معماری متفاوت آنتن و حذف سیم‌کارت؛ کالبدشکافی آیفون ۴ نسخه ورایزن

نسخه ورایزن آیفون 4 بالاخره روی میز جراحی ماست. شاید نتونیم اینجا باهاش تماسی بگیریم، اما مطمئنیم که سخت‌افزارش برای ارتباط پایدار تو شبکه CDMA طراحی شده. اگه به قاب پشتی نگاه کنی، می‌بینی که خبری از اون لوگوی هشدار سطل زباله که می‌گفت گوشی رو تو سطل آشغال نندازید، نیست.

این لوگوها معمولا مربوط به قوانین کشورهای اروپایی و استاندارد WEEE هستن. چون مدل CDMA تو کشورهایی که این نمادها رو اجباری کردن فروخته نمی‌شه، اپل هم اون‌ها رو از پشت گوشی حذف کرده.

شماره مدل پشت گوشی هم از A1322 به A1349 تغییر کرده. این تقریبا تنها نشونه ظاهریه که بهمون می‌گه با نسخه ورایزن طرفیم؛ جالب اینجاست که هیچ لوگویی از خود شرکت ورایزن روی بدنه حک نشده.

تغییرات ظاهری دیگه‌ای هم وجود داره که مستقیما به طراحی متفاوت آنتن تو این نسخه CDMA برمی‌گرده.

فناوری CDMA در واقع یه استاندارد ارتباطیه. وقتی می‌گیم گوشی CDMA است، یعنی از شبکه‌های 3G استفاده می‌کنه که روی این بستر کار می‌کنن. تفاوتش با GSM بیشتر تو نحوه استفاده از فرکانس‌هاست که برای طراحان مدار فرکانس رادیویی اهمیت زیادی داره. تو آمریکا اپراتورهایی مثل اسپرینت و ورایزن از CDMA استفاده می‌کنن، در حالی که بقیه روی همون استاندارد آشنای GSM هستن.

تو سطح جهانی، GSM خیلی محبوب‌تره، اما CDMA هم هنوز تو حدود 40 کشور به خصوص تو آسیا حسابی استفاده می‌شه و شبکه‌های بزرگی داره.

اولین چیزی که خیلی به چشم میاد، حذف شدن کامل درگاه سیم‌کارته. تو مدل‌های قبلی، خشاب سیم‌کارت تنها بخشی بود که کاربر می‌تونست خودش بازش کنه، اما حالا معماری جوری شده که هیچ قطعه‌ای بدون ابزار در دسترس نیست.

اضافه شدن یه بریدگی جدید روی نوار آنتن سمت راست گوشی، نتیجه مستقیم همین کوچ کردن از GSM به CDMA است. چون فرکانس کاری آنتن دقیقا به اندازه و شکل فیزیکیش بستگی داره، اپل مجبور شده کل سیستم آنتن‌دهی رو از نو طراحی کنه.

تو نسخه معمولی آیفون 4، سه تا آنتن با شکل‌های مختلف وجود داره که ارتباطات مخابراتی رو روی فرکانس‌های متنوع مدیریت می‌کنن.

اما تو این نسخه، چهار بخش آنتن داریم؛ دو تا قطعه U شکل تو بالا و پایین و دو تا نوار صاف در کناره‌ها که فقط روی فرکانس‌های 800 و 1900 مگاهرتز کار می‌کنن.

البته هر دو نسخه گوشی برای بلوتوث و وای‌فای از فرکانس 2.4 گیگاهرتز و برای جی‌پی‌اس از فرکانس 1.575 گیگاهرتز استفاده می‌کنن. طراحی جدید آنتن شاید برای بهبود عملکرد امواج رادیویی و جلوگیری از افت سیگنال در حالت‌های خاص در نظر گرفته شده باشه.

همون‌طور که انتظار می‌رفت، اپل برای بستن این گوشی از پیچ‌های بسیار ریز پنج‌سو (Pentalobe) استفاده کرده. اول باید با یه پیچ‌گوشتی مخصوص این پیچ‌های زیر گوشی رو با دقت باز کنی. مراقب باش پیچ‌ها هرز نشن چون به شدت ظریف هستن.

بعد از باز کردن پیچ‌ها، قاب پشتی خیلی راحت و کشویی به سمت بالا حرکت می‌کنه و جدا می‌شه. با برداشتن قاب، نمای کلی داخل گوشی مشخص می‌شه. راستش اولش انتظار داشتیم یه تغییر فوق‌العاده عجیب ببینیم، اما طراحی کلی خیلی آشناست.

با یه نگاه سریع، شاید همه‌چیز شبیه نسخه قبلی به نظر برسه، اما قطعا یکی نیستن. تو عکس‌ها، آیفون نسخه ورایزن سمت چپ قرار داره.

اپل موتور ویبره چرخشی و وزنه‌دار رو که تو گوشه گوشی بود حذف کرده و یه ویبراتور با طراحی کاملا جدید گذاشته که حالا نزدیک کانکتور باتری قرار گرفته. همچنین می‌تونی بریدگی جدید آنتن رو که جاش تغییر کرده، به وضوح تو تصویر دوم ببینی.

قاب‌های پشتی هر دو نسخه خیلی شبیه به هم هستن، اما خارهای اتصالشون فرق داره و نمی‌تونی اون‌ها رو جای هم استفاده کنی. معماری داخلی این دو مدل نشون می‌ده که چطور یک پلتفرم رو می‌شه برای دو استاندارد مخابراتی کاملا متفاوت شخصی‌سازی کرد. طراحی فشرده قطعات ثابت می‌کنه که مهندس‌ها از هر میلی‌متر فضای داخل گوشی بهینه‌ترین استفاده رو بردن.

حالا که تفاوت‌های اولیه رو دیدیم، بریم سراغ باز کردن قطعات اصلی و ببینیم زیر این لایه‌ها چه خبره.

وقتی به باتری می‌رسیم، درآوردنش خیلی راحته. این باتری همون ظرفیت 5.25 وات‌ساعتی رو داره، اما شماره مدلش (616-0520) تغییر کرده. جالب اینجاست که باتری جدید کمی هم سبک‌تر شده و وزنش از 26.9 گرم به 25.6 گرم کاهش پیدا کرده.

حالا وقتشه که کابل آنتن وای‌فای رو جدا کنیم.

برای اینکه فضای کافی برای جدا کردن آنتن وای‌فای داشته باشی، اول باید پین اتصال به زمین (Ground) رو برداری. اپل این پین رو از زیر کانکتور باتری جابه‌جا کرده که همین کار، تعویض باتری رو نسبت به قبل راحت‌تر کرده.

تراشه و آنتن وای‌فای شاید تنها بخش‌های رادیویی باشن که تغییری نکردن. برد همچنان از چیپ Broadcom BCM4329 استفاده می‌کنه و ساختار آنتن هم دقیقا همون چیزیه که تو نسخه GSM دیده بودیم.

بعد از این مراحل، محفظه اسپیکر و مجموعه آنتن سلولی خیلی راحت و بدون دردسر از جاشون خارج می‌شن.

با برداشتن یه شیلد فلزی محافظ، دریایی از کانکتورهای ریز و درشت روی مادربرد نمایان می‌شه. خوشبختانه هیچ‌کدوم از این کانکتورها قلق خاص و پیچیده‌ای برای باز شدن ندارن. فقط باید با یه اسپاجر پلاستیکی زیرشون بندازی و خیلی نرم بلندشون کنی تا آسیبی به پایه‌ها نرسه.

حالا مادربرد یا همون لاجیک‌برد گوشی کاملا آزاده و می‌تونی اون رو به آرومی از روی شاسی اصلی آیفون بلند کنی.

برد آیفون 4 ورایزن تو تصویر بالا قرار گرفته.

با اینکه ابعاد و فرم کلی برد یکیه، اما چیدمان قطعات کاملا فرق داره. مهم‌ترین تفاوت، نبودن شیار سیم‌کارته که فضای خیلی زیادی رو روی برد آزاد کرده. به زودی شیلدهای محافظ الکترومغناطیسی (EMI) رو برمی‌داریم تا آیسی‌های زیرش رو بررسی کنیم.

اپل از پدهای لاستیکی سفارشی بین تراشه‌ها و شیلدها استفاده کرده؛ این کار احتمالا برای جلوگیری از تداخل امواج بین مدارهای آنالوگ و دیجیتال انجام شده.

برای شناسایی دقیق این چیپ‌ها از منابع تخصصی کمک گرفتیم تا ببینیم اپل چه سخت‌افزاری رو روی این برد پیاده کرده.

روی سطح رویی مادربرد نسخه ورایزن، قطعات مهمی چیده شدن:

← پردازنده مرکزی قدرتمند Apple A4.

← آیسی مدیریت تغذیه ساخت کوالکام با شماره مدل PM8028.

← تراشه مدیریت توان Dialog D1815A (که با برند خود اپل و شماره 338S087 مارک خورده).

← کنترلر صفحه لمسی ساخت تگزاس اینسترومنتس (شماره 343S0499) که نسبت به نسخه‌های قبلی ارتقا پیدا کرده.

← ماژول تقویت‌کننده توان Skyworks SKY77711-4 مخصوص شبکه‌های CDMA/PCS.

و یک ماژول تقویت‌کننده دیگه از Skyworks (SKY77710-4) برای ارتباط دوگانه CDMA/AMPS.

وقتی لاجیک‌برد رو برمی‌گردونیم، در سمت پشتی هم تراشه‌های مهمی منتظر ما هستن:

← تراشه مودم کوالکام MDM6600 که قلب ارتباطات این گوشیه.

← حافظه 16 گیگابایتی NAND Flash ساخت شرکت توشیبا (TH58NVG7D2FLA89).

← یک آیسی دیگه از توشیبا با شماره Y890A111222KA.

← ماژول RS KMOD16104 با لوگوی شرکت Murata. حدس می‌زنیم این پکیج شامل همون تراشه وای‌فای و بلوتوث Broadcom BCM4329 باشه.

دلیل این حدسمون اینه که تو مدل‌های قبلی هم دقیقا همین ساختار رو دیدیم و شرکت‌های Murata و Broadcom همیشه تو زمینه فرکانس رادیویی با هم همکاری نزدیکی دارن.

حالا بریم سراغ مغز متفکر آیفون و سنسورهای حیاتیش:

← روی پردازنده A4 مارک‌های N31BNPZ5 APL0398 339S0123 دقیقا در مرکز چاپ شده.

← شتاب‌سنج سه‌محوره ساخت شرکت ST Micro با شماره 2052 33DH.

← ژیروسکوپ سه‌بعدی AGD8 (L3G4200D) باز هم از شرکت ST Micro.

یک چیپ کنترلر با شماره 10C0 047A 0315.

← کدک صوتی Cirrus Logic 338S0589 که اپل برند خودش رو روش زده.

جالبه که نزدیک لبه مادربرد یه سری پدهای لحیم‌کاری بدون استفاده وجود داره. این پدها معمولا تو کارخونه برای تست و عیب‌یابی در مراحل توسعه استفاده می‌شن.

← آیسی مدیریت تغذیه کوالکام PM8028 به صورت هماهنگ با مودم MDM6600 کار می‌کنه تا ارتباط دیتای بی‌سیم گوشی برقرار بشه.

← آیسی مدیریت توان Dialog در یک پکیج با لوگوی اپل و لیبل 338S0876 قرار گرفته.

← تراشه Avago A2FIO46 که در مدار رادیویی نقش داره.

← تقویت‌کننده‌های توان اسکای‌ورکس (SKY77711 و SKY77710) که سیگنال‌ها رو برای ارسال به آنتن تقویت می‌کنن.

شاید تو عکسا خیلی مشخص نباشه، اما این چیپ‌ها به شدت ریز هستن. بدون یه لنز ماکروی خوب و لوپ‌های ذره‌بین‌دار، خوندن این شماره‌ها تقریبا غیرممکنه!

← چیپ کوالکام MDM6600 از سرعت دیتای HSPA+ تا 14.4 مگابیت بر ثانیه و استاندارد CDMA2000 پشتیبانی می‌کنه.

معماری این تراشه به قدری پیشرفته است که می‌تونه چندین باند فرکانسی رو همزمان مدیریت کنه.

جالب‌ترین نکته اینه که این دقیقا همون چیپ‌ستی هست که تو گوشی Droid Pro استفاده شده و از هر دو شبکه GSM و CDMA پشتیبانی می‌کنه! یعنی اپل از نظر سخت‌افزاری می‌تونست قابلیت GSM رو هم تو این گوشی فعال نگه داره.

پس چرا این کار رو نکرد؟ احتمالا طراحی آنتن برای یه گوشی که فقط CDMA باشه خیلی راحت‌تر بوده. این مدل فقط از دو باند فرکانسی پشتیبانی می‌کنه، در حالی که نسخه GSM باید پنج باند مختلف رو مدیریت کنه. البته بدون داشتن درگاه سیم‌کارت، عملا امکان استفاده از این گوشی تو شبکه‌های جهانی وجود نداشت.

اما برسیم به یه تغییر بزرگ! موتور ویبره آیفون 4 تو این مدل کلا زیر و رو شده.

اپل به جای استفاده از موتورهای چرخشی قدیمی با وزنه نامتقارن، تو نسخه ورایزن از یه ویبراتور نوسانی خطی (Linear Oscillating) استفاده کرده. با بررسی فناوری به کار رفته، حدس می‌زنیم که این قطعه ساخت سامسونگ باشه.

بررسی‌های سخت‌افزاری نشون می‌ده که این موتور جدید لرزش نرم‌تر و کم‌صداتری داره و وقتی گوشی رو میز باشه، صدای وزوز آزاردهنده‌ای تولید نمی‌کنه.

تو نگاه اول، مجموعه صفحه‌نمایش کاملا شبیه به نسخه GSM آیفون 4 به نظر می‌رسه.

اما با بررسی دقیق‌تر متوجه می‌شیم که محل قرارگیری زبانه‌ها و پایه‌های نصب روی فریم به شدت تغییر کرده. این یعنی نمایشگرهای این دو مدل اصلا با هم سازگار نیستن و نمی‌تونی ال‌سی‌دی مدل GSM رو روی این گوشی بندازی. نمایشگر نسخه ورایزن تو عکس دوم سمت چپه.

این تغییرات نشون می‌ده که طراحی شاسی همگام با معماری جدید آنتن‌ها تغییرات اساسی داشته.

امتیاز تعمیرپذیری آیفون 4 نسخه ورایزن: 6 از 10 (عدد 10 یعنی راحت‌ترین حالت برای تعمیر).

← بدنه آیفون 4 بیشتر با پیچ بسته شده تا چسب و خار، که این یه نکته مثبت برای باز کردنشه.

← تعویض قاب پشتی و باتری، اگه پیچ‌گوشتی مخصوصش رو داشته باشی، به شدت آسون و بی‌دردسره.

← استفاده اپل از پیچ‌های عجیب پنج‌سو (Pentalobe) فقط برای این بوده که دسترسی کاربر رو به داخل گوشی محدود کنه.

← ال‌سی‌دی و شیشه جلویی به هم پرس شدن؛ یعنی اگه شیشه بشکنه، هزینه تعمیرش خیلی بالا می‌ره چون باید کل پنل رو عوض کنی.

← موقع باز کردن گوشی، چربی دستت می‌تونه روی نقاط اتصال به زمین (Ground) آنتن تاثیر منفی بذاره؛ پس حتما برای کار روی این مدل باید دستکش بپوشی.