Analisis banyak cara di mana peralatan generasi pertama dengan dukungan 5G (sementara?) Akan menghancurkan perkembangan yang ada dalam desain ponsel
5G sudah ada di sini
5G sudah ada di sini, tetapi itu tidak berarti bahwa Anda harus membelinya2019 akan menjadi tahun 5G - setidaknya, industri seluler terus membuat pernyataan seperti itu. Kita akan melihat peluncuran penjualan beberapa smartphone 5G dari OEM seperti Samsung, Motorola dan OnePlus, dan operator akan keluar dengan cara memberitahu Anda betapa kerennya jaringan 5G baru mereka, meskipun ada banyak tanda bintang setelah teks iklan. Saya ingin membuat semacam lelucon yang menunjukkan tingkat hype yang tidak masuk akal di sekitar 5G, tetapi sangat sulit untuk melampaui kutipan nyata dari direktur perusahaan - misalnya, Verizon mengklaim bahwa 5G "akan secara dramatis meningkatkan komunitas global kami." Internet seluler yang lebih cepat sedang dalam perjalanan, tetapi apakah ini benar-benar waktu untuk mengkhawatirkan hal ini?
Qualcomm baru-baru ini membuat
pengumuman besar tentang chip-nya untuk tahun 2019, dan karena itu adalah pemasok chip terbesar untuk smartphone di dunia, kita bisa mendapatkan ide yang cukup bagus tentang seperti apa hardware masa depan untuk 5G nantinya. Industri ini berjuang untuk menggambarkan 5G sebagai "pukulan berikutnya," tetapi 5G tahun mendatang pasti akan menjadi gangguan dari generasi pertama. Pengguna 5G pertama harus menerima berbagai kompromi. Dan karena kenyataan bahwa di mana Anda tinggal, mungkin pada prinsipnya tidak ada cakupan 5G, mungkin lebih baik hanya menunggu satu atau dua tahun.
Referensi 5G mmWave: menggunakan spektrum yang tidak diperlukan siapa pun
5G adalah referensi singkat untuk teknologi jaringan seluler generasi berikutnya, mulai tahun 2019. Seluruh sistem penomoran dengan huruf G dimulai pada 1990-an dengan peluncuran teknologi GSM, yang disebut "generasi kedua" [generasi 2], atau teknologi jaringan seluler 2G. GSM telah memperbarui jaringan pertama dari analog ke digital, sehingga jaringan analog lama secara surut disebut 1G. Sejak itu, kami mendapatkan semua G baru setelah setiap pembaruan jaringan sekitar sekali setiap 10 tahun. Tahap-tahap pengembangan ini memberi kami hal-hal penting seperti SMS dan MMS, jaringan berbasis IP dan Internet seluler, dan, tentu saja, bahkan lebih cepat.
Saat ini, smartphone modern beroperasi pada 4G LTE pada frekuensi di kisaran 450 MHz hingga 5,9 GHz. Transisi ke 5G akan mencakup perbaikan pada infrastruktur LTE yang ada, tetapi karakteristik pendefinisian 5G adalah penambahan spektrum baru dalam kisaran dari 24 GHz hingga 90 GHz. Industri setuju untuk memanggil kisaran ini mmWave (dari "gelombang milimeter"), dan mereka akan memerlukan pemasangan besi baru di telepon, peralatan baru di menara dan perubahan besar dalam pengoperasian telepon dan jaringan telepon.
mmWave menawarkan berbagai spektrum, tetapi sulit digunakanKami terbiasa dengan fakta bahwa pembaruan jaringan G ini disertai dengan presentasi yang meyakinkan tentang seberapa baik semuanya akan menjadi setelah implementasi, tetapi transisi ke 5G mmWave tidak dapat disebut argumen yang meyakinkan. Karena frekuensi operasi rentang mmWave jauh lebih tinggi daripada LTE, ia memiliki kekurangan yang cukup. Kisaran memiliki jarak penerimaan yang lebih pendek, menembus lebih buruk melalui rintangan, dibandingkan dengan LTE. Sinyal mmWave diblokir oleh bangunan, pohon, dan bahkan dengan tangan. mmWave tidak berfungsi dengan baik dalam hujan atau kabut, dan pada 60 GHz, sinyal diserap oleh oksigen. Ya, ya - bagian dari spektrum mmWave terhalang oleh udara.
Mengingat sejumlah kendala yang perlu diatasi, mmWave tampak seperti spektrum yang mengerikan untuk membangun jaringan seluler pada dasarnya sampai Anda mempertimbangkan dua poin utama: peningkatan frekuensi berarti bahwa mmWave memiliki bandwidth tinggi dan latensi rendah jika semuanya bekerja, karena diperlukan, dan yang paling penting, spektrum ini gratis. mmWave tidak digunakan untuk hampir semua hal, karena bekerja dengannya adalah satu sakit kepala. Oleh karena itu, jika Anda dapat menyelesaikan semua masalah implementasi, Anda tiba-tiba akan memiliki ruang kerja yang besar. Dan ini adalah hal pertama yang dibicarakan perusahaan ketika mereka mulai berbicara tentang mmWave. Mereka mengatakan bahwa seluruh usaha ini akan sangat sulit dan sangat sulit, tetapi sepadan.
LTE muncul pada 2011, dan dalam beberapa tahun terakhir telah ada kemajuan yang signifikan dalam mengurangi, mempercepat dan meningkatkan kinerja smartphone dengan 4G. Dengan 5G, kita akan kehilangan sebagian besar dari kematangan teknis ini dengan memasukkan banyak peralatan 5G mahal baru ke dalam perangkat.
Pisahkan modem 5G - lebih banyak komponen, lebih banyak konsumsi, lebih sedikit baterai
Saat ini, hampir semua smartphone beroperasi berdasarkan chip tunggal, yang secara tepat disebut "System on a Chip" atau SoC. Namanya memberitahu kita bahwa ini adalah komponen utama yang dengannya Anda dapat membuat komputer pada satu chip kecil. Biasanya ada banyak CPU, GPU, inti ISP untuk kamera, WiFi dan banyak lagi. Memori secara teknis tidak terletak pada chip ini, tetapi untuk menghemat ruang, memori ditempatkan di atas SoC. Komponen utama, yang tidak terletak di SoC, adalah penyimpanan, dan di samping itu, chip kecil yang mengontrol daya, audio, Bluetooth, NFC dan segala sesuatu yang lain biasanya tersebar di motherboard. Dan kemudian tugas motherboard sudah menjadi untuk menghubungkan semuanya dengan segalanya dan dengan cepat keluar dari jalan, karena sebanyak mungkin ponsel perlu diisi dengan baterai.
Intinya adalah ruang di dalam smartphone sangat berharga, dan meskipun kita tidak dapat melakukan apa pun dengan ukuran komponen seperti SoC, kamera, kartu SIM atau port USB, kita dapat mengubah ukuran baterai sesuai keinginan. Artinya, "ukuran smartphone" berarti "ukuran baterai". Jika sesuatu bertambah besar, baterainya berkurang. Apa pun yang membutuhkan komponen tambahan mengurangi masa pakai baterai. Baterai menerima ruang yang tersisa dari smartphone (ini merupakan argumen terhadap jack headphone).
Dalam beberapa tahun terakhir, produsen smartphone
telah mencoba meyakinkan kami bahwa kami tidak memerlukan jack headphone, dan melepasnya akan mengurangi kerumitan sistem dan membebaskan ruang untuk baterai. Direktur Razer, Ming-Liang Tan bahkan
mengkuantifikasi hal ini : ia mengatakan bahwa dengan menyingkirkan jack headphone di Ponsel Razer, perusahaan dapat meningkatkan kapasitas baterai sebesar 50 mAh.
Dan mengapa ini penting dalam artikel tentang 5G? Singkatnya, 5G mmWave akan membutuhkan lebih banyak zat besi daripada 4G, yang menimbulkan semua masalah ini dengan ukuran baterai dan kompleksitas perangkat.
5G membutuhkan chip terpisah, bahkan dengan SoC baru QualcommKeuntungan terbesar Qualcomm di era 4G adalah modem mereka. Kombinasi teknologi eksklusif dan hak kekayaan intelektual memungkinkan perusahaan untuk menjadi satu-satunya produsen chip yang mampu menggabungkan SoC dan modem pada satu chip dan menjualnya ke seluruh dunia dengan sedikit uang.
Qualcomm adalah satu-satunya perusahaan dengan solusi modem SoC + yang terjangkau dengan jaringan distribusi yang signifikan di seluruh dunia.
Samsung menawarkan modem terintegrasi dalam jajaran Exynos, tetapi perangkat Samsung masih menggunakan chip Qualcomm di AS, Cina, Amerika Latin, dan Jepang. Huawei dan MediaTek berada dalam posisi yang sama: mereka dapat memproduksi LTE pada sebuah chip, tetapi tidak mendistribusikan chip ini ke seluruh dunia. Apple membuat SoC untuk iPhone, tetapi menggunakan chip terpisah untuk modem. Apple meninggalkan iPhone XS modem Qualcomm untuk mendukung modem Intel, tetapi itu melahirkan sejumlah tuntutan hukum antara Apple dan Qualcomm.
Qualcomm memegang paten seluler dasar di beberapa negara, dan secara agresif menggunakan properti intelektualnya untuk mempertahankan posisi dominan. Perusahaan ini telah menghadapi banyak litigasi oleh banyak perusahaan di banyak negara di seluruh dunia sehubungan dengan perizinan paten yang tidak adil, tetapi ini tidak memengaruhi realitas pasar di mana setiap orang kecuali Apple menggunakan modem dari Qualcomm.
Solusi single-chip adalah keuntungan besar dalam membuat motherboard lebih kecil, lebih murah dan lebih mudah, meninggalkan lebih banyak ruang untuk baterai. Jika Anda menyatukan semuanya dalam satu chip, ini akan menghemat energi selama operasi, karena biasanya satu chip mengkonsumsi lebih sedikit energi daripada dua. Selama bertahun-tahun, pengguna Qualcomm menikmati menggunakan SoC dengan modem 4G LTE, dan perusahaan telah menggunakan keunggulan ini untuk mendominasi pasar. Saat ini, secara praktis memegang monopoli di antara produsen SoC high-end, karena hampir semua kapal Android menggunakan SoC Qualcomm.
Qualcomm baru-baru ini memamerkan SoC andalannya untuk 2019, Snapdragon 855. Dan sementara perusahaan menghabiskan banyak upaya mempromosikan hype seputar kemampuan Snapdragon 855 5G, ia tidak akan memiliki modem Gelombang 5G mm di papan. Ini akan memiliki dukungan LTE built-in, seperti biasa, tetapi telepon akan membutuhkan modem 5G yang terpisah - Qualcomm akan kehilangan keunggulan chip tunggal ketika 5G muncul. Seperti yang saya jelaskan di atas, ini akan berarti penurunan baterai dan peningkatan konsumsi daya.
Kami telah mengalami keseluruhan cerita ini dengan "peralatan jaringan generasi pertama." Ketika transisi ke 4G dimulai, batch peralatan pertama juga datang dengan modem terpisah - kita akan melihat kompromi ini dalam kasus 5G. Contoh paling terkenal adalah HTC Thunderbolt, perangkat 4G berkemampuan Verizon pertama. Dia menggunakan Qualcomm Snapdragon MSM8655 SoC (sebelum penomoran model yang disederhanakan) dengan modem Qualcomm MDM9600 LTE yang terpisah. Dan Thunderbolt ini adalah bencana, karena semua peralatan 4G yang baru dibundel dengan baterai hanya 1.400 mAh. Telepon lambat, panas, bermasalah, dan baterai cepat habis. Thunderbolt secara konstan masuk dalam daftar telepon terburuk sepanjang masa, dan seorang karyawan HTC bahkan
meminta maaf karena membuatnya. Peralatan jaringan baru dapat berubah menjadi bencana jika digunakan secara tidak benar.
Chips 5G Gigaby Qualcomm Generasi Pertama
Saya tidak dapat menjamin bahwa generasi pertama peralatan 5G akan berubah menjadi sama buruknya dengan Thunderbolt - banyak yang telah berubah dalam desain smartphone sejak saat itu - tetapi kekhawatiran tentang versi peralatan jaringan yang lebih lama tetap ada. Peralatan jaringan yang baru adalah baru karena sedang dikurangi untuk pertama kalinya agar sesuai dengan smartphone. Perusahaan tidak menunggu sampai mudah bagi mereka untuk memenuhi persyaratan ukuran untuk merilis produk; mereka mulai mengembangkan telepon baru saat peralatan jaringan hampir tidak cocok. Perangkat 2019 ini kemungkinan penuh dengan besi untuk 5G - terbesar dari besi yang ada untuk 5G.
Mari kita bandingkan komponen internal yang diperlukan untuk membuat jaringan 4G dan 5G bekerja. Mengenai chip utama dari Qualcomm pada tahun 2019, Snapdragon 855 akan dipasang di ponsel 4G - itu saja. Modem LTE dibangun di dalamnya, jadi chip terpisah tidak diperlukan, dan antena untuk LTE adalah kabel kecil, biasanya diintegrasikan ke dalam motherboard. 5G adalah masalah yang sama sekali berbeda: Anda akan memerlukan Snapdragon 855, modem Snapdragon X50 5G, satu set modul antena QTM052 - dan ini benar-benar chip, bukan hanya kabel atau trek motherboard.
Chip Qualcomm di sebelah skala untuk skalaSaya belum pernah melihat publikasi dari Qualcomm dengan ukuran chip 5G atau
Snapdragon 855 , tetapi karena kebiasaan mereka mengunggah foto mereka di sebelah sen. Mereka harus mengatakan, “lihat betapa kecilnya chip kami,” tetapi di samping itu, mereka memberikan skala yang sangat baik - kami dapat mengunggah foto ke Photoshop dan mendapatkan gambar dari chip tersebut dalam skala.
Ternyata chip 5G generasi pertama akan menjadi besar - setidaknya dibandingkan dengan komponen yang sangat kecil lainnya.
Modem X50 dan satu-satunya
modul RF membutuhkan lebih banyak ruang daripada seluruh Snapdragon 855. Ingatlah bahwa 855 adalah SoC sepenuhnya, yaitu, semua yang Anda perlukan agar komputer dapat bekerja, ditambah modem 4G bawaan, jadi tidak dapat dipercaya bahwa ada modem 5G dan satu modul RF memakan ruang hampir sama banyaknya dengan semua komponen utama lainnya, dengan pengecualian penyimpanan. Sejauh ini, 4G memiliki tata letak yang rapi pada chip, dan 5G harus berurusan dengan chip besar.
Perangkat keras yang lebih kompleks secara eksponensial dan banyak kesulitan dalam pengembangan
Pada KTT Qualcomm Snapdragon di Hawaii pada bulan Desember, presiden perusahaan Cristiano Amon berbicara sedikit tentang betapa sulitnya membuat smartphone untuk 5G. Pada salah satu slide presentasi, disebutkan bahwa 5G "eksponensial" menyulitkan pengembangan smartphone. Dan sementara Amon berharap itu akan menjadi pujian yang mengesankan bagi para insinyur perusahaan, menurut pendapat saya, itu terdengar seperti horor, membunuh baterai. Kompleksitas itu buruk. Kompleksitas itu mahal.
Intinya bukan hanya besi untuk 5G lebih besar dari besi untuk 4G - Anda harus mengisi telepon dengan besi untuk 5G agar berfungsi. mmWave menembus rintangan dengan sangat buruk sehingga sinyal dapat dengan mudah diblokir dengan tangan - dan untuk perangkat yang Anda gunakan terus-menerus, ini merupakan masalah. Untuk menghindari situasi di mana Anda “
salah pegang, ” Qualcomm memutuskan untuk mengisi telepon dengan beberapa antena 5G.
Jadi ponsel Anda tidak hanya membutuhkan Snapdragon 855, modem X50 dan modul antena QTM052 - ia memerlukan beberapa chip QTM052. Spesifikasi perusahaan menunjukkan bahwa untuk menghindari batasan mmWave, diperlukan empat modul yang terletak di tempat yang berbeda, meskipun versi yang lebih maju dari rangkaian dapat dilakukan dengan tiga. Semua diagram untuk 5G menunjukkan empat modul antena - satu di setiap sisi.
Desain referensi prototipe 5G menunjukkan tiga antena 5G - di atas, kiri, dan kanan. Motorola 5G Moto Mod - dan ini adalah yang terdekat dengan produk konsumen nyata saat ini - memiliki empat antena: kiri, kanan, dan dua di atas.
Tidak masalah konfigurasi apa pun yang dipilih OEM, tampaknya, semua telepon akan memiliki beberapa antena, dan telepon akan dapat memilih antena yang saat ini tidak diblokir oleh tangan Anda. Misalnya, jika Anda memegangnya dalam mode potret, maka tangan Anda dapat memblokir antena kiri dan kanan, dan telepon dapat beralih ke atas dan bawah. Jika Anda menggunakan tata letak lansekap, yang terjadi adalah sebaliknya. 5G akan secara independen beralih ke antena yang dapat bekerja dengan sinyal.
Lebih banyak antena - internal yang lebih kompleks dan ruang yang lebih sedikit. Kembali ke foto-foto chip pada skala, kita melihat bahwa chipset akan menempati jumlah yang sangat besar dibandingkan dengan 4G. Saya tidak tahu apa ketebalannya, tetapi jika Anda mengukur dalam piksel, maka 5G membutuhkan area 3,3 kali lebih banyak daripada 4G di SoC. Untuk industri yang tidak bisa lagi menyediakan jack headphone karena terlalu banyak ruang, semua peralatan 5G tambahan ini sulit dibenarkan.
Antena di samping? Smartphone tipikal memiliki bingkai logam di sekelilingnya - dan opsi ini jelas tidak akan berlaluTetapi merancang sirkuit menjadi lebih rumit daripada hanya menempatkan semua komponen pada lembaran datar. Beberapa antena diperlukan untuk menerapkan teknik yang disebut "3D beamforming". Alih-alih mengirim sinyal dalam bentuk gelombang (bayangkan simbol WiFi), antena pembentuk balok dapat mendeteksi stasiun dan meluncurkan sinyal terkonsentrasi langsung ke dalamnya. Dalam hal ini, stasiun akan mendeteksi telepon Anda dan mengirimkan sinar langsung kepada Anda. Qualcomm mengatakan teknologi ini adalah fitur utama perangkat 5G, karena sinar terkonsentrasi akan membantu mengatasi beberapa masalah mmWave terkait jarak dan penetrasi. Dan untuk saat ini, semua spesifikasi Qualcomm dan semua perangkat keras mengatakan bahwa antena ini terletak di bidang tegak lurus ke motherboard, di tepi telepon.
Jika elektronik 5G benar-benar membutuhkan area permukaan antena yang besar untuk berada di samping - tetapi untuk sekarang semua bukti mengkonfirmasi hal ini - ini menimbulkan beberapa pemikiran menarik tentang desain. Saat ini, pengisian daya nirkabel telah menyebabkan ponsel beralih dari semua kasus logam ke tutup kaca yang memungkinkan sinyal radio untuk melewati bagian belakang kasus ini. Karena kaca bukan bahan yang kuat, ponsel ini memiliki bingkai logam, memperkuat desain, yang biasanya terlihat dari samping. Kecil kemungkinan smartphone dengan pelek logam akan kompatibel dengan antena 5G yang terletak di samping. Tentu saja, tidak ada pelek kaca juga, dan apa yang tersisa adalah plastik? 5G dapat membuka era smartphone dengan sisi plastik. Saya tidak melihat cara lain untuk membuat antena samping ini bekerja.
Selain itu, seseorang harus membayar semua komponen 5G tambahan ini, dan, tampaknya, konsumen akan melakukannya. Direktur OnePlus Pete Lau baru-baru ini
mengatakan kepada The Verge bahwa 5G akan membuat ponsel lebih mahal dengan harga $ 200- $ 300. Dan ini banyak uang untuk telepon yang akan lebih besar dan bekerja kurang dari telepon dengan 4G.
Output realitas brutal 5G
5G, jelas, akan membutuhkan smartphone untuk berkompromi di bidang perangkat keras - setidaknya dalam waktu dekat. Beralih ke 5G berarti menerima banyak kompromi dibandingkan dengan ponsel 4G - tetapi apa yang kita dapatkan sebagai balasannya? Pada tahun 2019, itu hanya "mungkin Internet yang lebih cepat," tergantung pada sejumlah variabel yang sebagian besar terkait dengan lokasi Anda. Pertama, Anda harus berada di kota tempat 5G bekerja, maka Anda harus berada di tempat tertentu di mana Anda dapat menerima sinyal 5G, dan kemudian Anda perlu memutuskan apakah Anda benar-benar membutuhkan peningkatan kecepatan ini.
Dilihat oleh diagram, Qualcomm membayangkan bahwa mmWave hanya akan digunakan di kota-kota, karena keterbatasan jarak. LTE .5G 5G, . 5G 4G, . 5G « », , .
- , 5G mmWave . Qualcomm 5G , mmWave « » – LTE. mmWave , . 5G , LTE. 5G, - . , 5G , ( femtocell), LTE. LTE, , LTE 5G.
, , 5G, 2019 « », – LTE. 4G LTE, Snapdragon 855 – , 5G – 2 /, Qualcomm. X50 5G , 5 /.
– , . , 1080 60 0,006 /. , 4, 0,025 /, 4G . , -, , 5G. LTE – — .
2020-
5G mmWave 2019 , , . , , , 5G 4G. 5G , 5G $200-$300, , .
Qualcomm , .. 5G , . 5G , , , , . , 5G .
mmWave . , – 2020 SoC Qualcomm 5G, , 4G. 5G . 5G , 5G , . . , 4G, , , .