کالبدشکافی Samsung Galaxy S20 Ultra؛ راز دوربین پریسکوپی و زوم ۱۰۰ برابری

شعار سامسونگ برای این گوشی عظیم‌الجثه می‌تونه این باشه: "هیچ مشخصاتی رو جا ننداز!" هر ویژگی رو که در نظر بگیری، سامسونگ تا آخرین حد ممکن ارتقاش داده. فقط به این اعداد نگاه کن:

← نمایشگر 6.9 اینچی Dynamic AMOLED از نوع Infinity-O با رزولوشن 3200 در 1440 (Quad HD+) و نرخ نوسازی فوق‌سریع 120 هرتز.

← پردازنده قدرتمند Snapdragon 865 در کنار 12 گیگابایت رم LPDDR5 (نسخه 16 گیگابایتی هم موجوده!).

← 128 گیگابایت حافظه داخلی (قابل ارتقا با MicroSD).

← باتری غول‌پیکر 5000 میلی‌آمپر ساعتی.

دوربین‌های عجیب‌وغریب: 12 مگاپیکسل اولتراواید، 108 مگاپیکسل اصلی، 48 مگاپیکسل تله‌فوتو و البته یه دوربین سلفی 40 مگاپیکسلی.

حالا می‌فهمیم چرا اسمی از گلکسی S11 تا S19 نیست؛ این گوشی همه‌شون رو یه جا بلعیده!

سامسونگ با این گوشی رکورد بزرگ‌ترین برآمدگی ماژول دوربین رو شکسته! این برآمدگی به قدری بزرگه که عملا بخش زیادی از قاب پشتی رو اشغال کرده. البته از نظر فنی می‌شد کل ضخامت گوشی رو بیشتر کرد تا برآمدگی محو بشه، اما خب اینطوری با یه آجر سنگین طرف بودیم.

تو این تصاویر می‌تونی مقایسه ابعاد این ماژول رو با برآمدگی دوربین سه‌گانه آیفون 11 پرو مکس و ماژول خطی نوت 10 پلاس ببینی. تفاوت واقعا چشمگیره.

در ضمن، تو این نسخه دیگه خبری از جک هدفون نیست. دکمه اختصاصی بیکسبی هم حذف شده، پس دیگه دکمه اضافه‌ای برای اشتباه فشار دادن وجود نداره!

قبل از اینکه دست به ابزار بشیم، بیایم با اشعه ایکس یه نگاهی به داخل S20 Ultra بندازیم تا نقشه راه دستمون بیاد. شباهت‌های داخلی زیادی با نوت 10 پلاس نسخه 5G دیده می‌شه؛ مثل آنتن‌های موج میلی‌متری (mmWave) که تو فریم جاسازی شدن و اسپیکری که صدا رو از پشت نمایشگر به سمت بالا پرتاب می‌کنه.

اما یه تفاوت بزرگ و خیره‌کننده وجود داره: اون دوربین زوم عظیم‌الجثه که کنار دکمه‌های پاور قرار گرفته. این سنسور به اندازه دو یا سه تا ماژول دوربین معمولی فضا اشغال کرده! جلوتر حسابی بهش می‌پردازیم.

طبق روال همیشه، کار رو با دادن حرارت زیاد به قاب پشتی شروع می‌کنیم تا چسب‌ها نرم بشن.

چسبی که اینجا استفاده شده به طرز عجیبی از گوشی‌های قبلی سامسونگ سرسخت‌تره. باید حسابی مراقب باشی که فشار ناگهانی باعث شکستن شیشه نشه.

خوشبختانه ساکشن کاپ قدرتمند ما از پس این چالش برمیاد و با ایجاد یه شکاف کوچیک، می‌تونیم پیک‌ها رو وارد کنیم. با جدا شدن قاب پشتی، یه نفس راحت می‌کشیم؛ چون هیچ فلت مخفی یا کابلی به قاب پشت متصل نیست که موقع باز کردن پاره بشه.

فقط به ضخامت این ماژول‌های دوربین نگاه کن! بی‌دلیل نیست که برآمدگی قاب انقدر زیاده. سامسونگ تو این مدل از سنسورهای اختصاصی و بزرگ خودش استفاده کرده.

حالا نوبت باز کردن پیچ‌هاست. ما از یه پیچ‌گوشتی چهارسو با دسته محکم استفاده می‌کنیم تا کار سریع‌تر پیش بره.

خبر خوب اینه که تمام پیچ‌های این بخش از یک نوع (Phillips) و هم‌اندازه هستن، پس موقع بستن گوشی قاطی نمی‌شن.

با برداشتن لایه بالایی که شامل آنتن‌ها، اسپیکر و کویل شارژ بی‌سیمه، نمای کاملی از قطعات داخلی برامون روشن می‌شه. چیدمان اینجا خیلی شبیه نسخه 5G نوت 10 هست، با این تفاوت که جای قلم، با یه باتری بزرگ‌تر پر شده.

یادت باشه که دقت تو باز کردن این شیلدهای پلاستیکی خیلی مهمه، چون قطعات حساسی بهشون متصلن و نباید با خشونت باهاشون رفتار کنی.

بدون اتلاف وقت، مادربرد اصلی رو بیرون میاریم. این برد به قدری با دوربین‌ها، سخت‌افزارهای 5G و لایه‌های مختلف پر شده که واقعا سنگینه. حالا باید این قطعات رو دونه دونه بررسی کنیم.

اصلا نمی‌تونیم در برابر بررسی این سنسور 108 مگاپیکسلی عریض مقاومت کنیم. سامسونگ حسابی روی مانور دادن با این سنسور سرمایه‌گذاری کرده.

← از نظر ابعاد فیزیکی، سطح این سنسور بیش از دو برابر سنسور 12 مگاپیکسلی آیفون 11 پرو است!

البته سنسور بزرگ‌تر و پیکسل‌های بیشتر، همیشه به معنی عکس بهتر نیست. جا دادن 108 میلیون پیکسل تو یه مستطیل 9.5 در 7.3 میلی‌متری، یعنی پیکسل‌ها به‌شدت کوچیک هستن و این تو نور کم می‌تونه باعث افت کیفیت بشه.

اما سامسونگ ادعا می‌کنه با استفاده از تکنولوژی ترکیب پیکسل‌ها (Pixel Binning) به صورت 3 در 3 (که بهش Nona-binning میگن)، این مشکل رو حل کرده و عکس‌های شفافی تو شب ثبت می‌کنه.

ترکیب پیکسل (Binning) یعنی گروه‌بندی چند پیکسل کوچیک برای جذب نور بیشتر. نتیجه کار یه عکس روشن‌تر با نویز کمتره، هرچند رزولوشن نهایی (مثلا 12 مگاپیکسل) از عدد اسمی سنسور کمتر می‌شه.

این فرآیند ترکیب پیکسل‌ها کاملا در سطح سخت‌افزار انجام می‌شه، نه نرم‌افزار؛ برای همین خطای پردازش تصویر به حداقل می‌رسه.

این یکی واقعا عجیبه: ماژول دوربین زوم، فضای افقی خیلی زیادی رو تو گوشی اشغال کرده. بیایم ببینیم داخلش چه خبره. چطور می‌شه یه مجموعه لنز تله‌فوتو رو تو یه گوشی با ضخامت 8.8 میلی‌متر جا داد؟ سامسونگ میگه: لنز رو بخوابون! به جای اینکه نور مستقیم به سنسور بتابه، این دوربین از یه منشور برای شکستن و بازتاب نور با زاویه 90 درجه استفاده می‌کنه.

واقعا شاهکار مهندسیه! نور بعد از عبور از منشور (که خودش لرزش‌گیر اپتیکال مجزا داره)، از یه تونل پر از لنزهای تله‌فوتو رد می‌شه و در نهایت به سنسوری که انتهای این تونل قرار داره برخورد می‌کنه.

این مجموعه لنز به تنهایی تا 4 برابر زوم اپتیکال واقعی بهت می‌ده. بقیه مسیر تا رسیدن به زوم 100 برابری، از طریق کراپ کردن سنسور 48 مگاپیکسلی و زوم دیجیتال انجام می‌شه.

وقتی منشور رو بیرون میاریم، می‌تونیم کویل‌های مسی و آهنرباهای اطرافش رو ببینیم. منشور با کمک بلبرینگ‌های ریز روی این براکت حرکت می‌کنه تا لرزش دست رو موقع زوم‌های بالا خنثی کنه.

با برداشتن شیلدهای محافظ، می‌تونیم مغز متفکر این هیولا رو ببینیم:

← رم 12 گیگابایتی LPDDR5 سامسونگ (K3LK4K40BM-BGCN) که دقیقا روی پردازنده اصلی Qualcomm سوار شده.

← حافظه داخلی 128 گیگابایتی UFS 3.0 ساخت سامسونگ.

← مودم 5G نسل دوم شرکت Qualcomm.

← ماژول فرانت‌اند رادیویی (RF) ساخت Skyworks.

ماژول فرانت‌اند Qorvo با شماره QM78092.

آیسی مدیریت تغذیه Maxim با شماره MAX77705C.

← ماژول‌های تقویت‌کننده سیگنال 5G شرکت Qualcomm (QPM5677 و QPM6585).

صبر کن! با چرخوندن مادربرد، تازه با یه لشکر دیگه از تراشه‌ها روبه‌رو می‌شیم:

← گیرنده-فرستنده رادیویی Qualcomm با شماره SDR865.

← ماژول ترکیبی وای‌فای و بلوتوث Murata با شماره KM9D19075.

← آیسی مدیریت تغذیه Qualcomm با شماره PM8250.

← آیسی مدیریت تغذیه Qualcomm با شماره PMX55.

آیسی مدیریت تغذیه Qualcomm با شماره PM8150C.

ماژول فرانت‌اند رادیویی Qualcomm با شماره QDM4870.

← آیسی مدیریت تغذیه Silicon Mitus با شماره SM3080.

تراشه‌های اصلی رو دیدیم، اما این برد پر از قطعات مهم دیگه‌ست:

← گیرنده-فرستنده رادیویی Qualcomm با شماره SMR526.

← ماژول فرانت‌اند رادیویی Qualcomm با شماره QDM5872.

← تقویت‌کننده قدرت چهاربانده Skyworks (SKY77365-11).

← ماژول پایش سیگنال Qualcomm با شماره QET5100.

کنترلر NFC با بخش امنیتی و eSIM ساخت NXP (شماره SN110U).

آمپلی‌فایر نویز پایین سیستم‌های مکان‌یابی (GPS/GLONASS) ساخت NXP.

← مقایسه‌کننده ولتاژ پایین NXP با شماره NCX2200.

بریم سراغ بقیه تراشه‌های تغذیه و صدای این مادربرد پیچیده:

← مدیریت تغذیه Qualcomm با شماره PM3003A.

← تراشه شارژ سریع جریان‌بالا NXP با شماره PCA9468.

← آمپلی‌فایر صوتی Cirrus Logic با شماره CS35L40.

← درایور موتور هپتیک (ویبره) کلاس D ساخت Cirrus Logic (CS40L25).

رگولاتور افزاینده-کاهنده Maxim Integrated با سوییچ 5 آمپری.

رگولاتور ولتاژ خطی ON Semiconductor با شماره NCP59744.

← سوییچ پرسرعت پورت USB 2.0 دوگانه ساخت Vishay با شماره DG2730.

و آخرین بخش از شناسایی تراشه‌های این شهر سیلیکونی:

← تراشه پایش سیگنال رادیویی Qualcomm با شماره QET6100.

← درایور MST سامسونگ با شماره S2MIS0A (برای سیستم پرداخت سامسونگ‌پی).

← میکروکنترلر 32 بیتی STMicroelectronics با هسته ARM Cortex-M0+.

← تراشه مدیریت تغذیه سامسونگ با شماره S2MIW04X.

احتمالا سوییچ محافظ اضافه ولتاژ (OVP) ساخت ON Semiconductor.

مبدل DC-DC ساخت Silergy.

← مبدل DC-DC شرکت Richtek با شماره RT8010GQW.

حالا بیایم حسگرهایی رو که روی این برد پخش شدن رو دقیق‌تر بررسی کنیم:

← سنسور تشخیص فشار هوا (بارومتر) ساخت STMicroelectronics با شماره LPS22HD.

← شتاب‌سنج STMicroelectronics با شماره LSM6DSO.

← احتمالا سنسور تشخیص رنگ و مجاورت به همراه فرستنده مادون‌قرمز ساخت Austria Micro Systems.

← سنسور تشخیص میدان مغناطیسی (قطب‌نما) که احتمالا ساخت Bosch Sensortec است.

دوباره دست به دامن ساکشن کاپ قدرتمندمون شدیم تا این باتری رو که به طرز وحشتناکی چسبیده، دربیاریم. ترکیب مکش و تزریق الکل ایزوپروپیل بالاخره جواب داد و باتری آزاد شد.

چسبی که زیر این باتری زده شده بی‌رحمانه است! انگار سامسونگ قصد داشته این باتری تا ابد همون‌جا بمونه.

این باتری غول‌پیکر با ظرفیت 5000 میلی‌آمپر ساعت و ولتاژ 3.86 ولت، در مجموع 19.30 وات‌ساعت انرژی ذخیره می‌کنه.

این ظرفیت نسبت به رقبای هم‌نسلش یه جهش بزرگه؛ مخصوصا در مقایسه با آیفون 11 پرو مکس یا نوت 10 پلاس.

وقتی حاشیه‌های قاب رو می‌گردیم، یه آنتن 5G موج میلی‌متری (mmWave) دیگه پیدا می‌کنیم که کنار سیستم خنک‌کننده مسی جا خوش کرده؛ یه طراحی خیلی فشرده و هوشمندانه.

نمایشگر 120 هرتزی این گوشی موقع کار کردن خیلی سریع و روونه، اما پروسه جدا کردنش از فریم دقیقا مثل قبل، کند و دردناکه! از نظر ظاهری، هیچ نشونه مشخصی پشت پنل نیست که نشون بده با یه پنل 120 هرتزی طرفیم. اما یه نکته مثبت وجود داره: سامسونگ کابل‌های ارتباطی نمایشگر رو تو یه دونه فلت تجمیع کرده که کار تعویض رو یه مقدار تمیزتر می‌کنه.

روی فلت نمایشگر این تراشه‌ها دیده می‌شن:

← کنترلر حسگر اثر انگشت اولتراسونیک Qualcomm با شماره QBT2000.

← کنترلر تاچ اسکرین سامسونگ با شماره S6SY79AX.

← حافظه فلش سریال 8 مگابیتی Winbond.

جالبه بدونی اسم رمز این گوشی که زوم فضایی داره، "هابل" (Hubble) بوده. البته برخلاف تلسکوپ فضایی هابل که همون اول کار نیاز به تعمیر اساسی پیدا کرد، امیدواریم این گوشی به این زودی‌ها گذرش به تعمیرگاه نیفته!

سامسونگ تو این گوشی مرزهای مهندسی رو جابه‌جا کرده. تو دورانی که طراحی گوشی‌ها تبدیل به یه مستطیل شیشه‌ای تکراری شده، باز کردن S20 Ultra و دیدن این حجم از نوآوری واقعا هیجان‌انگیز بود.

شاید خیلیا بگن سنسور 108 مگاپیکسلی یا دوربین پریسکوپی و حتی اینترنت 5G فقط جنبه تبلیغاتی دارن، اما تاریخ نشون داده همین تکنولوژی‌های عجیب به مرور زمان تبدیل به استانداردهای صنعت موبایل می‌شن. تو دنیایی که شرکت‌ها محتاط شدن، جسارت سامسونگ برای چپوندن این همه تکنولوژی تو یه دستگاه، جای تحسین داره.

اما متأسفانه، این فشردگی و استفاده بیش از حد از چسب، باعث شده تعمیرپذیری این گوشی فدای امکاناتش بشه؛ همون‌طور که امتیاز نهایی ما هم اینو تأیید می‌کنه...

امتیاز تعمیرپذیری گوشی Samsung Galaxy S20 Ultra عدد 3 از 10 است (نمره 10 یعنی راحت‌ترین حالت تعمیر):

← تمام پیچ‌های استفاده شده از نوع چهارسو (Phillips) و هم‌اندازه هستن؛ این یعنی فقط به یه پیچ‌گوشتی نیاز داری و خطر اشتباه بستن پیچ‌ها وجود نداره.

← بسیاری از قطعات ماژولار هستن و به صورت مستقل تعویض می‌شن، اما حذف جک هدفون باعث می‌شه تمام فشارها روی پورت USB-C بیفته و استهلاکش دوبرابر بشه.

← هر تعمیری تو این گوشی نیاز به باز کردن قاب پشتی شیشه‌ای داره که به‌شدت با چسب محکم شده و ریسک شکستنش بالاست.

← تعویض باتری به خاطر چسب‌های بی‌رحم و فلت‌هایی که اطرافش کشیده شده، از همیشه سخت‌تر شده.

← تعویض نمایشگر (که رایج‌ترین نوع تعمیراته) یه کابوس تمام‌عیاره و باید کل قطعات گوشی رو پیاده کنی. مرسی که تا آخر این کالبدشکافی نفس‌گیر با تیم آیسی‌مدار همراه بودی. اگه از دیدن دل‌وروده این غول کره‌ای و لنز پریسکوپی عجیبش لذت بردی، لینک این مقاله رو برای دوستای عاشق تکنولوژی‌ت بفرست تا اونا هم از این مهندسی شگفت‌زده بشن!