数据所需的时间。通常以延迟(访问时间)来衡量,延迟越低,读取速度越快。
写入速度:指的是将数据写入存储器的速度。与读取速度类似,写入速度也可以通过延迟来衡量。
存储容量:表示存储器能够存储的数据量。通常以位、字节、千字节(KB)、兆字节(MB)、千兆字节(GB)或更大单位来衡量。
数据可靠性:指存储器中数据的稳定性和可靠性。一个良好的存储器应该能够正确地保存和检索数据,避免数据丢失或损坏。
能耗效率:衡量存储器在执行读写操作时的能耗。较低的能耗可以帮助节省能源和延长设备电池寿命。
接下来我们用MicroSD卡和CS创世 SD NAND做对比,基于公司开发的工业模拟量参数采集器的数字主板,来测试双方的相关性能,设备图片如下:
MicroSD卡采用金士顿的32GB卡,贴片SD卡采用CS创世 512MB容量的SD NAND,如下图所示:
为了适配SD卡槽,所以雷龙会为样品免费提供转接板,更为方便地插入SD卡槽,可在不改变原有PCB布局的情况下进行调试。
(3)CS 创世SD NAND的产品介绍深圳市雷龙发展有限公司创立于2008年,专注NAND Flash 市场13年,其代理的 CS创世 SD NAND产品,具有以下特点:
CS创世为全球首家推出SD NAND产品的公司。
尺寸小巧,简单易用,兼容性强,稳定可靠,固件可定制,LGA-8封装。
标准SDIO接口,兼容SPI/SD接口,兼容各大MCU平台,可替代普通TF卡/SD卡。
尺寸6x8mm毫米,内置SLC晶圆擦写寿命10万次,通过1万次随机掉电测试耐高低温,支持工业级温度-40°~+85°,机贴手贴都非常方便。
速度级别Class10(读取速度23.5MB/S写入速度12.3MB/S)标准的SD 2.0协议使得用户可以直接移植标准驱动代码,省去了驱动代码编程环节。支持TF卡启动的SOC都可以用SD NAND,提供STM32参考例程及原厂技术支持。
主流容量:128MB/512MB/2GB/4GB/8GB,比TF卡稳定,比eMMC便宜,样品免费试用。
如果需要过IPvx防水,又因为开口式的SD卡槽,无法达到指定防水指标的产品,可以考虑采用CS创世 SD NAND。
可以直接采用回流焊,贴片在PCB上,传统的MisroSD卡因为要和卡槽进行机械接触,卡槽容易老化,触点也容易氧化变形,无法长时间在户外以及暴露环境使用,基于这项优势,CS创世 SD NAND涉及的应用领域广泛,比如:医疗设备,粉尘以及高温下的工业控制,户外安防,户外通信,网络设备,IPC,执法记录仪,可视对讲,门禁考勤,平板电脑,汽车电子,电力设备等。
雷龙发展有限公司官网为:雷龙发展有限公司
(4)SD NAND对比和测试项目基于STM32L4R5的某政府项目产品(无外壳)平台上,利用虚拟U盘功能,在没有DMA和FIFO优化的前提下,分别测试MicroSD卡和CS创世 SD NAND的读写速度。
(4.1)基于STM32L4R5的产品平台测试
平台如下所示:
插入MicroSD卡时(背面)
插入贴片SD卡+转接板时
然后使用TypeC数据线将设备与电脑连接,由于产品实现了虚拟U盘的功能,所以会在电脑上识别出对应存储器容量大小的U盘,虚拟U盘的具体实现程序可以参考网络上的相关例程,这里不赘述。
测试CS创世 SD NAND的数据读写功能
这里采用PC端文件传输的功能,来测试其数据读写速度,插入转接板后,PC端识别出如下U盘信息
这里我们传输30MB字节的数据包,来查看STM32L4R5对SD NAND的数据读写能力。
向SD NAND传输30MB数据包:
可以观察到,STM32L4R5写SD NAND的速度在350~785KB/s之间。
测试MicroSD卡的数据读写功能
这里采用PC端文件传输的功能,来测试其数据读写速度,插入MicroSD卡后,PC端识别出如下U盘信息
这里我们传输30MB字节的数据包,来查看STM32L4R5对MicroSD的数据读写能力。向 MicroSD传输30MB数据包:
可以观察到,同一平台下,MicroSD卡的写速度在355~446KB/s之间,低于CS创世SD NAND的350~785KB/s范围。
(5)结尾总结总体上而言,除了在容量上有些许劣势之外,CS创世 SD NAND在安装方式上,具有传统SD卡所没有的抗腐蚀,抗干扰能力,在读写速度上,比传统SD卡快50%左右。SD NAND存储芯片的应用还有很多,这里只是作以简单的介绍,希望它对您在这方面的应用能带来一些帮助。
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