Nikkei: разбор iPhone 5 по-японски

Группа технических специалистов Nikkei Electronics подвергла демонтажу две операторские модели iPhone 5 — одна из них, черного цвета, реализуется в розничной сети KDDI, другая, белая, продается еще одним японским оператором сотовой связи, Softbank Mobile. В процессе разборки черной модели специалисты компании описали подробности демонтажа и поделились сделанными выводами.

Извлечение дисплея. Как и в iPhone 4S, в нижней части iPhone 5 присутствуют крепления для двух винтов Pentalobe, но по сравнению с предыдущим поколением смартфона Apple резьба для винтов в iPhone 5 была изменена и, кроме того, сами головки винтов стали меньше в размерах. Специалисты Nikkei обращают внимание, что для разборки iPhone 5 желательно иметь специальный набор инструментов, так как в противном случае демонтаж устройства может вызвать трудности.

Еще одним отличием от iPhone 4S стало то, что в iPhone 5 винты используются для фиксации передней панели, а не задней. Когда винты были отвинчены, японские техники попытались снять переднюю панель. Вначале для этого они пользовались ножом и плоской отверткой, но панель в результате лишь немного сместилась, а промышленный клей по-прежнему удерживал дисплей смартфона. Эксперимент со скотчем также закончился неудачей: сила сцепления липкой ленты оказалась недостаточной для того, чтобы извлечь дисплей iPhone 5.

Наиболее действенным средством для извлечения дисплея оказалась специальная присоска, способная удерживать предметы весом до 1 кг. С ее помощью удалось сделать зазор, достаточный для того, чтобы, поддев дисплей iPhone 5 шпателем, извлечь его. С открытой передней панелью iPhone 5 по форме напоминает “телефон-раскладушку”, в верхней части которого находятся LCD- и сенсорная панели, плоские провода фронтальной камеры и другие детали.

Аккумулятор. В полуразобранном виде LCD- и сенсорная панели и провода фронтальной камеры прикрыты тонкой металлической крышкой и привинчены к системной плате обычными крестовыми винтами. Вероятно, эта крышка препятствует появлению излишних электромагнитных шумов.

Внутри смартфона к задней части Г-образной материнской платы приклеена аккумуляторная батарея. Помимо двусторонней клейкой ленты она присоединена к основной плате при помощи коннектора, который в iPhone 5 находится на правой стороне, в то время как в батарее iPhone 4S коннектор расположен слева. Так получилось потому, что в iPhone 4/4S съемной является задняя панель, а в iPhone 5 — передняя.

Открутив винты, крепящие батарею к плате, специалисты Nikkei сняли клейкую ленту и при помощи шпателя вытащили аккумулятор. Сравнение физических параметров аккумуляторов iPhone 4S и iPhone 5 показало, что по ширине эти компоненты у обоих устройств одинаковы, но батарея нового смартфона длиннее и тоньше: если толщина батареи iPhone 4S составляет 3,8 мм, то у iPhone 5 — 3,3 мм. Можно предположить, что таким образом Apple хотела максимально уменьшить толщину корпуса последней версии iPhone. Кроме того, инженеры отметили, что и сам разъем для подключения батареи к плате стал меньше, чем в iPhone 4S.

Батарея iPhone 5 получила такие энергетические характеристики: напряжение и пропускная способность — 5,45 Вт•ч, вольтаж — 3,8 В, емкость — 1440 мА•ч. Все три показателя немного “подросли” по сравнению с 4S (соответственно 5,3 Вт•ч, 3,7 В, 1432 мА•ч). Специалисты считают, что напряжение батареи для iPhone 5 было увеличено в связи с тем, что в ней применен новый материал положительного электрода. Благодаря возросшей емкости батареи при одинаковой продолжительности автономной работы в режиме разговора, составляющей 8 часов в сетях 3G, iPhone 5 способен чуть дольше продержаться в режиме ожидания — 225 часов против двухсот у iPhone 4S.

Производителем аккумуляторов для операторской модели KDDI была компания Tianjin Lishen Battery, которая является одним из четырех крупнейших в Китае поставщиков аккумуляторных батарей, остальные три — ATL, BAK и BYD. Специалисты Nikkei делают вывод, что китайские батареи стали стандартом для использования даже в дорогих смартфонах.

Все компоненты iPhone 5 стали тоньше. После извлечения батареи при помощи крестовой отвертки отвинчиваются болты, крепящие материнскую плату к корпусу устройства, затем снимаются модуль камеры и динамики, располагающиеся на обратной стороне передней панели iPhone 5. С помощью циркуля специалисты измерили толщину передней панели, которая составила 2,2 мм. Тем самым подтвердилась информация Apple о том, что толщина дисплея в iPhone 5 уменьшена на 30% в сравнении с iPhone 4S, у которого она, напомним, 3,1 мм.

Экран iPhone 4S состоит из трех слоев: LCD, емкостных сенсоров и стеклянной панели. Интересно, что толщина дисплея у этой модели без учета компонентов светодиодной подсветки составляет те же 2,2 мм, что и у iPhone 5. Разработчикам из Apple удалось уменьшить толщину дисплея в iPhone 5 за счет того, что компоненты светодиодной подсветки конструктивно интегрируются прямо в матрицу и отсутствуют как отдельный элемент.

Миниатюризации в iPhone 5 подверглись и другие составляющие. К примеру, задняя камера в iPhone 5 имеет те же восемь мегапикселов, что и в iPhone 4S, но при этом ее высота значительно ниже. Кроме того, в новой модели по сравнению с предшественницей изменились размеры динамика и антенны — они стали меньше и тоньше.

Неподдельный интерес инженеров Nikkei был вызван видом двух коаксиальных кабелей внутри iPhone 5, подсоединенных к материнской плате. Специалисты отметили, что еще никогда не встречали плоских по форме кабелей внутри планшетов или смартфонов.

Вероятно, iPhone следующего поколения будут поддерживать Thunderbolt. Вместе с презентацией iPhone 5 состоялся дебют нового интерфейса Lightning, преимущества которого по сравнению с 30-пиновым коннектором очевидны: он более надежен, к смартфону подключается любой стороной и обеспечивает скорость передачи на уровне USB 3.0. Этот интерфейс является заменой 30-контактного коннектора и является полностью цифровым. В настоящее время новый коннектор используется только в iPhone 5, IPod Touch пятого поколения и Ipod Nano седьмого.

Всего в Lightning присутствует 16 контактов, восемь из которых расположены сверху и восемь — снизу. Особенность iPhone 5 состоит в том, что разъем смартфона является односторонним, — другими словами, только одна его сторона используется для подключения док-коннектора Lightning.

Несомненно и еще одно значительное преимущество нового разъема — его размер. Он на 80% меньше 30-контактного, поэтому занимает в iPhone 5 меньшее пространство, не говоря уже об уменьшении количества внутренних схем, необходимых для поддержки функционирования разъема. Разъем Lightning — один из факторов, способствовавших тому, что новый iPhone стал на 20% тоньше iPhone 4S.

Если же говорить о недостатках, то Lightning-разъем лишает iPhone 5 совместимости с прежде приобретенными аксессуарами, поддерживающими 30-контактный разъем, поэтому адаптер для использования новых девайсов со старыми аксессуарами придется докупать отдельно (iPhone 5 укомплектован только кабелем USB — Lightning). Адаптеры поддерживают аналоговое и USB-аудио, а также позволяют осуществлять синхронизацию данных и зарядку. Однако, по словам Apple, они не поддерживают видеовыход.

Следовательно, у Apple должны быть веские причины для изменения разъема. Специалисты Nikkei изучили работу комплектного кабеля USB — Lightning, измерив для этого уровень электрического сигнала, потребляемого док-коннектором при подключении к ПК — как на стороне USB-, так и на стороне Lightning-порта.

В итоге в работе коннектора была выявлена одна интересная особенность. Как известно, штекер док-коннектора обладает шестнадцатью контактами — по восемь сверху и снизу, чтобы его можно было вставлять в iPhone 5 какой угодно стороной. Было бы логично, чтобы контакты по обеим сторонам распределялись симметрично друг другу, но однако, несмотря на одинаковую схему электропередачи, расположение сигнальных линий у разъемов на поверку оказалось разным.

Таким образом, при подключении к USB устройство в автоматическом режиме определяет, какой стороной в данный момент подключен штекер — верхней или нижней. Согласно информации тайваньской исследовательской фирмы KGI Securities, производителями док-коннекторов Lightning для Apple являются компании Foxlink и Hon Hai. В своем докладе KGI Securities информирует, что разъем Lightning использует четыре контакта для передачи сигнала и по два — для идентификации и питания устройства.

Иными словами, делают вывод инженеры Nikkei, разъем Lightning использует двойную схему электропередачи, но только одна из этих схем используется для подключения смартфона по USB, в то время как вторую, неактивную, Apple может задействовать для смартфонов нового поколения.

“Apple могла бы реализовать высокоскоростную передачу данных между iPhone и ПК по USB 3.0, используя обе схемы электропередачи, но это не соответствовало бы спецификациям отраслевого стандарта USB 3.0, и обыгрывание названия Lightning наводит на мысль, что в будущем iPhone 5 сможет поддерживать технологию Thunderbolt”, — полагает один из специалистов, участвовавших в демонтаже iPhone 5.

Нижняя сторона материнской платы прикрыта металлической пластиной. При извлечении платы специалисты Nikkei предположили, что металлическая крышка, прикрывающая нижнюю её часть, необходима для снижения электромагнитных помех, которые могли бы возникнуть при контакте платы с корпусом iPhone 5.

В iPhone 4S разработчик уже использовал подобное решение, но только микрочипы на материнской плате прикрывались отдельными металлическими крышками и были припаяны к специальным рельсам, установленным на ней. В свою очередь, в iPhone 5 металлическая крышка припаяна к боковинам основной платы, как если бы она была “обернута в металлическую оболочку”. Вероятно, такая конструкция платы увеличила полезную площадь, используемую для размещения дополнительных компонентов.

По форме и размеру материнские платы iPhone 5 и iPhone 4S аналогичны, но если у iPhone 4S разъемы по большей части сосредоточены в нижней части платы, то у iPhone 5 — в верхней.

Материнская плата с обеих сторон плотно упакована компонентами. В верхней её части в iPhone 5 расположены:

• красный квардрат — STMicroelectronics LIS331DLH — трехосный акселерометр со сверхнизким потреблением энергии;
• оранжевый — Texas Instruments 27C245I — контроллер SoC сенсорной панели;
• желтый — Broadcom BCM5976 — контроллер сенсорной панели;
• зеленый — Apple A6 — процессор;
• синий — Qualcomm MDM9615M — модем;
• фиолетовый — RTR8600 — многополосный/многорежимный RF-трансивер.

В нижней части платы iPhone 5 сосредоточены:

• красный квадрат — Skyworks 77352-15 GSM/GPRS/EDGE — модуль усилителя;
• оранжевый — SWUA 147 228 — модуль переключения антенн;
• желтый — Triquint 666083-1229 — усилитель мощности/дуплексер для сетей UMTS;
• зеленый — Avago AFEM-7813 — двухдиапазонный модуль дуплексера LTE B1/B3 PA+FBAR;
• синий — Skyworks 77491-158 — модуль усилителя CDMA;
• фиолетовый — Avago A5613 ACPM-5613 — усилитель LTE band 13.

И вторая часть компонентов, расположенных на нижней стороне платы:

• красный квадрат— Qualcomm PM8018 RF — контроллер питания радиочастотных цепей;
• оранжевый — Apple 338S1131 — контроллер питания (Dialog);
• желтый — Hynix H2JTDG2MBR 128 Gb — чип флеш-памяти типа NAND емкостью 16 Гб;
• зеленый — Apple 338S1117 — модуль памяти MCP для LTE (Elpida);
• синий — STMicroelectronics L3G4200D — трехосный гироскоп (такой же у iPhone 4S, iPad 2);
• фиолетовый — Murata 339S0171 — адаптер беспроводной связи Wi-Fi.