论文部分内容阅读
就智能手机而言，处理器和内存总是相辅相成的两个硬件。在10nm工艺的骁龙835、麒麟970和Helio X30处理器即将量产的情况下，内存自然也需要再进一步才能迎合“自家兄弟”的需求。于是，8GB手机内存开始量产。那么，对Android手机而言，8GB内存能否彻底解决可能出现的卡顿现象昵？
2007年，苹果iPhone重新定义了智能手机，内置的128MB内存则是其流畅运行的基石。随后，谷歌发布了Android系统，全球首款基于该系统定制的HTC G1则为其准备了192MB内存（图1）。iPhone 1和HTC G1内存相差64MB，容量差异谈不上大。
然而，iOS和Android系统不同的内存管理机制，却让两个阵营的智能手机在内存上逐渐拉开了距离。当iPhone 5用上1GB内存时，Android手机已经拥有了2GB内存；当iPhone 6s好不容易升级到2GB内存时（图2），Android手机却已武装上74GB甚至6GB内存；当下一代iPhone还没影的时候，8GB内存的Android手机就已箭在弦上。
就内存容量的升级趋势来看，Android阵营完全属于“大跃进”风格，而之所以内存容量能保持如此高速的发展，则要归功于两个因素。
Android手机内存容量从1GB跨越到6GB只用了3年时间，其中从3GB提升到4GB时遇到了一道门槛。在ARM推出Cortex-A53和Cortex-A57架构以前（图3），Android手机所搭载的处理器（SoC）还停留在32位时代，3GB就是极限。在iPhone 5s携A7将智能手机领入64位时代后，Android手机阵营借助64位处理器和最新版本的Android 5.0系统，4GB内存手机才破茧而出，并一路狂奔到今天的6GB。
除了64位处理器和Android系统的帮忙，内存的生产工艺和封装技术，也是让内存容量在短时间里得以翻番的源动力。
智能手机的内存空间可用“寸土寸金”来形容，其紧凑的PCB布局最多只能允许安装一颗内存芯片（图4）。所以，如何提升单内存芯片的容量就成为了解决问题的关键所在（图5）。以三星为例，它最早就通过20nm工艺生产出了8Gb（1GB）容量的LPDDR4颗粒，然后通过立体封装技术，由4个颗粒封装成为了单4GB内存芯片。随后，三星又在20nm工艺的基础上研发出了12Gb（1.5GB）容量的LPDDR4内存颗粒，4个颗粒封装造就了6GB内存手机。
2016年10月，三星借助最新的10nm工艺推出了16Gb（2GB）容量的LPDDR4内存颗粒，运行速度高达4266MHz，为8GB内存手机的出现铺平了道路（图6）。全新的10nm 8GBLPDDR4内存芯片的封装尺寸只有15mm×15mm×1.0mm，还能和处理器或UFS芯片封装堆叠在一起，可进一步节省手机内存的空间占用。
随后，SK海力士也发布了8GB手机内存，利用21nm工艺就实现了16Gb（2GB）容量LPDDR4内存颗粒的研发，4个颗粒也能封装成为单8GB内存芯片。由于生产工艺的制约，海力士的8GB内存运行速度只有3733MHz，电气性能稍逊一筹。
想用上最新的8GB内存，自然需要全新的处理器和系统平台加以支持（需支持8GB的内存寻址）。好消息是，除了骁龙835、麒麟970和Helio X30这些还没能量产的10nm旗舰级处理器外，像骁龙821和骁龙653等现有处理器也已经加入了对8GB内存的支持，所以8GB内存手机的上市时间应该比我们预计的还要早。
接下来又到了老生常谈的时间了。当年2GB变3GB时、3GB变4GB时、4GB变6GB时都经历过类似的讨论：更大的内存到底是噱头还是真有必要？
我们先来看看时下热门APP对内存的实际需求（图7、图8）。没想到吧？很多主流APP的高峰内存使用量就超过了500MB大关，这意味2GB内存只能同时开4个，3GB内存为6个，6GB内存为12个，哪怕8GB内存也只能同时跑16个？从这个角度来看，内存自然是越大越好，别说8GB了，哪怕是12GB、16GB也不嫌多！
问题来了，现在绝大多数Android手机内存还停留在3GB或4GB阶段，为什么这些手机仍然能在后台同时跑数十个程序时还依旧流畅呢？
原因很简单，Android系统自身就带有一套相对成熟的内存调度机制，我们可以将其理解为“末位淘汰”。Android系统会将所有系统级APP（如輸入法、电话服务）和第三方APP（如微信、游戏）进行优先级排序，当剩余内存不足以满足当前启动程序的运行要求时，系统便会自动关闭优先级靠后的那些APP和相关进程（图9）。此外，很多APP转入后台时，会进入类似休眠的状态，此时对内存的消耗量变得更低，直到被前台唤醒之后才开始压榨内存。
举个例子，假设你的手机正同时运行着微信、QQ、美团、天猫、京东和今日头条时的内存占用率为80%。此时你想玩《阴阳师》，当你点击该游戏图标的一瞬间，系统就会自动判断运行《阴阳师》需要的内存资源。比如该游戏需要30%的内存，根据“末位淘汰”机制，像美团、天猫这几个非即时通讯的APP就会自动被关闭，然后才会正式启动《阴阳师》这款游戏。 因此，当我们退出某款游戏后，按Home切换到后台运行程序，有时会还原到之前窗口状态，但有时该程序则需要重新加载才能启动。而后面的情况，就是系统为了保证这款游戏运行，自动关闭了后台运行的这个程序，将释放的内存用于游戏的启动上了。
除了Android官方的内存调度机制，不少手机厂商也在系统层面加入了更合理的程序管理功能。比如所谓的“纯净后台”“息屏清理”等功能（图10），就是当手机进入待机状态后，自动清理非白名单以外的所有程序，始终让内存保持在一个稳定的容量上，以备不时之需。
理论上讲，有了Android和厂商的两道“保险”，2GB内存可能有点悬，但3GB内存的手机怎么着也不应该因运行多个APP而变卡了。但实际情况却是，哪怕是4GB甚至6GB内存的手机，有时都会出现突然变卡的现象，这又是怎么回事呢？
就Android手机即将迎来8GB內存，很多网友都发表了调侃的评论：
网友A：程序员表示，终于不用加班优化APP啦！
网友B：APP表示，终于想怎么驻留内存就怎么驻留内存，想开几个后台就开几个，看谁还好意思杀我！
网友C：然而一开机剩余可用依然是1.5GB。
网友D：Android广告分分钟填满8GB内存！
虽然简短，但都很精辟。实际上，真正导致Android系统变卡变慢的原因，还是体现在目前的APP应用环境，以及用户的使用习惯这两个方面。
APP应用环境背“大锅”
由于国内的Android手机没有统一的应用发布平台（Google Play国内无法用），而第三方应用商店往往和APP开发者达成了默契，所以任何一款APP都能捆绑各种广告，推送各种服务，最终造成了“全家桶”现象。
比如我们刚刚打开一个APP，后台就会自动触发与其相关的“全家桶套餐”，原本300MB内存就能解决的事，一下子就变成了800MB甚至1GB，手机内存再大也非常容易被这种机制堆满（图11）。当我们发现手机切换界面变卡、接电话变卡、解锁变卡，连看个照片都得等好一段时间时，往往就是同时触发了多款极为消耗内存的APP，并超过了系统内存调度机制的管理极限。
正所谓“内存多大产，人有多大胆”。手机敢上更大的内存，APP开发者就敢玩更高端的广告推送，而各种唤醒开发者也无需考虑深度优化了。
个人使用习惯背“小锅”
针对APP间相互唤醒和全家桶问题，很多手机厂商都在系统中加入了相关的管理功能（图12）。但是，这类功能并非所有用户都知道，或者都会用。
一款4GB内存的手机有人用起来很顺手（不会卡），但一款6GB内存的手机在有些人用起来都会卡到无语（比如从来都是通过Home键“退出”程序，允许所有APP发送通知还从不清理）。
所以说，内存够不够用，和用户的玩机水平有一定关系。对普通用户而言，更大的内存则可以减少卡顿出现的几率。从这个角度来看，更大内存还是有意义的。总之，在国内Android系统没有统一完善的APP下载渠道（图13），没有严格针对流氓APP的审核和下架制度，任手机内存再大也存在卡顿的隐患。
看起来很悲剧？没办法，这就是事实。
对懂得合理利用内存优化管理机制的玩家而言，在预算有限的前提下内存是够用就好，8GB并非“刚需”。但是，对2017年的高端Android手机而言，8GB内存用户可以用不上，但作为新品却绝不能没有。所以你会发现，8GB内存从出现到普及的速度会变得更快，半年之后，2000元-2500元价位的8GB内存手机将一抓一大把。
所以，我们无需有任何心理负担。更大的内存是智能手机发展的必然趋势，而随着10nm工艺的成熟，8GB内存成本略高的问题也将得到缓解。让咱们一起欢庆手机进入8GB内存时代吧，也许更大的内存对你没用，但至少可以让更多人无需懂得优化手机系统的方法和原理，也能用起来更流畅和顺手。
2007年，苹果iPhone重新定义了智能手机，内置的128MB内存则是其流畅运行的基石。随后，谷歌发布了Android系统，全球首款基于该系统定制的HTC G1则为其准备了192MB内存（图1）。iPhone 1和HTC G1内存相差64MB，容量差异谈不上大。
然而，iOS和Android系统不同的内存管理机制，却让两个阵营的智能手机在内存上逐渐拉开了距离。当iPhone 5用上1GB内存时，Android手机已经拥有了2GB内存；当iPhone 6s好不容易升级到2GB内存时（图2），Android手机却已武装上74GB甚至6GB内存；当下一代iPhone还没影的时候，8GB内存的Android手机就已箭在弦上。
就内存容量的升级趋势来看，Android阵营完全属于“大跃进”风格，而之所以内存容量能保持如此高速的发展，则要归功于两个因素。
Android手机内存容量从1GB跨越到6GB只用了3年时间，其中从3GB提升到4GB时遇到了一道门槛。在ARM推出Cortex-A53和Cortex-A57架构以前（图3），Android手机所搭载的处理器（SoC）还停留在32位时代，3GB就是极限。在iPhone 5s携A7将智能手机领入64位时代后，Android手机阵营借助64位处理器和最新版本的Android 5.0系统，4GB内存手机才破茧而出，并一路狂奔到今天的6GB。
除了64位处理器和Android系统的帮忙，内存的生产工艺和封装技术，也是让内存容量在短时间里得以翻番的源动力。
智能手机的内存空间可用“寸土寸金”来形容，其紧凑的PCB布局最多只能允许安装一颗内存芯片（图4）。所以，如何提升单内存芯片的容量就成为了解决问题的关键所在（图5）。以三星为例，它最早就通过20nm工艺生产出了8Gb（1GB）容量的LPDDR4颗粒，然后通过立体封装技术，由4个颗粒封装成为了单4GB内存芯片。随后，三星又在20nm工艺的基础上研发出了12Gb（1.5GB）容量的LPDDR4内存颗粒，4个颗粒封装造就了6GB内存手机。
2016年10月，三星借助最新的10nm工艺推出了16Gb（2GB）容量的LPDDR4内存颗粒，运行速度高达4266MHz，为8GB内存手机的出现铺平了道路（图6）。全新的10nm 8GBLPDDR4内存芯片的封装尺寸只有15mm×15mm×1.0mm，还能和处理器或UFS芯片封装堆叠在一起，可进一步节省手机内存的空间占用。
随后，SK海力士也发布了8GB手机内存，利用21nm工艺就实现了16Gb（2GB）容量LPDDR4内存颗粒的研发，4个颗粒也能封装成为单8GB内存芯片。由于生产工艺的制约，海力士的8GB内存运行速度只有3733MHz，电气性能稍逊一筹。
想用上最新的8GB内存，自然需要全新的处理器和系统平台加以支持（需支持8GB的内存寻址）。好消息是，除了骁龙835、麒麟970和Helio X30这些还没能量产的10nm旗舰级处理器外，像骁龙821和骁龙653等现有处理器也已经加入了对8GB内存的支持，所以8GB内存手机的上市时间应该比我们预计的还要早。
接下来又到了老生常谈的时间了。当年2GB变3GB时、3GB变4GB时、4GB变6GB时都经历过类似的讨论：更大的内存到底是噱头还是真有必要？
我们先来看看时下热门APP对内存的实际需求（图7、图8）。没想到吧？很多主流APP的高峰内存使用量就超过了500MB大关，这意味2GB内存只能同时开4个，3GB内存为6个，6GB内存为12个，哪怕8GB内存也只能同时跑16个？从这个角度来看，内存自然是越大越好，别说8GB了，哪怕是12GB、16GB也不嫌多！
问题来了，现在绝大多数Android手机内存还停留在3GB或4GB阶段，为什么这些手机仍然能在后台同时跑数十个程序时还依旧流畅呢？
原因很简单，Android系统自身就带有一套相对成熟的内存调度机制，我们可以将其理解为“末位淘汰”。Android系统会将所有系统级APP（如輸入法、电话服务）和第三方APP（如微信、游戏）进行优先级排序，当剩余内存不足以满足当前启动程序的运行要求时，系统便会自动关闭优先级靠后的那些APP和相关进程（图9）。此外，很多APP转入后台时，会进入类似休眠的状态，此时对内存的消耗量变得更低，直到被前台唤醒之后才开始压榨内存。
举个例子，假设你的手机正同时运行着微信、QQ、美团、天猫、京东和今日头条时的内存占用率为80%。此时你想玩《阴阳师》，当你点击该游戏图标的一瞬间，系统就会自动判断运行《阴阳师》需要的内存资源。比如该游戏需要30%的内存，根据“末位淘汰”机制，像美团、天猫这几个非即时通讯的APP就会自动被关闭，然后才会正式启动《阴阳师》这款游戏。 因此，当我们退出某款游戏后，按Home切换到后台运行程序，有时会还原到之前窗口状态，但有时该程序则需要重新加载才能启动。而后面的情况，就是系统为了保证这款游戏运行，自动关闭了后台运行的这个程序，将释放的内存用于游戏的启动上了。
除了Android官方的内存调度机制，不少手机厂商也在系统层面加入了更合理的程序管理功能。比如所谓的“纯净后台”“息屏清理”等功能（图10），就是当手机进入待机状态后，自动清理非白名单以外的所有程序，始终让内存保持在一个稳定的容量上，以备不时之需。
理论上讲，有了Android和厂商的两道“保险”，2GB内存可能有点悬，但3GB内存的手机怎么着也不应该因运行多个APP而变卡了。但实际情况却是，哪怕是4GB甚至6GB内存的手机，有时都会出现突然变卡的现象，这又是怎么回事呢？
就Android手机即将迎来8GB內存，很多网友都发表了调侃的评论：
网友A：程序员表示，终于不用加班优化APP啦！
网友B：APP表示，终于想怎么驻留内存就怎么驻留内存，想开几个后台就开几个，看谁还好意思杀我！
网友C：然而一开机剩余可用依然是1.5GB。
网友D：Android广告分分钟填满8GB内存！
虽然简短，但都很精辟。实际上，真正导致Android系统变卡变慢的原因，还是体现在目前的APP应用环境，以及用户的使用习惯这两个方面。
APP应用环境背“大锅”
由于国内的Android手机没有统一的应用发布平台（Google Play国内无法用），而第三方应用商店往往和APP开发者达成了默契，所以任何一款APP都能捆绑各种广告，推送各种服务，最终造成了“全家桶”现象。
比如我们刚刚打开一个APP，后台就会自动触发与其相关的“全家桶套餐”，原本300MB内存就能解决的事，一下子就变成了800MB甚至1GB，手机内存再大也非常容易被这种机制堆满（图11）。当我们发现手机切换界面变卡、接电话变卡、解锁变卡，连看个照片都得等好一段时间时，往往就是同时触发了多款极为消耗内存的APP，并超过了系统内存调度机制的管理极限。
正所谓“内存多大产，人有多大胆”。手机敢上更大的内存，APP开发者就敢玩更高端的广告推送，而各种唤醒开发者也无需考虑深度优化了。
个人使用习惯背“小锅”
针对APP间相互唤醒和全家桶问题，很多手机厂商都在系统中加入了相关的管理功能（图12）。但是，这类功能并非所有用户都知道，或者都会用。
一款4GB内存的手机有人用起来很顺手（不会卡），但一款6GB内存的手机在有些人用起来都会卡到无语（比如从来都是通过Home键“退出”程序，允许所有APP发送通知还从不清理）。
所以说，内存够不够用，和用户的玩机水平有一定关系。对普通用户而言，更大的内存则可以减少卡顿出现的几率。从这个角度来看，更大内存还是有意义的。总之，在国内Android系统没有统一完善的APP下载渠道（图13），没有严格针对流氓APP的审核和下架制度，任手机内存再大也存在卡顿的隐患。
看起来很悲剧？没办法，这就是事实。
对懂得合理利用内存优化管理机制的玩家而言，在预算有限的前提下内存是够用就好，8GB并非“刚需”。但是，对2017年的高端Android手机而言，8GB内存用户可以用不上，但作为新品却绝不能没有。所以你会发现，8GB内存从出现到普及的速度会变得更快，半年之后，2000元-2500元价位的8GB内存手机将一抓一大把。
所以，我们无需有任何心理负担。更大的内存是智能手机发展的必然趋势，而随着10nm工艺的成熟，8GB内存成本略高的问题也将得到缓解。让咱们一起欢庆手机进入8GB内存时代吧，也许更大的内存对你没用，但至少可以让更多人无需懂得优化手机系统的方法和原理，也能用起来更流畅和顺手。