کالبدشکافی پیکسل 4 XL: راز رادار سولی و طراحی متفاوت گوگل

قبل از اینکه دل و روده این گوشی رو بیرون بریزیم، بیایید یه نگاهی به مشخصات فنی جذابی که گوگل برای این مدل در نظر گرفته بندازیم:

← صفحه نمایش 6.3 اینچی OLED با رزولوشن QHD+ (3040 x 1440) و نرخ تازه‌سازی متغیر تا 90 هرتز.

← پردازنده هشت هسته‌ای 64 بیتی Qualcomm Snapdragon 855 که با 6 گیگابایت رم LPDDR4X همراه شده.

← دوربین پشتی دوگانه شامل یک لنز 12.2 مگاپیکسلی واید و یک لنز 16 مگاپیکسلی تله‌فوتو، به همراه دوربین سلفی 8 مگاپیکسلی.

← حافظه داخلی 64 گیگابایتی (نسخه 128 گیگابایتی هم موجوده).

استاندارد IP68 برای مقاومت در برابر نفوذ آب و گردوغبار.

سیستم‌عامل اندروید 10 که روی این دستگاه به صورت پیش‌فرض نصبه.

طراحی داخلی این نسل نسبت به گوشی‌های پیکسل 2 و 3 کاملا تغییر کرده و گوگل از یه چیدمان کاملا متفاوت و مهندسی جدید برای قرار دادن قطعات استفاده کرده.

وقتی این مدل جدید رو کنار پیکسل 3 ایکس‌ال سفیدرنگ سال گذشته می‌ذاریم، چند تا تغییر ظاهری خیلی مهم به چشم میاد. مهم‌ترین تغییر، حذف شدن یکی از شبکه‌های اسپیکر جلویی و سنسور اثر انگشت فیزیکی در پشت گوشیه. اسپیکر جدید با اینکه همچنان استریو هست، اما مثل آیفون‌ها صدا رو از لبه پایینی به بیرون پرتاب می‌کنه. خشاب سیم‌کارت هم جابه‌جا شده تا احتمالا فضای کافی برای همین چیدمان جدید اسپیکر پایینی باز بشه.

گوگل در حالی که همه شرکت‌ها دارن با سرعت حاشیه‌های نمایشگر و بریدگی (Notch) رو حذف می‌کنن، بی‌خیال این رقابت شده و یه حاشیه کامل و ضخیم بالای گوشی گذاشته.

البته این فضای خالی بی‌دلیل نیست! گوگل اونجا رو پر از سخت‌افزارهای تشخیص چهره مادون قرمز، دوربین سلفی واید و اون رادار جذاب و جدید سولی کرده.

این تغییرات ظاهری نشون میده که تمرکز اصلی این نسل روی فناوری‌های پیشرفته بیومتریک و ژست‌های حرکتی بدون لمس متمرکز شده.

برای شروع باز کردن گوشی، اول از همه باید سراغ قاب پشتی بریم. با استفاده از هیتر، لبه‌های قاب رو حسابی گرم می‌کنیم تا چسب‌های قدرتمند ضدآب نرم بشن.

خوشبختانه چسبی که گوگل استفاده کرده نازکه اما همچنان مقاومت بالایی داره. باز کردن این چسب خیلی بهتر از سر و کله زدن با چسب‌های ضخیم و بدقلق نسل‌های قبلیه.

چون سنسور اثر انگشت فیزیکی حذف شده، امیدوار بودیم موقع باز کردن قاب هیچ فلتی سر راهمون نباشه؛ اما باید مراقب باشی! یه کابل فلت خیلی کوتاه، قطعات روی قاب پشتی مثل فلش، میکروفون و سنسور طیفی رو به برد وصل می‌کنه. پس قاب رو یهو بالا نکش.

نکته مثبت اینجاست که سیم‌پیچ شارژ بی‌سیم و NFC که روی قاب پشتی قرار دارن، با پین‌های فنری (Spring contacts) به مادربرد متصل میشن و نیازی به باز کردن کانکتور فیزیکی ندارن.

همین اتصال فنری یعنی چسب قاب پشتی باید به شدت محکم باشه تا این پین‌ها همیشه اتصالشون رو با برد حفظ کنن؛ در غیر این صورت مدار شارژ بی‌سیم کار نمی‌کنه.

حالا نوبت باز کردن پیچ‌هاست. پیچ‌گوشتی تورکس T3 رو برمی‌داریم و شروع می‌کنیم به باز کردن دونه‌دونه پیچ‌های داخلی دستگاه.

برای درآوردن باتری، گوگل از نوارهای چسبی کششی (Pull-tab) استفاده کرده که معمولا کار تعمیر رو راحت‌تر می‌کنن. اما مشکل اینجاست که زاویه کشیدن این چسب‌ها خیلی محدوده و اگه مراقب نباشی به راحتی پاره میشن. برای داشتن فضای کافی، اول باید مادربرد رو دربیاری که خودش چند مرحله کار اضافه‌ست.

ما با کمی حوصله، استفاده از مقداری الکل ایزوپروپیل و یه اهرم پلاستیکی، باتری رو به آرومی و بدون آسیب دیدن از سر جاش خارج کردیم.

اما مراقب باش! زیر باتری یه تله خطرناک وجود داره: فلت مربوط به قابلیت Active Edge (حسگر فشار لبه‌های گوشی) دقیقا از زیر باتری رد شده و اگه موقع اهرم کردن بی‌دقتی کنی، خیلی راحت پاره میشه.

ظرفیت این باتری 14.24 وات‌ساعت (3700 میلی‌آمپر ساعت در ولتاژ 3.85) است. با اینکه از نسل قبل بزرگتره، اما هنوز به پای باتری‌های غول‌پیکر رقبای خودش تو بازار نمی‌رسه.

برای رسیدن به مادربرد مجبوریم چند تا براکت و شیلد فلزی رو برداریم. اما وقتی به این تراشه‌های جذاب می‌رسیم، می‌بینیم که ارزشش رو داشت:

← 6 گیگابایت حافظه رم LPDDR4X ساخت شرکت Micron که دقیقا روی پردازنده Qualcomm Snapdragon 855 سوار شده.

← حافظه داخلی 64 گیگابایتی UFS ساخت شرکت SK hynix.

← یه رم مرموز از سامسونگ با کد K4U4E3S4AF-HGCJ که احتمالا حافظه اختصاصی برای هسته پردازش عصبی (Neural Core) گوگله که زیر همین تراشه پنهان شده.

← تراشه امنیتی معروف گوگل به نام Titan M با کد Pixel H1C2M3.

پردازنده صوتی چهار هسته‌ای ساخت شرکت Knowles که برای پردازش‌های صوتی همزمان و زنده (Live) تو دستگاه قرار داده شده.

ماژول Murata SS9709025 برای ارتباطات بی‌سیم.

← قطعه Avago AFEM-9106 که به احتمال زیاد یک ماژول فرانت‌اند (Front-end) مخابراتیه.

حالا بیایید نگاهی به پشت مادربرد بندازیم ببینیم اونجا چه خبره:

← ماژول فرانت‌اند ساخت شرکت Skyworks.

← تراشه ردیابی پوشش (Envelope Tracker) از کوالکام.

← تراشه‌های مدیریت انرژی (PMIC) کوالکام مدل‌های PM8150 و PM8150A.

← کنترلر NFC ساخت شرکت STMicroelectronics.

تراشه مدیریت انرژی Maxim MAX77826.

قطعه XSPT6 SMC85201 Z.

← آمپلی‌فایر صوتی Cirrus Logic CS35L36CWZ.

تو این مرحله دقیق‌تر میشیم روی آیسی‌ها و قطعات روی برد:

← مبدل آنالوگ به دیجیتال 24 بیتی و 6 کاناله Maxim Integrated MAX11261.

← گیرنده 15 واتی شارژ بی‌سیم Renesas (شناخته شده با نام قبلی IDT) مدل P9221-R.

← درایور موتور ویبره و بازخورد لمسی (Haptic) Cirrus Logic CS40L25.

← یک آمپلی‌فایر صوتی دیگه از نوع Cirrus Logic CS35L36CWZ.

آیسی مدیریت تغذیه کوالکام PM8150S.

تراشه‌ای که به احتمال زیاد مربوط به شارژ بی‌سیم سامسونگ با کد S2MPG01 است.

← آرایه سیگنال ترکیبی از شرکت Dialog Semiconductor.

بخش مخابراتی و آنتن‌دهی این مادربرد هم پر از تراشه‌های تخصصیه:

← فرستنده و گیرنده امواج رادیویی (Transceiver) کوالکام SDR8150.

← ماژول فرانت‌اند Skyworks SKY78215-11.

← آمپلی‌فایر قدرت برای شبکه‌های GSM/GPRS/EDGE از Skyworks مدل SKY77365-11.

← ماژول دریافت دایورسیتی Skyworks SKY13726-11 برای باندهای مختلف.

ماژول دریافت MIMO از Skyworks با کد SKY13727-11.

یک ماژول دریافت دایورسیتی دیگه از Skyworks با کد SKY53735-11.

در نهایت، سنسورها و سوییچ‌های باقی‌مونده روی برد رو بررسی می‌کنیم:

← فیلتر حالت مشترک ON Semiconductor به همراه محافظ تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل EMI8031MUTAG.

← سوییچ آنالوگ چهار کاناله Texas Instruments TS3A5018.

← سوییچ آنالوگ تایپ سی ON Semiconductor FSUSB242UCX.

← سنسور فشار هوا (بارومتر) Bosch Sensortec BMP380.

شتاب‌سنج و ژیروسکوپ 3 محوره STMicroelectronics LSM6DSR.

مغناطیس‌سنج 3 محوره STMicroelectronics LIS2MDL.

یه نکته جالب! ما اون رم مرموز سامسونگ که تو مراحل قبل بهش اشاره کردیم رو برداشتیم و زیرش یه آیسی جدید پیدا کردیم. این قطعه به احتمال زیاد همون سیلیکون اختصاصی گوگله، اما مارک و نوشته‌هاش برامون کاملا ناآشناست.

باید بیشتر روی این قطعه تحقیق بشه تا بفهمیم دقیقا چیه و چطور کار می‌کنه. اگر تو اطلاعات بیشتری داری، خوشحال میشیم بدونی. نوشته‌های هک‌شده روی این پکیج تراشه به این شکله: عبارت S4LV001A01 NGWF6YY5 1930 که به احتمال خیلی زیاد همون هسته پردازش عصبی (Neural core) مشترک بین گوگل و سامسونگه.

دوربین‌های دوگانه پشتی به صورت یه ماژول یکپارچه از جاشون بیرون میان. گوگل خیلی تمیز روی فلت‌ها کلمه واید (Wide) و تله (Tele) رو نوشته تا کار شناسایی برای تعمیرکارها راحت بشه.

شاید روی کاغذ سنسور 16 مگاپیکسلی تله‌فوتو بهتر از 12.2 مگاپیکسلی واید به نظر برسه، اما تو دنیای واقعی، سنسور واید به خاطر دیافراگم بازتر و پیکسل‌های بزرگ‌تر (1.4 میکرومتر)، کیفیت تصویر بسیار بهتری بهت میده.

حالا نوبت سنسورهای جلوییه. دوربین سلفی 8 مگاپیکسلی و سخت‌افزار باز کردن قفل با چهره رو خارج می‌کنیم (البته سنسور نور محیط فعلا روی نمایشگر باقی می‌مونه).

سیستم بیومتریک این گوشی از دو تا دوربین مادون قرمز (NIR) که با فاصله از هم قرار گرفتن، یک ساطع‌کننده نور مادون قرمز و یک پروژکتور نقطه‌ای تشکیل شده.

اما سوال اصلی اینجاست: پس چیپ رادار سولی کجاست؟ گوگل دقیقا کجا قایمش کرده؟

در قدم بعدی یک مجموعه قطعات رو از بالای قاب درمیاریم که شامل اسپیکر مکالمه، میکروفون، سنسور نور محیط (AMS TMD3702VC) و در نهایت همون چیپ معروف سولی (Soli) میشه! همون قطعه‌ای که حرکات دست رو پردازش می‌کنه. گوگل به این فناوری جذاب که بر پایه رادار کار می‌کنه، اسم Motion Sense داده.

با اینکه تکنولوژی رادار سال‌هاست استفاده میشه و روی کاغذ سادست، اما اینکه گوگل چطور تونسته کل این سیستم رو توی یه مستطیل کوچیک بدون هیچ قطعه متحرکی جا بده، واقعا یک شاهکار مهندسیه.

این سیستم با ارسال امواج الکترومغناطیسی تنظیم‌شده کار می‌کنه. وقتی این امواج به چیزی مثل دست تو برخورد می‌کنن، بازتابشون به آنتن رادار برمی‌گرده.

چیپ سولی امواج بازگشتی رو مطالعه می‌کنه و با تحلیل تاخیر زمانی، تغییر فرکانس و داده‌های دیگه، می‌فهمه که اون جسم (دستت) چقدر بزرگه، با چه سرعتی حرکت می‌کنه و در چه جهتی می‌ره. بعد این اطلاعات رو با دیتابیس حرکتی خودش تطبیق میده تا مشخص کنه چه دستوری باید توی سیستم‌عامل اجرا بشه. خلاصه بگیم: این مستطیل جادویی تک‌تک حرکات دستت رو به دقت تشخیص میده.

گوگل یه نمایشگر فوق‌العاده روان 90 هرتزی روی این پیکسل گذاشته؛ قابلیتی که هنوز توی خیلی از پرچمدارهای بازار به سختی پیدا میشه.

اما گوگل طوری این صفحه رو چسبونده که محاله بدون دردسر جدا بشه! چسب‌های قوی دور تا دور، لایه‌های نمایشگر که دقیقا تا لبه کشیده شدن و یه پد چسبناک بزرگ باعث شده درآوردن سالم صفحه نمایش عملا غیرممکن باشه.

البته در حالت عادی کسی صفحه سالم رو جدا نمی‌کنه و این کار فقط برای تعویض صفحه‌های شکسته انجام میشه، اما به هر حال تعویض این قطعه اصلا کار لذت‌بخشی برای تعمیرکارها نیست.

نکته جالب اینجاست که این پنل 90 هرتزی توسط سامسونگ تولید شده! این خیلی عجیبه چون سامسونگ تو اون زمان هنوز از این نرخ تازه‌سازی بالا توی گوشی‌های هوشمند خودش استفاده نکرده بود.

← پشت نمایشگر یه تراشه نسبتا غیرمنتظره از STMicroelectronics می‌بینیم که احتمالا کنترلر تاچ (لمس) خازنیه.

← حافظه فلش 8 مگابیتی GigaDevice GD25LH80C هم در این بخش قرار داره.

با اینکه طراحی داخلی گوشی از نظر تعمیرپذیری همچنان ناامیدکنندست، اما با باز کردنش به قطعات و فناوری‌های جذابی رسیدیم: چیپ سولی که قلب تپنده Motion Sense هست، با ابعاد فوق‌العاده کوچیکش کنار اسپیکر بالایی قرار گرفته بود. فهمیدیم که هسته پردازش عصبی گوشی احتمالا زیر یه رم اختصاصی سامسونگ مخفی شده و کار پردازش‌های سنگین رو به دوش می‌کشه.

یک پردازنده صوتی جدید از Knowles پیدا کردیم که نقش مهمی تو پردازش دستورات صوتی به صورت آفلاین داره. و دیدیم که سامسونگ سازنده این نمایشگر 90 هرتزیه؛ به این معنی که پیکسل تو استفاده از این قابلیت، از گوشی‌های سری گلکسی جلو افتاده. حالا بریم سراغ امتیاز نهایی و ببینیم این گوشی تو دنیای تعمیرات چه نمره‌ای می‌گیره.

به پایان یه ماجراجویی جذاب دیگه تو تیم آیسی‌مدار رسیدیم. کالبدشکافی پیکسل 4 XL بهمون ثابت کرد که گوگل چطور قطعات پیچیده‌ای مثل رادار سولی رو تو دل این گوشی جا داده. این دستگاه از نظر تعمیرپذیری امتیاز ضعیف 4 از 10 رو می‌گیره (امتیاز 10 یعنی راحت‌ترین حالت تعمیر):

← استفاده از پیچ‌های استاندارد تورکس T3 یه نکته مثبته و نیازی به ابزارهای عجیب و غریب نداره.

← چسب‌های کششی زیر باتری با اینکه عالی و بی‌نقص نیستن، اما باز هم به درآوردن باتری کمک می‌کنن.

← چسب‌کاری‌های قوی برای ضدآب شدن گوشی، تعمیرات رو سخت می‌کنه اما در عوض احتمال آسیب دیدن با آب رو پایین میاره.

← تعویض صفحه نمایش به شدت سخته و نیاز داره کل گوشی از هم باز بشه.

← برای رسیدن به هر قطعه‌ای در داخل گوشی، باید از سد محکم قاب پشتی شیشه‌ای که با چسب سفت شده عبور کنی.

← استفاده از شیشه هم در جلو و هم در پشت گوشی، ریسک شکستن بر اثر افتادن رو دو برابر کرده. امیدوارم از خوندن این کالبدشکافی لذت برده باشی؛ حتما لینک این مقاله رو برای دوستای عشق تکنولوژیت بفرست تا اون‌ها هم با معماری داخلی این گوشی آشنا بشن!