В чем измеряется современный смартфон?

Как часто вы смотрели описание того или иного телефона и видели характеристики, которые измеряются в совершенно непонятных единицах? К примеру, яркость экрана 500 нит — это много или мало? Что вообще такое «нит»? А процессор, выполненный по 7-нанометровому техпроцессу — это как понимать?

В этой статье я попытаюсь простым языком объяснить все основные единицы измерений, которые встречаются при описании технических характеристик смартфонов.

Можете смело добавлять статью в закладки и возвращаться к ней всякий раз, когда где-то увидите или услышите характеристику, измеряемую в непонятных единицах. Для удобства все единицы измерения отсортированы в алфавитном порядке.

Итак, поехали!

Что такое Биты (bit/бит)

В битах на смартфонах измеряется глубина цвета экрана. В основном все экраны имеют 8-битную глубину (iPhone 11 Pro, Galaxy S20, Xiaomi Mi 10), но с 2020 года стали появляться первые 10-битные дисплеи (OnePlus 8 Pro, OPPO Find X2, Sony Xperia 1 II).

Бит — это единица информации, один или ноль. Если бы цвет каждой точки на экране описывался всего одним битом, мы бы имели примитивный дисплей, у которого пиксель может быть либо белым (1), либо черным (0). Если для описания цвета можно использовать уже 2 бита, тогда мы получим 4 цвета (для удобства разделим биты точкой): 0.0 — черный, 0.1 — темно-серый, 1.0 — светло-серый и 1.1 — белый.

Но в реальности все цвета на дисплее состоят из 3 основных: красного, зеленого и синего. И оттенок каждого цвета задается 8 битами. Например, самый темный красный (практически черный) — это 8 нулей (00000000), чуточку светлее — это уже 7 нулей и единичка в конце (00000001) и так далее. Всего у нас получится описать 256 оттенков каждого цвета. А так как их три, то мы можем смешивать их в разных пропорциях и наш дисплей будет способен отображать 256*256*256 = 16 млн различных цветов.

Для описания оттенков каждого цвета на 10-битном дисплее, мы используем 10 бит. Соответственно, для каждого цвета получается не 256, а 1024 оттенков. И если смешать их, то получим уже 1024*1024*1024 = 1 млрд различных цветов.

Но есть один нюанс. Битность (глубина цвета) влияет не столько на количество цветов, сколько на количество оттенков. Лучше всего это можно проиллюстрировать следующей картинкой:

Как видите, на двух полосках одинаковое количество цветов, но на условном 10-битном дисплее переходы получаются более плавными, так как у нас есть больше чисел для описания каждого цвета и мы можем делать градацию очень мелкой.

Что такое Ватты (Вт/W)

В ваттах измеряется мощность зарядного устройства, идущего в комплекте со смартфоном или поддерживаемого смартфоном. Например, с iPhone 11 идет зарядка на 5 Ватт, в то время, как сам телефон поддерживает зарядные устройства мощностью 18 Ватт.

Чем выше мощность — тем быстрее будет заряжаться телефон.

Посчитать мощность своего зарядного устройства очень просто. На каждом блоке питания указывается количество вольт и ампер, которые он способен выдать:

Для получения мощности в ваттах нужно просто умножить вольты на амперы. Например, если зарядное устройство выдает 5V и 2A, его мощность составляет 5*2=10 Ватт.

Также в ваттах указывается мощность беспроводной и реверсивной зарядки.

Что такое Ватты на килограмм (W/kg или Вт/кг)

В ваттах на килограмм измеряется мощность электромагнитного излучения (ЭМИ), поглощаемого тканями организма (SAR). Как известно, внутри любого смартфона есть радиоантенны, а значит, он излучает энергию. И когда телефон находится возле человека, эта энергия поглощается его телом.

Чем выше значение SAR (измеряемое в ваттах на килограмм), тем мощнее излучение телефона. Подробно обо всем этом мы писали в отдельной статье.

Что такое IP-рейтинг (IP67/IP68)

Если видите буквы IP и две цифры после них — это измерение степени защиты смартфона от воды и пыли. Вкратце, первая цифра после IP означает степень защиты от проникновения пыли (и других объектов), а вторая — от проникновения воды. Если вместо какой-то из цифр стоит буква X, значит, устройство не защищено от этого вообще.

Например, IPX4 означает, что смартфон не имеет никакой защиты от пыли и защищен от брызг. И наоборот, IP4X означает, что в устройство не попадут никакие сторонние объекты, крупнее 1 мм, но от воды никакой защиты нет.

В основном, смартфоны имеют защиту от IP53 (дождь) до IP68 (максимально возможная защита согласно этому стандарту). Но здесь важно понимать две вещи:

• Если смартфон без какой-либо защиты попадет под дождь или вы прольете на него стакан воды, это совершенно не означает, что всё кончено. Схемы смартфонов имеют специальное покрытие, защищающее их от воды. Также наличие резиновых уплотнителей стало уже практически стандартом на рынке.
• Если какой-то смартфон защищен по IP68, это совершенно не значит, что им можно пользоваться под водой (снимать видео, например). Такие устройства, бывает, протекают и гарантия никогда не покрывает такой ремонт.

Более подробно о влагозащите смартфонов можно почитать в этой статье.

Что такое Герцы (Гц, МГц, ГГц)

В герцах измеряется частота чего угодно. Например, можно сказать, что сердце сокращается с частотой 1 Гц или раз в секунду (при пульсе 60 ударов в минуту). Один герц — это один раз в секунду. Соответственно:

• 1 кГц (kHz) — тысячу раз в секунду
• 1 МГц (MHz) — миллион раз в секунду
• 1 ГГц (GHz) — миллиард раз в секунду

Применительно к смартфонам, в герцах измеряются следующие параметры:

• Частота обновления экрана. Этот параметр обычно равняется 60 Гц, то есть, картинка на экране смартфона обновляется 60 раз в секунду. В 2020 году одним из основных трендов стало увеличение частоты обновления до 90 Гц (Huawei P40 Pro) или даже 120 Гц (Galaxy S20, OnePlus 8 Pro). Чем выше частота — тем плавнее будет выглядеть любая анимация на экране (прокрутка, движения) и тем выше будет потребление энергии.
• Тактовая частота процессора. В характеристиках встречается при описании процессора. Например, 8-ядерный Snapdragon 865 (2x2.73 ГГц, 2x2.50 ГГц и 4x2.0 ГГц). Это значит, что у процессора смартфона 8 вычислительных ядер, 2 из которых работают на частоте 2.73 ГГц, остальные — на других частотах. Дело в том, что все вычисления процессор выполняет циклически, тактами. За один такой цикл может исполняться несколько инструкций. Если процессор работает с частотой 2.73 ГГц, это значит, что за секунду он выполняет 2 миллиарда 730 миллионов циклов, во время которых происходят вычисления.

Что такое Децибелы (дБ/дБм/dB/dBm)

В децибелах измеряется… да, в общем-то, всё можно измерять в децибелах! На самом деле, децибелы просто показывают во сколько раз какое-то значение больше или меньше определенной опорной величины.

1 бел — это в 10 раз, 10 бел — это в 100 раз, 20 бел — в 1000 раз и так далее. Вот, хлопнули вы дважды в ладоши, причем, второй раз сделали это в 10 раз сильнее. Можно сказать, что второй раз сила удара составила 1 бел (если принять слабый удар за опорное/базовое значение).

Но считать в белах не очень удобно, поэтому считают в децибелах (десятая часть бела). То есть, 1 бел — это 10 децибел. Соответственно:

• 10 децибел — в 10 раз
• 20 децибел — в 100 раз
• 30 децибел — в 1000 раз

Обычно после букв дБ или dB указывают еще одну букву, которая и означает опорную величину. Например, если пишется дБм (dBm), это значит во сколько раз определенная мощность выше или слабее одного милливатта. То есть, буква m означает 1 милливатт.

Если никаких букв после дБ (dB) не указано, значит, речь идет о громкости звука. В этом случае, опорная величина (0 децибел) — это минимально различимый звук, то есть, звук, который находится на пороге слышимости.

В спецификациях смартфонов или в рекламе производитель может указывать какие-то значения. Например, громкость основного динамика составляет 88 децибел. Это значит, что на максимальной громкости он будет звучать примерно в 630 миллионов раз громче, чем минимально различимый ухом звук.

Что такое Дюймы (двойные кавычки)

В дюймах измеряется диагональ экрана и размер матрицы камеры. Один дюйм — это 2.54 сантиметра. Если размер экрана — вещь сугубо субъективная (кому-то нравятся маленькие экраны, кому-то — большие), то в случае с матрицами всегда лучше более крупная.

Но здесь есть один важный нюанс. Размер матрицы указывается в виде дроби, например, 1/1.7″ или 1/2.3″. Соответственно, чем меньше второе число (после единицы), тем крупнее матрица. То есть, сенсор 1/1.7″ крупнее сенсора 1/2.3″. И здесь используются не классические дюймы, а видиконовские.

Что такое FPS

В fps измеряется скорость видеосъемки на смартфоне, то есть, количество записываемых кадров в секунду. Бюджетные смартфоны записывают видео с частотой 30 fps (кадров в секунду), более дорогие модели поддерживают 60 fps. На флагманах скорость записи может доходить до 960 fps, правда, длительность такого ролика зачастую очень короткая (иногда < 1 с).

Если камера записывает видео с очень высокой скоростью, его можно смотреть в привычных 30 fps и получится замедленное видео. Чтобы узнать, во сколько раз замедляет камера, достаточно разделить ее максимальное значение fps на 30. К примеру, если iPhone 11 Pro пишет с максимальной скоростью 240 fps, значит он замедляет видео в 8 раз (240/30).

Что такое Кандел на квадратный метр (кд/м2) или нит

В канделах на метр в квадрате (кд/м2) измеряется яркость экрана смартфона. Ранее эта единица измерения называлась нит и такое обозначение часто встречается до сих пор (то есть, 1 кд/м2 = 1 нит).

Вообще, слово candela переводится с лат. как свеча. Соответственно, яркость одной свечи и равняется 1 кд.

Чем больше нит — тем ярче экран, что вполне логично. Но логика эта работает только в случае с IPS-экранами. Так как на AMOLED-экранах яркость зависит еще и от отображаемого контента.

Связано это с принципиальным отличием технологий работы IPS и AMOLED. Для IPS-экрана нет разницы, какой цвет отображать — черный или белый. Подсветка в любом случае будет работать на полную силу (даже если весь экран будет отображать черный цвет).

А вот на AMOLED-экране черный цвет не будет потреблять энергию, так как «подсветка» черного пикселя будет полностью отключена (на самом деле, пиксель и является источником света на OLED-экранах).

Получается, чем больше пикселей на AMOLED-дисплее отображает белый цвет, тем ниже общая яркость экрана и наоборот — яркость может легко возрасти на 100 и более нит, если только половина экрана будет отображать белый цвет. Ведь дисплей имеет ограничение на максимально потребляемую мощность и если отключить половину пикселей, то можно поднять мощность для оставшихся пикселей.

Поэтому, когда вы смотрите яркость в технических характеристиках AMOLED-экранах — это лишь приблизительное значение. Она может быть как выше, так и ниже. Все зависит от того, как производитель измерял яркость (какая часть экрана отображала белый цвет).

С другой стороны, зависимость яркости от количества работающих пикселей на современных AMOLED-дисплеях не настолько большая — около 150 нит.

Что такое мАч (mAh)

В миллиампер-часах (мАч) измеряется емкость аккумулятора смартфона. Естественно, чем выше значение — тем лучше, то есть, тем дольше проработает смартфон при прочих равных.

Миллиампер-часы означают силу тока, которую способен выдавать аккумулятор в течение часа. Например, аккумулятор 3000 мАч способен выдавать ток силой 3000 миллиампер в течение часа или 300 миллиампер в течение 10 часов. Какое количество тока потребляет смартфон — зависит от выполняемых задач, процессора, экрана и других характеристик. Так что глядя лишь на значение в мАч, невозможно сказать, сколько проработает тот или иной телефон от одного заряда.

В интернете можно встретить рассуждения на тему того, что данный показатель очень плохой (необъективный) и нужно измерять емкость в ватт-часах. Но это справедливо только в том случае, если по какой-то непонятной причине вы сравниваете аккумулятор смартфона с аккумулятором электромобиля или ноутбука. Если же сравнивать только смартфоны, тогда мАч — прекрасный показатель емкости батареи.

Что такое Мегапиксели (Мп/Mp)

В мегапикселях измеряется разрешение камеры. Чем больше мегапикселей размещается на матрице, тем более четким будет изображение (если размеры матриц будут одинаковыми). Один мегапиксель — это миллион пикселей (о том, что такое пиксели см. в самом конце).

На самом деле, тема камер не такая простая, как может показаться, а потому судить о качестве только по мегапикселям — дело неблагодарное. Подробнее эта тема раскрыта в нашей статье о характеристиках камер смартфонов.

Что такое Микрометры (мкм или µm)

В микрометрах измеряется размер одного пикселя на матрице камеры смартфона. В одном миллиметре 1000 мкм, то есть, 1 микрометр — это тысячная доля миллиметра.

Применительно к камерам всегда лучше, чтобы пиксель был крупнее. То есть, пиксели размером 1.2 мкм лучше пикселей 0.8 мкм. Но сегодня пиксели на всех популярных камерах со сверхвысокими разрешениями имеют размер 0.8 мкм и в будущем это значение будет только сокращаться, так как для более крупных матриц нужно банально больше места внутри смартфона.

Решить проблему маленьких пикселей позволяет технология Quad Bayer или Tetracell.

Что такое Нанометры в процессорах (7-нм или 10-нм техпроцесс)

В нанометрах обычно измеряется техпроцесс изготовления процессора смартфона. Один нанометр — это миллионная доля миллиметра или одна тысячная доля микрометра.

Если не вдаваться в подробности, 7 нанометров или 10 нанометров можно просто воспринимать, как маркетинговый инструмент. По интернету (и даже в серьезной литературе) продолжает гулять миф о том, что в нанометрах измеряется размер транзисторов, из которых процессоры и состоят. К примеру, в 10-нанометровом процессоре транзисторы по 10 нанометров, а в 7-нм — по 7 нанометров. Это большое заблуждение, которое тянется еще со времен, когда размеры транзисторов действительно измерялись в нанометрах.

В принципе, чем меньшее значение техпроцесса, тем больше транзисторов вмещается на кристалле и тем лучше. То есть, нанометры, все же, связаны с транзисторами. Но связь эта достаточно косвенная.

Но это уже тема для отдельной статьи.

Что такое PPI

В «пипиай» (ppi от англ. pixels per inch — количество пикселей на один дюйм) измеряется плотность пикселей на экране смартфона. Как заявляла когда-то Apple, пределом человеческого глаза является 320 ppi и продолжать увеличивать плотность пикселей бессмысленно.

На самом деле это не так. Подробнее о PPI и четкости изображения на экранах мы рассказывали в этой статье.

Что такое Пиксели (p)

Казалось бы, неужели кому-то нужно объяснять настолько простые вещи? Но не спешите делать выводы! В пикселях измеряется разрешение камеры (см. выше мегапиксели) или разрешение экрана.

Если вы сделаете цветной снимок на матрицу 5 мегапикселей, это не значит, что для его отображения на экране будут задействованы 5 миллионов пикселей. Вернее, так и будет, но получится это благодаря математике и алгоритмам.

В реальности 5-мп камера не способна выдать и двух-мегапиксельного цветного снимка! Это касается любой камеры. Например, 12-Мп камера iPhone 11 Pro (или Galaxy S20) способна выдать только 4 настоящих цветных мегапикселя, а остальные 8 — это уже заслуга математики.

Все дело в том, что на экране смартфона каждый пиксель состоит из 3 субпикселей: красного, синего и зеленого. А в камере каждый пиксель — это неделимая величина. Соответственно, чтобы камера смогла зафиксировать цвет одной точки, она будет использовать 3 пикселя разных цветов. Вот и получается, что 3 пикселя на камере поместятся в один пиксель на экране, состоящий из 3 субпикселей.

Поэтому 12-мегапиксельная камера делает 4-мегапиксельный снимок, а затем растягивает его в 3 раза, чтобы получилось 12 мегапикселей. Этот процесс «растягивания» называется дебайеризацией.