改變世界的智慧型手機－iPhone 發展史 (三) : Apple Silicon 的起點 (2010)

這是本站久違的歷史回顧系列，這次我們要回顧的是從 2007 年第一代 iPhone 發佈起到今日這 15 年間蘋果如何靠智慧型手機改變人類的生活方式進而影響整個世界，成為目前市值最高的公司之一的發展過程。

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Apple Silicon 的起點 (2010)

在 2010 年蘋果舉辦了一場名為「Come see our latest creation」的發表會，在這場發表會上 Steve Jobs 正式將 iPad 帶到世人面前，而第一代 iPad 除了作為蘋果旗下的第一款平板以外，其實也是第一款搭載 Apple A 系列 SoC 的裝置，而蘋果自行研發 SoC 晶片的歷史則實際上可以追溯到 2008 年 04 月，當時蘋果收購了 P.A.Semi 這間無廠半導體公司，從而正式開始組建自家的晶片設計團隊。

不過 A 系列 SoC 的第一個成員 Apple A4 (基於三星 45 奈米製程) 其實嚴格說起來還不能完全算是蘋果自行研發的 SoC 晶片，實際上更接近於三星 SoC 的深度定製版本 (L2 快取自 512KB 增大為 640KB 並且移除了一些未用到的模組)，與其近似的同代產品為三星的 S5PC110A01，可以算是先前 iPhone 3GS 所使用之 S5L8920 的後繼產品 (實際上 Apple A4 的內部平台代號就是 S5L8930，後來持續幾代都仍然維持使用三星 Exynos 晶片的命名規則)，其所使用的運算核心也並非完全出自蘋果先前收購的 P.A.Semi 團隊之手。

雖然 Steve Jobs 本人宣稱 Apple A4 是「我們所設計最先進的晶片」，但實際上各方面資訊都顯示 A4 所使用的運算核心應該是衍生自三星與 Intrinsity (後來蘋果在 2012 年 04 月收購了 Intrinsity) 共同以 Cortex A8 為基礎修改而來的 Hummingbird (蜂鳥) 核心，這枚運算核心的運作時脈可以高達 1 GHz (用於初代 iPad 上的版本)，並且首次採用了雙通道記憶體控制器 (理論頻寬翻倍為 3.2 GB/s)，至於圖形部分則仍是採用一枚 PowerVR SGX535。

iPhone 4 (2010)

發佈日期	2010 年 06 月 07 日
機種識別碼	iPhone3,1 (N90AP)、iPhone3,2 (N90bAP)、iPhone3,3 (N92AP)
機身尺寸	115.2 x 58.6 x 9.3 mm
機身重量	137g
晶片	Apple A4 (APL0398) + PowerVR SGX535
記憶體	512MB LPDDR-400
支援系統	iOS 4.0 (8A293) 至 iOS 7.1.2 (11D257)
儲存空間	8GB (2010 年 06 月推出) 16GB、32GB
主相機	5.0 MP (支援自動變焦、背照式感光元件、720p 30fps 攝影、四枚透鏡組)
前置相機	0.3 MP (VGA，30fps)
顯示器	3.5″ IPS Retina Display，960×640，326 PPI
建議售價	USD$ 199 (綁約兩年) 起

在 2010 年 06 月 07 日的 WWDC 2010 Keynote 上 Steve Jobs 再次發表了新一代的 iPhone，由於是第四代因此這次的命名直接就取名為 iPhone 4，這是一次在 iPhone 發展史上堪稱里程碑的更新，有相當多在 iPhone 4 上引入的新特性時至今日仍然可以在新款的 iPhone 上見到。

iPhone 4 帶來的第一個顯著的變化就是完全重新設計的外觀，除了厚度大幅縮減使其成為當時最薄的智慧型手機外，不同於以往採用整體塑料底殼的歷代 iPhone，iPhone 4 首次採用了金屬中框搭配雙面玻璃的設計，相較於 iPhone 3GS 來說質感有著飛躍性的改進，而這樣的設計在後來的 iPhone 設計中也經常出現 (實際上從 iPhone 4 起，截至目前為止只有 iPhone 6、iPhone 6S、iPhone 7 三代不是)，此外，iPhone 4 的背面也不再標示儲存空間容量了。

而另一項重大改進則是螢幕，iPhone 4 使用的螢幕解析度為 960×640，相較於以往的 iPhone 所使用的 480×320 有著四倍的提升，像素密度一舉提高到 326 PPI 而這也是蘋果第一次提出「Retina Display」此種透過將像素密度提高至人眼視網膜極限的 300 PPI 以上來改進影像與文字清晰度的概念，而這樣的設計後來也被大量應用在 Apple 旗下的各類產品中，也帶動了各種消費性電子產品的螢幕解析度在接下來幾年裡的大幅提升，同時這也是蘋果第一次在 iPhone 上使用 IPS 面板，使對比度表現提高到 800:1、峰值亮度達到 500cd/m2。

在晶片方面 iPhone 4 使用了與初代 iPad 相同的 Apple A4 晶片，但考慮到手機機身大小限制了散熱能力，iPhone 4 所使用的 Apple A4 晶片上的運算核心的運作時脈由 1 GHz 調降為 800 MHz，其所搭載的 LPDDR-400 記憶體容量再次翻倍來到了 512MB (值得注意的是其他裝置使用的 Apple A4 實際上只有搭載 256MB 的記憶體)，基頻晶片則是採用了 Infineon XMM6180 (CDMA 版本則是採用了 Qualcomm MDM6600)，在 3.5G 連線能力規格上與上一代保持一致，無線網路部分則首次加入了 802.11n 的支援。

既然談到基頻晶片就不得不順便提 iPhone 4 在上市後不久爆發的「天線門 （Antennagate)」事件，起因是在 iPhone 4 上蘋果採用了將金屬中框結構的外圈作為天線使用的特殊設計。

根據蘋果在發表會上提供的圖示，金屬邊框天線實際上被分為行動網路與藍牙、GPS、Wi-Fi 兩大部分，分別在機身的上方、左下方、右下方各有一道開口做為分隔，而出問題的點其實就在於這兩道分隔開的位置不理想，在某些抓握姿勢下會導致天線訊號出現異常干擾而造成通話中斷或網路連線中斷的問題。

隨著網路上關於 iPhone 4 天線問題的討論與質疑越演越烈，最終 Apple 不得不在發表後三週再次舉辦記者會並發布聲明對此情況提出說明，不過 Apple 當時提出的聲明現在看來其實比較像是一種狡辯，主要是透過「各家手機在被握住時都會有類似的訊號掉格問題」、「每 100 通電話中比起 iPhone 3GS 多斷掉的通話數不到一通」、「大約有兩成用戶在購買 iPhone 4 時會順便買保護套」等理由來為自己開脫。

最終他們提出的解決方案則是包含修改軟體中的訊號格數換算演算法、提供 30 日不滿意退費與向 iPhone 4 用戶免費提供保護殼等。

至於在相機方面 iPhone 4 也相較於前代產品有著顯著的進步，除了採用新的五百萬像素、四枚鏡片組相機鏡頭之外，還首次使用了背照式感光元件並且首次內建了 LED 閃光燈。

在攝影方面也將解析度從 iPhone 3GS 上的 VGA 30fps 提高至 720p 30fps，同時加入了與相機相同的觸控指定焦點對焦功能。

在感應器方面，除了前代已有的感應器之外，iPhone 4 還額外加入了可用於檢測三軸角加速度的陀螺儀，透過陀螺儀與加速度計的結合讓 iPhone 4 具備辨識裝置移動距離、速度與方向的能力，並且加入了用於支援雜訊抑制的第二組麥克風，同時 iPhone 4 也是第一台使用 microSIM 卡的 iPhone，在剛發佈時甚至引發了一波「剪卡」熱潮。

此外，Steve Jobs 也在這場發表會上正式宣布自 4.0 版本起 iPhone OS 將被改名為 iOS 4 以反映其目前已成為 iPhone、iPad 與 iPod touch 共用之作業系統平台的現況。

除了這些改動之外，另一項在發表會被特別提出來的重點則是 iPhone 4 終於加入了前置鏡頭，並且透過蘋果自家開發的 FaceTime 功能得以透過 Wi-Fi 實現視訊通話，Steve Jobs 也在發表會上特別搬來了一組沙發現場示範撥打 FaceTime 視訊通話給 Jony Ive，不過這顆前置鏡頭只有 VGA 30fps 的解析度。

至於在定價方面，iPhone 4 在美國維持了與 iPhone 3GS 上市時完全一致的價格設定，並且提供了最長六個月的提前續約優惠，而 iPhone 3G 則在 iPhone 4 發表後停產，比較特別的是 iPhone 3GS 特別推出了 8GB 版本並下調至 99 美元的兩年綁約價，大容量版本的 iPhone 3GS 則與 iPhone 3G 一同走入歷史。

而在包裝的部分，由於當時蘋果認為 iPhone 4 是自 iPhone 誕生以來變化最大的一代，因此在包裝設計上也特別做了一些改變，正面印的不再是手機正面觀而是一台斜放 iPhone 4 的左上角，背景顏色則與機身顏色保持一致，內容物則與 iPhone 3GS 相同，包含了手機本體、USB 轉 30-pin 連接埠傳輸線、USB 變壓器、耳機、一些文件、貼紙與 SIM 卡槽退卡針。

最後要特別提到的是當年 iPhone 4 上市時雖然就宣布會有黑色與白色版本，但實際上白色版本在量產過程因良率過低的問題而一再延遲，剛開始宣布要到 2010 年底，但最終是一路延遲到隔年的四月才正式推出。

一個時代的結束 (2011)

2011 年對蘋果來說可說是相當動盪的一年，在 iPhone 4 推出滿一年之際蘋果並沒有循往例發佈新一代 iPhone，而當年的 08 月 24 日長期被視為蘋果靈魂人物的 Steve Jobs 因健康因素而正式遞出辭呈辭去了執行長一職並交由時任營運長的 Tim Cook 接任，從其辭呈當中所提及的「I have always said if there ever came a day when I could no longer meet my duties and expectations as Apple’s CEO, I would be the first to let you know. Unfortunately, that day has come.」，顯然 Steve Jobs 剩下的日子已經不多。

在 Tim Cook 接任執行長後一個月左右，蘋果宣布召開「Let’s talk iPhone」發表會，而這也是新任執行長 Tim Cook 擔綱主持的第一場蘋果發表會，在這場發表會上蘋果發表了基於 iPhone 4 改良而來的 iPhone 4S 與 iCloud 雲端服務，在這場發表會當中，攝影機多次帶過一張標示為 RESERVED (保留席) 的座位，由同排座位上坐著 Craig Federighi 看來，顯然是留給 Steve Jobs 的位子。

緊接著就在這場發表會的隔天，Apple 正式對外公告前任執行長 Steve Jobs 的死訊，官方網站首頁也從僅僅放了幾個小時的 iPhone 4S 介紹圖片轉為追悼 Steve Jobs，其所帶領的一個時代就此落幕。

iPhone 4S (2011)

發佈日期	2011 年 10 月 04 日
機種識別碼	iPhone4,1 (N94AP)
機身尺寸	115.2 x 58.6 x 9.3 mm
機身重量	140g
晶片	Apple A5 (APL0498) + PowerVR SGX543MP2
記憶體	512MB LPDDR2-800
支援系統	iOS 5.0 (9A334) 至 iOS 9.3.6 (13G37)
儲存空間	8GB (2012 年 09 月推出)、16GB、32GB、64GB
主相機	8.0 MP (支援自動變焦、背照式感光元件、1080p 30fps 攝影、五枚透鏡組)
前置相機	0.3 MP (VGA，30fps)
顯示器	3.5″ IPS Retina Display，960×640，326 PPI
建議售價	USD$ 199 (綁約兩年) 起

如同 iPhone 3G 與 iPhone 3GS 的關係一般，iPhone 4S 同樣是以其前身 iPhone 4 為基礎進行改良而來的產品，這次改版的主軸是在相同的外觀下針對硬體配置進行了相當大幅度的升級。

相較於 iPhone 4，iPhone 4S 的改進主要體現在晶片、相機與 Siri 這三個方面，在晶片方面 iPhone 4S 採用的是 A 系列 SoC 晶片家族的第二個成員：Apple A5 晶片，而這款晶片最早被用於 2011 年 03 月 02 日所發表的 iPad 2 上 (同時這也是 Steve Jobs 最後一次主持蘋果發表會)，在架構層面這款 SoC 大致上仍是延續自 Apple A4 晶片所使用的三星架構 (內部平台代號為 S5L8940，使用與 Apple A4 相同的三星 45 奈米製造工藝)，但運算核心升級為兩個運作時脈為 800 MHz 的 Cortex-A9 核心，圖形處理部分也升級為雙核心的 PowerVR SGX543MP2 (運作時脈為 200 MHz)，L2 快取容量則從 640KB 增加為 1MB，相較於 Apple A4 晶片來說，Apple A5 晶片的 CPU 效能提升為兩倍，GPU 效能更是可以達到七倍之高。

在記憶體配置方面 Apple A5 也升級為 LPDDR2-800 規格，雖然容量仍然維持在 512MB 但其記憶體頻寬再次翻倍為 6.4 GB/s，至於在連線能力方面這次蘋果採用了高通提供的 MBM6610 基頻晶片 (不過這並不是蘋果第一次使用高通的基頻晶片，CDMA 版本的 iPhone 4 使用的就是高通提供的 MBM6600)，並且改動了金屬中框天線的切口位置以解決 iPhone 4 上的訊號中斷問題，相較於 iPhone 4 來說，iPhone 4S 所能支援的 HSDPA 下載速度再次翻倍來到了 14.4 Mbps，僅管當時已經有一些 4G 手機開始出貨，但蘋果並沒有給 iPhone 4S 加上 4G 行動網路連線能力，此外值得注意的是，iPhone 4S 是蘋果第一台全球通用手機，同時支援 CDMA 網路與 UMTS/HSDPA 網路因此不再需要分成兩個版本發售，而 iPhone 4S 也首次加入了對藍牙 4.0 標準與 GLONASS 衛星定位系統的支援。

第二個 iPhone 4S 帶來的顯著改進則是出現在相機的部分，iPhone 4S 所搭載的主鏡頭升級為八百萬畫素 (3264 x 2448) 與五枚透鏡組，並且在感應器中加入了一層用於校正色彩的混合紅外線濾鏡與加入對 1080p 30fps 解析度錄影功能 (錄影時支援數位防手震) 的支援，同時得益於 Apple A5 當中首次整合了蘋果自家設計的影像訊號處理器 (ISP)，因此在拍照速度與自動白平衡方面都有所改進。

第三個 iPhone 4S 帶來的主要改進，同時也是發表會上耗費最多篇幅介紹的功能則是我們現在已經相當熟悉的 Siri 語音助理功能，Siri 實際上最初是由一間成立於 2007 年、名為 SRI International 的公司所發展的一款語音助理應用程式，名稱所代表的意義其實是 Speech Interpretation and Recongnition Interface (語音解析與辨識介面)，這間公司在 2010 年 04 月 28 日被蘋果收購後 Siri 被深度整合到 iOS 6 中。

Siri 的特別之處在於其是一款支援自然語言處理的人工智慧語音助理，人們在使用時可以直接以普通語言對其進行互動而不像早先的語音助理只能接受單純「指令式」的語音，且 Siri 也會根據人類自然語言詞彙當中的細微變化給出更具體、更符合要求的回答，Siri 背後所使用的技術可以追溯至美國國防部國防高等研究計劃署 (DARPA) 旗下的研發計劃商業化後的成果。

不過在 iPhone 4S 上的 Siri 仍然需要依賴 3G 或 Wi-Fi 網際網路連線將錄製的語音送至蘋果的資料中心進行處理 (要等到多年以後的 iOS 15 才開始支援離線語音處理)，初期的 BETA 支援開放的語言也只有英文、法文與德文三種。

在系列編成方面，iPhone 4S 同樣有黑色、白色兩個版本，並且首次新增了 64GB 儲存空間版本，起跳售價則繼續維持先前的 199 美元兩年綁約價，在同場發表會上 Apple 也宣布推出 8GB 版本的 iPhone 4 (兩年綁約價 99 美元) 並且首度將 iPhone 3GS 8GB 版本的兩年綁約價調整為 0 元。

最後在包裝方面，iPhone 4S 的包裝設計大致上與 iPhone 4 相同，主要的辨識點在側邊印有「S」徽標與下方印有「iCloud」雲端服務圖示，內容物則與 iPhone 4 完全相同，包含了手機本體、USB 轉 30-pin 連接埠傳輸線、USB 變壓器、耳機、一些文件、貼紙與 SIM 卡槽退卡針。