Project Ara频频曝光 浅谈手机模块化设计

（原标题：Project Ara频频曝光 浅谈手机模块化设计）

【手机中国 评测】前不久的Google I/O大会上，除了发布了Android N还有正式宣布Project Ara将于今年秋季向开发者推出测试机，预计17年推出量产机型。吹了那么多年的模块化手机终于来了，一路以来经历的风风雨雨可谓历尽艰辛。

一加、小米、nubia等厂商推出的定制化后盖让我们看到了Project Ara雏形。Moto Maker稍微深度一点的定制化设计除了后盖，还能对前面板、镶边、个性刻字、开机问候语和闪存大小进行DIY。但是离模块化设计还是有一段距离，直到今年LG G5让我们看到了希望，一体化金属机身不仅能够拆卸电池，还能够更换不同的LG Friends配件让模块化设计迈进一大步。今天就让我们分析一下Project Ara能否兴起模块化设计新思潮。

机遇

LG凭借LG G5和LG G5 SE在今年率先迈出模块化设计手机的一大步，LG Friends其中两个配件LG Cam Plus和LG Hi-Fi Plus能够替换掉上述两款机型的电池模块。前者还能够额外增加LG G5和LG G5 SE的电池容量。安装LG Hi-Fi Plus时候则需要先取下原来机身内置电池，改插到LG Hi-Fi Plus上之后再重新插入到LG G5和LG G5 SE的机身。

LG Friends

模块化设计的其中一个好处就是能够让消费者根据自己的经济承受能力购买不同的配件，预算不足的话就不买配件扩充呗。其实LG G5在发布时候的价格和LG G4并没有差距太多，如今在京东商城等网站看到接近5000元售价其实是包括了LG Friends的配件。换句话说手机厂商为了提高手机销量大可采用类似的做法，将增强拍照、Hi-Fi等能力的配件以扩展形式单独销售，裸机价就能够做得更低。类似的做法还有乐视超级手机，相比乐Max和乐Max Pro配置大幅升级的年度旗舰乐Max 2能够将售价控制在2099-2499元，这和将乐Max 2的Hi-Fi模块转移到耳机上有一定关系。耳机是需要单独购买的，部分消费者对于音质并不那么感冒，但是对价格十分敏感，这个时候他们可以选择购买价格更加便宜的裸机而不是耳机套装版。

将Hi-Fi模块从手机端转移到耳机端

模块化设计带来另一个好处就是能够随时更换损坏的模组，LG G5相比很多金属手机多了可拆卸电池的设计。果粉应该深有体会，iPhone其实是可以使用很多年也不升级的，除了硬件配置可以撑很多年，操作系统的兼容也是主要原因之一。11年的iPhone 4s升级到15年的iOS 9也依然能够流畅运行。但是电池损耗问题客观存在，即使做工了得的iPhone也难逃宿命。加上iPhone采用了一体化机身设计让消费者不能够随便更换这块电池，最终要么就拿去维修店更换电池，要么就忍受着每况愈下的续航能力。除了苹果，三星这几代旗舰机更换了一体化机身之后也遇到了类似的问题。LG G5模块化设计很好地解决了这个问题，也延续了LG G2开始的可更换电池人性化设计，改善了旗舰机普遍续航能力都不高的问题。除了电池，ROM、摄像头等模块自然也能够轻松更换掉。

可拆卸电池设计是LG G5亮点之一

模块化设计第三个好处就是增添了DIY的乐趣，让用户享受类似组装台式机那种快乐。DIY的消费者有时候并不是为了省钱放弃品牌机，而是为了享受显卡、硬盘、内存、主板这些一件一件零件组装起来那种成就感，享受那种从零到一的体验。同理，智能手机也一样，Project Ara当初的设计思路就是为了让我们充分享受这种DIY乐趣。正如小时候玩乐高玩具一样，就喜欢将一台手机拼凑得与众不同。前置2100万像素摄像头，后置4100万像素摄像头，独立Hi-Fi模块，独立光学变焦模块，双扬声器，对于手机厂商来说这种稍显奇葩手机可能并不适合大批量生产，但是总有小众市场愿意花费昂贵金额订造一台专属手机。

2100万像素前置摄像头

4100万像素主摄像头

提到DIY，这里我也分享网上流传的一些Project Ara定制版手机构想。像亚马逊Fire Phone那种正面面板拥有四个摄像头的做法，有了模块化设计之后实现起来也很容易。高达6020mAh电池容量的续航神器金立M5拥有两块电池，未来Project Ara将这种设计扩展到4块电池也是可以的。随着DIY程度进一步开放，还能够为女性用户提供防狼喷雾的模块以防万一。最后还能够定制各种不同功能的健康医疗模块，例如要定制联想ZUK Z2 Pro上面那些传感器也不再是一件困难的事情，例如紫外线传感器、气压高度计。未来可能连血糖测计仪也能够以模块化形式塞进去Project Ara手机之中。

金立M5采用了两块电芯

之前就有一家名叫Lapka公司，它们希望将Project Ara的模块化思想打造成“人体数据监测站”，这个设计方案准备为Project Ara开发七款“背部可拆卸监测模块”，包括空气质量、二氧化碳浓度检测、闪光灯以及紫外线传感器等。Lapka还打算把人体生理数据传感器加入到Project Ara之中，能够监测心率、血糖以及体内酒精含量。

上年9月旅行房屋租赁社区Airbnb收购个人环境监测器公司Lapka

Project Ara模块化设计还能够大大降低昔日一些比较复杂手机结构的难度，例如旋转式或者翻转式摄像头。OPPO N系列的旋转式摄像头结构是比较复杂的，有了Project Ara可拆卸的设计思路之后，我们大可不必思考如何让摄像头旋转起来，旋转角度是多少度，直接把摄像头拆下来反着安装就能够在前置和后置摄像头中自由切换。类似的还有双摄像头结构，像HTC One(M8)那种先拍照后对焦设计也行，像华为P9那种合成成像设计也行，或者像LG G5那种两个摄像头独立成像的设计也没问题，全部通过更换对应摄像头模块即可完成。 

OPPO的旋转摄像头设计十分复杂

挑战

纵然我们看到了模块化设计的希望，也从Google口中印证Project Ara存在并有很大机会在明年量产，但是这个项目还是存在着一些挑战。Google刚开始时候虽然宣布Project Ara允许用户定制电池容量、摄像头模组、处理器、RAM和ROM容量大小，但是后来改变了说法，CPU、RAM和显示屏是不能够更换的。相比Project Ara最初的构想和PC行业DIY热潮，这种模块化设计貌似变得有些遗憾。具体做法估计类似近年Intel在部分笔记本上将CPU和RAM采用BGA封装方式集成在主板上，目的就是进一步减少主要部件对机身的占用空间。缺点也很明显就是无法对CPU和RAM进行单独替换，只要CPU、RAM或者主板其中一个部件坏了就必须同时更换另外几个模块的部件，成本是一个不得不考虑的因素。

Intel之前计划是Broadwell架构之后CPU全部采用BGA封装方式

而Google的解释则是经过大量研究和测试之后发现只有将这三个部件固定之后，才能够保证在更换其它模块时候也不会让Project Ara手机那么容易支离破碎。

提到支离破碎，大家还记得当年诺基亚的那些功能机为啥那么耐摔吗？主要是因为当诺基亚手机从高处跌落时候，能够通过将手机、手机电池和手机壳解体从而抵消来自地面的部分冲击力。这个例子告诉我们，如果采用同样的思路设计模块化手机，这次自动解体的就不仅仅是电池和手机后盖，而是摄像头、ROM、喇叭等组件。对于动手能力强的读者或许能够马上将各种部件还原回去，相反更多的小白用户或许就只能向身边的人求救，除非Google在设计Project Ara时候尽量设计得容易拆卸和安装，就像乐高积木一样。以目前Google推出的第二代Project Ara原型机Spiral 2结构为例，核心内骨骼采用了电永磁铁系统可以将各个模块固定在手机上，但是并没有公布这种结构在摔落测试的表现。

Spiral 2

提到电永磁铁系统我们不得不提及Project Ara另一个问题——耗电量和热插拔。电永磁铁维持模块之间连接带来的耗电量就得占总电量的20%。虽然Project Ara支持热插拔设计，但是用户在拆下电池之后必须在30秒内完成重新拼接，否则手机就会断电。

另一个问题就是产品升级换代，众所周知这几年的智能手机市场突飞猛进，以CPU为例几年时间就已经完成了从双核、四核、八核乃至十核心的进化，几年前还觉得不错的骁龙801如今也顺应市场需求准备退休了。如果CPU和RAM整合在一起不能够更换，那么就会遇到和PC领域一样的问题。如今不少笔记本选择将CPU、RAM、主板全部集成在一起，升级换代的时候十分不方便，一换就得换整套平台。没有损坏的前提下，笔记本顶级硬件配置起码也能够撑五年左右，智能手机估计也就两年，你还会买前两年所谓真八核的MT6592手机吗？

这年头你还会买MT6592手机吗？

硬件标准化相信是Project Ara另一个需要克服的难题，正如Android系统的碎片化问题一样，越开放的设计越容易出现产品上分歧。Google开源思想同样用在了Project Ara上，那么模块化手机各个部件之间一定会存在着不同供应商的产品，摄像头、屏幕、喇叭的供应商需要互相调试和配合。假如Project Ara的开放性进一步提高，不同手机厂商产品之间也能够通过自由组合形成一台全新的模块化手机。假设我希望定制一款模块化手机拥有索尼Xperia X Performance的摄像头，三星S7 edge双曲面屏幕，HTC 10的双扬声器，诸如此类的需求拼凑在一起之后，手机厂商这些模块之间兼容性就变得十分重要。DIY玩家也知道将不匹配内存插到主板上是无法开启电脑的，所以硬件兼容性和统一硬件标准是一个具有挑战性的难题。

HTC 10双扬声器设计深入民心

综上所述，Project Ara的模块化设计需要面对的挑战有：损坏关键部件、升级换代时候都存在难更换CPU和RAM、屏幕的问题。跌落地面之后容易出现散架，重新拼合各个模块在一起的情况在所难免。带来额外耗电量和热插拔时间过短，以及硬件标准化难统一。

总结：根据Google的计划Project Ara将会在今年秋季推出测试机，而通过本文的分析Project Ara还存在着很多问题没有解决，届时推出的测试机更多的意义在于吸引业界的关注，让更多的厂商加入到这个项目。另一方面我们也从LG G5以及近日不断曝光的Moto Z系列机型身上看到模块化设计的希望，还有上文提到的降低商品售价、方便替换损坏模块、自由组合更加适合自己日常需求的机型等优势。

Moto Z Play谍照再次出现模块化设计痕迹

模块化设计是一把双刃剑，Google如果能够很好地把控硬件厂商的标准化，适当引导他们参与到Project Ara这个项目中，并且将上面提到的一些技术上问题解决，那么模块化设计还是能够流行起来的。否则只会成为下一个Android系统，碎片化问题从系统端蔓延到硬件端，而且还进一步引发硬件间兼容性问题。