کالبدشکافی آیفون ۱۲ مینی در آیسی‌مدار؛ معماری فشرده و چالش جا دادن 5G تو یک بدنه فسقلی

بعضی وقتا خفن‌ترین سخت‌افزارها تو کوچیک‌ترین بسته‌بندی‌ها عرضه می‌شن و آیفون 12 مینی دقیقا همین‌طوره. ما هر دو نسخه آمریکا و اروپا رو بررسی می‌کنیم تا هیچ تفاوت ریزی از چشممون دور نمونه. بریم ببینیم روی کاغذ چه مشخصاتی داره:

← پردازنده قدرتمند A14 Bionic به همراه موتور عصبی نسل چهارم.

← صفحه‌نمایش 5.4 اینچی Super Retina XDR OLED با رزولوشن 2340 در 1080 پیکسل و پشتیبانی از True Tone و HDR.

← سیستم دوربین دوگانه 12 مگاپیکسلی شامل لنز واید با دیافراگم ƒ/1.6 و اولترا‌واید با دیافراگم ƒ/2.4.

← حافظه داخلی تو ظرفیت‌های 64، 128 و 256 گیگابایت.

پشتیبانی کامل از شبکه‌های 5G (هر دو فرکانس زیر 6 گیگاهرتز و mmWave)، وای‌فای 6، بلوتوث 5.0 و تراشه باند فوق‌عریض (UWB).

پشتیبانی از شارژ بی‌سیم مگ‌سیف (MagSafe) با توان 12 وات.

← مقاومت در برابر آب و گردوغبار با استاندارد IP68 که می‌تونه تا عمق 6 متری رو به مدت 30 دقیقه تحمل کنه.

تو دورانی که گوشی‌ها هر روز بزرگ و بزرگ‌تر می‌شن، اپل تصمیم گرفت یه سر به گذشته بزنه و یه گوشی واقعا خوش‌دست و کوچیک تولید کنه.

چون ما تو آیسی‌مدار عاشق باز کردن همه نوع گوشی هستیم، یه صف از آیفون‌ها با سایزهای مختلف چیدیم. از چپ به راست: آیفون 4، آیفون SE 2020، آیفون 12 مینی، آیفون 12 معمولی و در نهایت آیفون 12 پرو مکس.

البته برگشتن به سایز کوچیک‌تر به این معنی نیست که جک 3.5 میلی‌متری هدفون هم برگشته! باید برای همیشه با این پورت دوست‌داشتنی خداحافظی کنیم.

یکی از نکات جالب تو طراحی 12 مینی، عدم تقارن سوراخ‌های اسپیکر تو لبه پایینیه. ظاهرا این گوشی کوچیک برای جا دادن خطوط آنتن به فضای بیشتری نیاز داشته و تقارن فدای عملکرد شده.

مثل بقیه اعضای خانواده آیفون 12، مدل‌های آمریکایی یه شیار مخصوص برای آنتن mmWave روی لبه کناری دارن، در حالی که نسخه‌های اروپایی چند تا علامت استاندارد حک‌شده روشون دیده می‌شه.

شاید طراحی آیفون‌ها در طول زمان عوض بشه، اما اون دو تا پیچ پنتالوب زیر گوشی همیشه پای ثابت ماجرا هستن. پیچ‌گوشتی مخصوص رو برمی‌داریم و بازشون می‌کنیم.

راستش رو بخوای این گوشی انقدر کوچیکه که حس می‌کنیم ابزارهامون براش خیلی بزرگن! شاید بد نباشه یه ست ابزار مینیاتوری هم برای اینجور گوشی‌ها بسازیم.

مثل برادرهای بزرگ‌ترش، نمایشگر آیفون 12 مینی هم با چسب‌های به‌شدت قدرتمندی به شاسی چسبیده. اما با کمی حرارت سشوار صنعتی و استفاده از کاپ‌های مکنده قوی، مقاومت این چسب‌ها رو می‌شکنیم. بعد از بریدن چسب‌های دور تا دور، نمایشگر دقیقا مثل آیفون 12 و 12 پرو از سمت راست به چپ باز می‌شه.

خب، کار جراحیمون تا اینجا عالی پیش رفت. بیا یه بازی "پیدا کردن اختلافات" راه بندازیم! در مقایسه با آیفون 12 معمولی، تو این مدل مینی تغییرات زیر رو می‌بینیم: به جای سه تا کابل فلت، فقط دو تا فلت برای اتصال نمایشگر وجود داره. باتری، موتور ویبره (Taptic Engine) و اسپیکر پایین حسابی آب رفتن و مینیاتوری شدن. بعضی از قطعات سیلیکونی مربوط به نمایشگر جابه‌جا شدن.

مجموعه سنسورهای بالایی که شامل اسپیکر مکالمه، Face ID و بقیه سنسورهاست، بازطراحی شده تا تو این خونه کوچیک‌تر راحت‌تر جا بشه.

این آیفون کوچولو تو بخش نمایشگر واقعا فراتر از انتظار ظاهر شده. یه پنل 5.4 اینچی OLED با رزولوشن عالی که روش با شیشه‌های مقاوم Ceramic Shield پوشونده شده.

این اولین باریه که می‌بینیم اپل از یه سیستم دوربین قدرتمند تو یه آیفون به این کوچیکی استفاده کرده. جا دادن این ماژول واقعا تحسین‌برانگیزه، مخصوصا اگه بدونیم هیچ قطعه دیگه‌ای قربانی نشده باشه.

تو آیفون 12 معمولی دیدیم که جای خالی سنسور لایدار رو با یه اسپیسر پلاستیکی پر کرده بودن، اما تو نسخه مینی اصلا فضایی برای این کارا وجود نداره و میلی‌متر به میلی‌مترش با قطعات پر شده.

دوربین مینی (تصویر چپ) دقیقا همون لنز واید با دیافراگم ƒ/1.6 و لنز اولترا‌واید با دیافراگم ƒ/2.4 رو داره که تو آیفون 12 (تصویر راست) می‌بینیم. لنز واید اینجا هم سیستم لرزش‌گیر اپتیکال (OIS) داره و عکس‌های اشعه ایکس هم این موضوع رو کاملا تأیید می‌کنن.

جا دادن این دوربین‌های بزرگ تو این شاسی کوچیک واقعا شاهکاره، اما احتمالا دودش تو چشم باتری رفته و باعث شده ظرفیتش کمتر بشه. با این حال نمی‌شه از این طراحی فشرده ایراد گرفت.

خبر خوب اینه که تو تست‌های ما، تعویض دوربین هیچ ارور یا مشکلی به وجود نیاورد و برخلاف داستان‌های عجیب آیفون 12 معمولی، اینجا تعویض دوربین بی‌دردسره.

با برداشتن اسپیکر، همون واشر لاستیکی نارنجی‌رنگ معروف سری 12 رو می‌بینیم که برای جلوگیری از ورود آب طراحی شده. با اینکه موتور ویبره تو نسخه‌های معمولی هم آب رفته بود، اما دیدن یه موتور ویبره به این کوچیکی تو مدل مینی بازم غافلگیرمون کرد. این موتور ویبره فسقلی ابعادش 15.14 در 10.9 در 3.44 میلی‌متره، یعنی 25 درصد کوچیک‌تر از موتور ویبره آیفون 12 و 12 پرو!

البته اپل از فضای خالی به‌دست‌اومده استفاده کرده و کابل و سوکت قوی‌تری برای این بخش در نظر گرفته.

قبلا حدس می‌زدیم شاید تو آیفون 12 و 12 پرو فضای کافی برای جک هدفون باشه، اما تو مدل مینی اصلا از این خبرا نیست. موتور ویبره و اسپیکر کیپ تا کیپ هم نشستن و هیچ فضای خالی‌ای نذاشتن.

پنس رو برمی‌داریم و چسب‌های زیر باتری رو می‌کشیم! این نوارهای چسب کشسان نسبت به ابعاد کوچیک باتری خیلی بزرگ به نظر می‌رسن، اما راحت کش میان و باتری رو آزاد می‌کنن.

ظرفیت این باتری کوچیک 8.57 وات‌ساعته. این مقدار از باتری 6.96 وات‌ساعتی آیفون SE 2020 بیشتره، اما کاملا قابل‌درکه که به باتری 10.78 وات‌ساعتی آیفون 12 معمولی نمی‌رسه.

با اینکه سه تا برادر بزرگ‌تر این گوشی از شارژ بی‌سیم 15 واتی پشتیبانی می‌کنن، مدل مینی به خاطر محدودیت‌های حرارتی فقط می‌تونه 12 وات انرژی رو به‌صورت بی‌سیم دریافت کنه.

البته اگه با کابل شارژش کنی، هر چهار تا مدل این خانواده از شارژ سریع 20 واتی پشتیبانی می‌کنن. ولی خب شارژ بی‌سیم همیشه راحت‌تره.

جالبه بدونی کانکتور این باتری دقیقا هم‌سایز کانکتور باتری آیفون 12 پرو مکسه، اما خب واضحا اون باتری غول‌پیکر تو این شاسی جا نمی‌شه!

بعد از یه استراحت کوتاه برگشتیم! حالا نوبت اینه که با کمک عکس‌های جذاب اشعه ایکس، یه نگاه دقیق‌تر به قطعات داخلی بندازیم. تو این عکس‌ها بخش‌های تیره نشون‌دهنده قطعات متراکم و معمولا مغناطیسی گوشی هستن که شامل این موارد می‌شن: آهنرباهای لرزش‌گیر اپتیکال (OIS) دوربین پایین، اسپیکر مکالمه، اسپیکر اصلی و البته اون موتور ویبره کوچولو.

اما جالب‌ترین نکته اینه که حلقه مگ‌سیف هم یه جورایی مینیاتوری شده و تغییر شکل داده.

ابعاد استاندارد حلقه مگ‌سیف برای این گوشی فسقلی خیلی بزرگ بود، واسه همین اپل مجبور شده لبه‌های راست و چپ این دایره مغناطیسی رو یه مقدار صاف و برش‌خورده طراحی کنه تا تو قاب جا بشه.

اما اون نقاط متراکم و تیره تو بخش سنسورهای بالایی چیه؟ وقتشه دقیق‌تر بررسیشون کنیم.

تو نسخه آمریکایی این گوشی، کنار مجموعه دوربین Face ID یه قطعه اضافی وجود داره که نسخه اروپایی فاقد اونه.

تو کالبدشکافی آیفون 12 معمولی هم این مربع‌های مرموز رو دیده بودیم. این قطعه دقیقا تو یه فضای دنج بین ماژول‌های دوربین Face ID نشسته؛ همون جایی که تو آیفون‌های قدیمی سنسور نور محیط قرار داشت.

نبود این قطعه تو نسخه اروپایی نشون می‌ده که این احتمالا یه آنتن سوم برای شبکه mmWave هست (هرچند ظاهرش شبیه آنتن‌هایی که می‌شناسیم نیست). سعی کردیم با اشعه ایکس رازش رو برملا کنیم، اما بازم چیزی مشخص نشد.

آدم پیش خودش فکر می‌کنه شاید مهندسای اپل کلی زحمت کشیدن تا سنسور نور محیط رو کوچیک‌تر کنن و این فضای خالی رو برای قرار دادن این آنتن مرموز باز کنن!

مادربرد مثل بقیه اعضای خانواده سری 12 رفته سمت چپ گوشی تا فضای کافی برای لنزهای بزرگ دوربین تو سمت راست باز بشه.

حواست باشه! تو نسخه آمریکایی یه فلت مربوط به آنتن mmWave زیر مادربرد لحیم شده. اگه داری بازش می‌کنی، یهو برد رو نکشی که فلت پاره می‌شه. ما این فلت رو از قبل لحیمش رو باز کردیم.

حالا که مادربردها رو درآوردیم، بیا این بردهای ساندویچی رو بررسی کنیم. تو این عکس‌ها، نسخه آمریکایی بالا و نسخه اروپایی پایین قرار داره. اول از شباهت‌ها بگیم؛ نیمه بالایی هر دو مادربرد کاملا یکسانه و چیپ‌های یکدستی روی هر دو طرفشون چیده شده.

اما نیمه پایینی بردها داستان جذاب‌تری داره. اینجا دقیقا جاییه که نسخه آمریکایی برای پشتیبانی از تکنولوژی mmWave به قطعات بیشتری مجهز شده:

← یه سوکت اضافی که به همون آنتن جلویی mmWave تو مرحله قبل متصل می‌شه.

← ماژول گیرنده mmWave ساخت شرکت Murata مدل 1XR-482.

← آیسی فرکانس میانی کوالکام SMR526 که در کنار مودم 5G کار می‌کنه.

← یه آنتن دیگه برای شبکه mmWave که مستقیم روی خود برد قرار گرفته.

یه کابل فلت لحیم‌شده که برد رو به آنتن mmWave روی لبه فریم وصل می‌کنه.

بعد از بررسی تفاوت‌ها، بریم سراغ چیپ‌های اصلی روی برد نسخه آمریکایی که اکثرا برامون آشنا هستن:

← مغز متفکر گوشی یعنی پردازنده Apple APL1W01 A14 Bionic که زیر رم 4 گیگابایتی LPDDR4 شرکت Micron پنهان شده.

← احتمالا تراشه باند فوق‌عریض (UWB) که شبیه به چیپ‌های USI تو بقیه آیفون‌هاست.

← آیسی کنترلر شارژ بی‌سیم ساخت STMicroelectronics.

← حافظه داخلی 64 گیگابایتی از نوع NAND Flash.

فرستنده و گیرنده شبکه‌های 5G و LTE کوالکام.

سیستم مودم فرکانس رادیویی 5G کوالکام و آیسی فرکانس میانی SMR526.

← آیسی مدیریت تغذیه اپل مدل APL1094.

شناسایی چیپ‌های روی برد پردازنده همچنان ادامه داره:

← آیسی شارژ باتری لیتیوم‌یونی ساخت Texas Instruments.

← تقویت‌کننده صدای مونو Apple/Cirrus Logic.

← کدک صوتی ناشناخته از Apple/Cirrus Logic.

← مولتی‌پلکسر پورت نمایشگر از شرکت NXP.

آیسی مدیریت تغذیه نمایشگر ساخت سامسونگ.

تراشه مدیریت تغذیه اختصاصی اپل.

← درایور ال‌ای‌دی ساخت Texas Instruments.

حالا نگاهی به قطعات مخابراتی روی برد نسخه آمریکایی می‌ندازیم:

← ماژول گیرنده جلویی mmWave از Murata.

← ماژول‌های دریافت تنوع سیگنال ساخت Murata و Skyworks.

← ماژول وای‌فای و بلوتوث USI.

← آیسی مدیریت تغذیه کوالکام PMX55.

تقویت‌کننده توان بالا و میانی Avago 8200.

تقویت‌کننده‌های توان Skyworks.

← چیپ Broadcom BCM15960A0.

و در نهایت چند تا قطعه مهم دیگه که روی برد پیدا کردیم:

← شتاب‌سنج ناشناخته از برند Bosch Sensortec.

← مبدل DC-DC باتری از Texas Instruments.

← رگولاتور ولتاژ 120 میلی‌آمپری Maxim.

← میکروکنترلر امنیتی STMicroelectronics.

تراشه تنظیم سیگنال کوالکام (Envelope Tracker).

دیگه رسیدیم به قطعاتی که ته قاب شاسی جا مونده بودن. چند تا کابل فلت، آنتن‌ها، میکروفون‌ها، ماژول فلش دوربین و مجموعه پورت لایتنینگ رو درآوردیم. آخرین قطعه‌ای هم که از شاسی جدا شد، کویل شارژ مگ‌سیف و دکمه‌های ولوم بود.

شاید برات جالب باشه بدونی چون این گوشی خیلی کوتاهه، کویل شارژش با بعضی از استندهای شارژ بی‌سیم ایستاده هم‌راستا نمی‌شه و ممکنه تو شارژ شدنش به مشکل بخوری!

آیفون 12 مینی یه گوشی کوچیک با آرزوهای بزرگه. با توجه به تفاوت ابعادش با بقیه آیفون‌های امسال، دیدن این معماری داخلی و شباهت زیادش به نسخه‌های بزرگ‌تر واقعا شگفت‌زده‌مون کرد.

مینیاتوری کردن قطعاتی مثل اسپیکر و موتور ویبره باعث شد اپل بتونه یه مقدار فضا ذخیره کنه، اما بازم ظرفیت باتری تا حدی فدای این ابعاد فشرده شد.

نقطه مقابل این فسقلی، آیفون 12 پرو مکسه که تو کالبدشکافی اونم می‌تونی ببینی مهندسی تو ابعاد غول‌پیکر چطور انجام شده.

حالا وقتشه بریم سراغ نمره تعمیرپذیری و ببینیم این کوچولو چقدر خوش‌تعمیره.

آیفون 12 مینی تو مقیاس تعمیرپذیری ما تونست نمره 6 از 10 رو بگیره (عدد 10 یعنی راحت‌ترین حالت برای تعمیر):

← تعویض صفحه‌نمایش و باتری که رایج‌ترین تعمیرات هستن، به خوبی تو طراحی در نظر گرفته شدن و راحت انجام می‌شن.

← اکثر قطعات مهم طراحی ماژولار دارن و می‌شه مستقل از بقیه عوضشون کرد.

← استفاده از پیچ‌های عجیب و غریب (مثل پنتالوب و استندآف) کار رو کمی سخت می‌کنه، اما بازم از چسب‌کاری‌های وحشتناک و غیرقابل‌بازگشت بهتره.

← چسب‌های ضدآب قوی، باز کردن گوشی رو کند و پرریسک می‌کنن، اما در عوض جلوی خرابی‌های پرهزینه ناشی از آب‌خوردگی رو می‌گیرن.

← شیشه پشتی گوشی به‌شدت حساسه و تعویضش منطقی نیست؛ چون اگه بشکنه، برای عوض کردنش باید کل شاسی دستگاه رو تعویض کنی که یه کابوس به تمام معناست! این بود داستان کالبدشکافی کوچیک‌ترین عضو خانواده سری 12. دیدن این همه تکنولوژی پیشرفته تو یه شاسی به این کوچیکی واقعا نشون‌دهنده قدرت مهندسی اپله. امیدوارم از این بررسی اختصاصی تو آیسی‌مدار لذت برده باشی. اگه تو هم عاشق کشف کردن دنیای پیچیده سخت‌افزارها هستی، حتما این مطلب رو برای دوستای خوره تکنولوژیت بفرست تا اونا هم از دیدن داخل این فسقلی قدرتمند شگفت‌زده بشن!