改變世界的智慧型手機－iPhone 發展史 (七) : 步調放緩 (2016 – 2017)

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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步調放緩 (2016 – 2017)

從 2007 年第一支 iPhone 誕生以來，iPhone 家族整體而言大致維持著單數代會有外觀大幅重新設計與性能提升，雙數代則會有更大幅度的性能提升與明顯的體驗改進這樣的步調發展，但來到 iPhone 發展史的第十年以後，我們開始見到 iPhone 的發展步調有了顯著的放緩，在外觀上不再有太多顯著的改變，機身尺寸及螢幕大小大致上也從此固定下來。

iPhone 7 系列 (2016)

iPhone 7

發佈日期	2016 年 09 月 07 日
機種識別碼	iPhone9,1 (D10AP)、iPhone9,3 (D101AP)
機身尺寸	138.3 x 67.1 x 7.1 mm
機身重量	138g
晶片	Apple A10 Fusion (APL1W24) 2x Hurricane P-Core + 2x Zephyr E-Core + PowerVR GT7600 Plus (Hexa-core GPU)
記憶體	2GB LPDDR4-3200
支援系統	iOS 10.0 (14A346) 至 iOS 15.7.1 (19H117)
儲存空間	32GB、128GB、256GB
主相機	12.0 MP (f/1.8 光圈，支援自動變焦、背照式感光元件、4K 30fps 攝影、六枚透鏡組、光學防手震)
前置相機	7.0 MP (f/2.2 光圈，1080p 30fps 攝影)
顯示器	4.7″ IPS Retina HD Display，1334×750，326 PPI，P3
防潑抗水能力	達到 IEC 60529 標準的 IP67 等級 (在最深 1 公尺的水中最久可達 30 分鐘)
建議售價	USD$ 649 起

iPhone 7 Plus

發佈日期	2016 年 09 月 07 日
機種識別碼	iPhone9,2 (D11AP)、iPhone9,4 (D111AP)
機身尺寸	158.2 x 77.9 x 7.3 mm
機身重量	188g
晶片	Apple A10 Fusion (APL1W24) 2x Hurricane P-Core + 2x Zephyr E-Core + PowerVR GT7600 Plus (Hexa-core GPU)
記憶體	3GB LPDDR4-3200
支援系統	iOS 10.0 (14A346) 至 iOS 15.7.1 (19H117)
儲存空間	32GB、128GB、256GB
主相機	12.0 MP (f/1.8 光圈，支援自動變焦、背照式感光元件、4K 30fps 攝影、六枚透鏡組、光學防手震)
望遠相機	12.0 MP (f/2.8 光圈，支援自動變焦、背照式感光元件、4K 30fps 攝影、六枚透鏡組)
前置相機	7.0 MP (f/2.2 光圈，1080p 30fps 攝影)
顯示器	5.5″ IPS Retina HD Display，1920×1080，401 PPI，P3
防潑抗水能力	達到 IEC 60529 標準的 IP67 等級 (在最深 1 公尺的水中最久可達 30 分鐘)
建議售價	USD$ 769 起

2016 年的 iPhone 年度發表會在 09 月 07 日舉行，這次的主題「See you on the 7th」相當清楚明瞭地雙關了本年度要推出的就是 iPhone 7 系列。

相較於以往「非 S」的換代大多會在設計上有比較大幅度的改變來說，iPhone 7 系列外觀設計的大部分元素仍然是沿襲自 iPhone 6 與 iPhone 6S，大多數肉眼可見的改變是出現在比較細節的地方，例如新增了接近全黑的曜石黑色、天線設計獲得了調整 (調整為ㄇ字型，在曜石黑色、黑色、銀色版本上看起來會比較不明顯) 等，不過雖然 iPhone 7 在外觀設計風格上的改動看似不大，但其實在功能上引入的新特性還算不少。

首先要談到的是主畫面按鈕，在 iPhone 5S 開始加入 Touch ID、iPhone 6S 上將 Touch ID 感應器升級為第二代後，這是蘋果第三次對主畫面按鈕進行改進，iPhone 7 系列所搭載的主畫面按鈕不再是傳統實體按鍵，而是改為採用表面玻璃壓力感應搭配 Taptic Engine 震動馬達模擬按壓效果結合而成的虛擬按鍵 (蘋果官方稱為「固態式按鈕」)，從而解決了以往幾代 iPhone 在長期使用後主畫面按鈕容易失靈的問題。

另一項重要的新特性則是防潑抗水，iPhone 7 系列首次加入了 IP67 防水防塵能力，最多可在一公尺水深承受 30 分鐘 (實際上 iPhone 6S 的機身中就已經有防水膠條出現，但可能受制於當時的主畫面按鈕仍為實體按鍵而在周圍有著一圈開口而沒能在當時實現防水機能)，同時防塵防水功能也自此代開始成為了 iPhone 的標準配備。

第三個新特性則是 iPhone 7 系列所搭載的 Retina HD 顯示器雖然在解析度等主要參數上沒有調整，但亮度較 iPhone 6S 提高了 25% (達到 625 尼特) 並且加入了 P3 廣色域支援。

外觀上的第四個新功能特性則是在音訊方面，iPhone 7 系列是第一款搭載立體聲雙喇叭的 iPhone，同時也是第一款拿掉 3.5″ 耳機孔的 iPhone (這在當時其實引發了不小的爭議，蘋果官方是以「勇氣」與為其他元件騰出空間作為理由，看起來實在是十分牽強，這跟近來蘋果以「環保」為由取消隨附充電器其實是蠻類似的思路)，此外，iPhone 7 系列上的 NFC 機能也加入了讀取模式支援。

在看完外觀之後，接下來讓我們來看看 iPhone 7 系列在其他方面的改進，首先要談的是晶片的部分。iPhone 7 系列搭載的 SoC 再次升級到 Apple A10 Fusion，雖然在製程上仍然採用了台積電的 16 奈米 FinFET 製程，但其實整體而言改動的幅度並不算小。

A10 Fusion 在名稱當中多出來的「Fusion (融合)」其實指的是這一代 Apple A 系列 SoC 當中引入了類似 ARM 設計中 big.LITTLE (俗稱的大、小核，其實早在 2011 年就由 ARM 提出了) 的異質運算核心概念，也就是「在同一枚 SoC 上整合多種為了因應不同需求而採取不同設計的運算核心」的意思。

Apple 將這兩種核心分別命名為效能核心 P-Core 與效率核心 E-Core，P-Core (代號 Hurricane，運作時脈 2.34 GHz) 主要以儘可能提高性能為主要開發目的，功耗表現目標則是盡可能維持與上一代的 Apple A9 運算核心相仿，最終的成果是 Apple A10 Fusion 上的兩枚 Hurricane 核心可以提供比 Apple A9 高大約 40% 的運算性能。

而 E-Core (代號 Zephyr，運作時脈 1.05 GHz) 則主要以降低能耗為目的，根據蘋果的說法 Zephyr 的耗電量大約只有 Apple A9 的五分之一，之所以採取這種設計的主要目的是希望能讓手機除了在執行高負載程式的時候能夠有充足的性能外，在執行輕度負載或待機的時候也能盡可能省電以提高續航能力。

不過要特別注意的是，蘋果當時在實作異質運算核心概念的時候其實選擇了與同時期多數 big.LITTLE 設計的 ARM 架構晶片 (例如高通的 Snapdragon 820) 不同的做法，這導致了 A10 Fusion 的表現其實並不如預期，但在深入談這部份之前，我們得先從 ARM 官方提出的三種 big.LITTLE 設計思路開始談起。

在 2011 年秋季 ARM 最初提出 big.LITTLE 時引入的只有上圖最左側的 Cluster Migration，這種作法相對而言最單純、實作難度也最低，主要概念就是將每類運算核心各自組成叢集 (Cluster，概念上類似組別)，並根據使用場景自動在不同分組間切換，因此一次只有一個 Cluster 內的核心會被使用。

後來在 2013 年上半年 ARM 則近一步提出了 CPU Migration 的做法，與 Cluster Migration 按照核心種類分組的方式不同，CPU Migration 是採用「一大一小配對」的方式進行分組，因此作業系統可以根據需求隨時切換每一個小組要使用的是大核或小核，這種作法可以稍微緩解 Cluster Migration 中切換組別不夠即時的問題，但同樣有著無法同時利用所有運算核心的問題。

隨後在 2013 年下半年 ARM 提出 Global Task Scheduling (GTS) 的設計方案，透過讓作業系統的排程器直接將工作分配到所有運算核心的方式，終於使所有核心同時被利用這件事情成為可能。

至於 Apple A10 Fusion 是使用哪種實作方式呢？答案是最早期的 Cluster Migration。由於 Cluster Migration 設計下一次只能調度一個 Cluster，所以 Apple A10 Fusion 在使用基準測試軟體進行測試時，多核心分數通常大約僅是單核心分數的兩倍上下，因此在發表會上蘋果將 A10 Fusion 描述為「四核心處理器」的時候使用的是「Four-core CPU」而不是我們習慣使用的「Quad-core CPU」。

至於在 GPU 方面，Apple A10 Fusion 所搭載的訂製版 PowerVR GT7600 Plus 六核心 GPU (內部代號為 Apple G9) 則是較前代有著約 50% 的性能提升，記憶體則有 2GB 與 3GB (用於 iPhone 7 Plus) 兩種版本 (但規格仍維持單通道 LPDDR4-3200，基頻晶片則是有分別採用來自高通的 MDM9645 (Snapdragon X12 LTE Modem) 或來自 Intel 的 PMB9943 (X-Gold 736) 的版本 (前者支援 CDMA、TD-SCDMA 與 CDMA EV-DO Rev. A 網路，台灣上市的版本則是後者)，新增了對三頻載波聚合 (3CA) 的支援，使 iPhone 7 系列的 LTE-Advanced 最高理論傳輸速度提升至 450 Mbps。

接下來讓我們來看相機的部分，iPhone 6S Plus 中所引入的光學防手震功能在 iPhone 7 系列當中成為了標準配備，光圈大小也由 f/2.2 加大為 f/1.8 以提供更好的低光拍攝效果，並且首次採用了六枚鏡片組鏡頭，此外，新的感應器的反應速度也提升了 60% 之多，而內建在 Apple A10 Fusion 晶片內的數位訊號處理器的處理速度也獲得了一定幅度的速度提升。

閃光燈的部分則是在 iPhone 5S 後搭載之原彩閃光燈的基礎之上將燈泡數量增加一倍來提升最大亮度。

除了這些改進之外，iPhone 7 Plus 還加入了第二枚鏡頭 (望遠鏡頭，f/2.8 光圈)，使 iPhone 7 Plus 具有兩倍光學變焦的能力 (數位變焦能力也隨之提升為六倍)。

最後要提到的則是前置鏡頭的部分，iPhone 7 系列所搭載的前置鏡頭由五百萬畫素升級為七百萬畫素，並且首次支援了 1080p HD 錄影 (25 或 30 fps)。

至於系列編成方面，iPhone 7 系列兩款型號分別有曜石黑、玫瑰金色、金色、銀色、黑色、PRODUCT(RED) 六種外觀配色，儲存容量則相較於 iPhone 6S 系列來說全面翻了一倍 (改為自 32GB 起跳，且曜石黑版本僅提供 128GB、256GB 選項)，而蘋果也在同一場發表會中將 iPhone 6S 系列的儲存容量配置全數提升一倍。

而包裝部分 iPhone 7 系列的包裝設計則是採用了印有手機背面照片的彩盒包裝 (應該主要是為了凸顯曜石黑版本的配色，全系列只有曜石黑是黑色彩盒，其餘都是白色)，內容物則是包含了手機本體、USB 傳輸線、USB 變壓器、耳機、一些文件、貼紙、SIM 卡槽退卡針與因應本次取消內建耳機孔而特別附上的 Lightning 轉 3.5mm 耳機孔轉接器。

iPhone 8 系列 (2017)

iPhone 8

發佈日期	2017 年 09 月 12 日
機種識別碼	iPhone10,1 (D20AP)、iPhone10,4 (D21AP)
機身尺寸	138.4 x 67.3 x 7.3 mm
機身重量	148g
晶片	Apple A11 Bionic (APL1W72) 2x Monsoon P-Core + 4x Mistral E-Core + 3-core GPU
記憶體	2GB LPDDR4X-4266
支援系統	iOS 11.0 (15A372) 至今
儲存空間	64GB、256GB
主相機	12.0 MP (f/1.8 光圈，支援自動變焦、背照式感光元件、4K 30fps 攝影、六枚透鏡組、光學防手震)
前置相機	7.0 MP (f/2.2 光圈，1080p 30fps 攝影)
顯示器	4.7″ IPS Retina HD Display，1334×750，326 PPI，P3
防潑抗水能力	達到 IEC 60529 標準的 IP67 等級 (在最深 1 公尺的水中最久可達 30 分鐘)
建議售價	USD$ 699 起

iPhone 8 Plus

發佈日期	2017 年 09 月 12 日
機種識別碼	iPhone10,2 (D21AP)、iPhone10,5 (D211AP)
機身尺寸	158.4 x 78.1 x 7.3 mm
機身重量	202g
晶片	Apple A11 Bionic (APL1W72) 2x Monsoon P-Core + 4x Mistral E-Core + 3-core GPU
記憶體	3GB LPDDR4X-4266
支援系統	iOS 11.0 (15A372) 至今
儲存空間	64GB、256GB
主相機	12.0 MP (f/1.8 光圈，支援自動變焦、背照式感光元件、4K 30fps 攝影、六枚透鏡組、光學防手震)
望遠相機	12.0 MP (f/2.8 光圈，支援自動變焦、背照式感光元件、4K 30fps 攝影、六枚透鏡組)
前置相機	7.0 MP (f/2.2 光圈，1080p 30fps 攝影)
顯示器	5.5″ IPS Retina HD Display，1920×1080，401 PPI，P3
防潑抗水能力	達到 IEC 60529 標準的 IP67 等級 (在最深 1 公尺的水中最久可達 30 分鐘)
建議售價	USD$ 799 起

2017 年 09 月蘋果首次在新總部的 Steve Jobs 劇場舉行發表會，主題為「Let’s meet at our place.」，在這場發表會中 Tim Cook 在花了幾分鐘緬懷 Steve Jobs 並簡單介紹了一下蘋果新總部後正式發表了 iPhone 8 系列。

iPhone 8 系列在外觀上依然沒有太大的改動，正面外觀基本上與 iPhone 6 系列、iPhone 6S 系列、iPhone 7 系列維持一致，但 iPhone 8 的背蓋由 iPhone 6 系列起連續沿用三代的一體鋁合金機身改為鋁合金中框搭配玻璃背蓋的設計，而所選用的鋁合金材質也再次升級為航太等級。

整體而言 iPhone 8 系列的改進其實都相當細節，首先是顯示器的部分，iPhone 8 系列搭載的 Retina HD 顯示器新增了對原彩顯示的支援，可利用前置鏡頭判斷當下環境的背景光線色溫來調整顯示器的白平衡設定使其在不同環境下仍能盡可能顯示正確的色彩，此外 iPhone 8 系列內建的雙揚聲器音量也較 iPhone 7 系列有著 25% 的增大。

第二項改進則是在晶片的部分，iPhone 8 系列搭載了 Apple A11 Bionic 晶片，雖然蘋果官方在發表會上並沒有非常深入的探討這款晶片，但其實相較於上一代的 A10 Fusion 來說，A11 Bionic 有蠻多相當重要的改進。

A11 Bionic 採用台積電 10nm FinFET 製程，由 2 個代號 Monsoon 的 P-Core 性能核心與 4 個代號 Mistral 的 E-Core 節能核心組成，根據蘋果官方的說法，相較於 A10 Fusion 來說前者有約 25% 的性能提升，後者則有高達 70% 的性能提升。

但 A11 Bionic 真正最重要的改進其實是上圖當中被放在最下方的「第二代 Apple 自研性能控制器」這項，在前面我們談 A10 Fusion 的時候曾經提過 ARM 晶片 big.LITTLE 架構可以有三種不同的實作方式，而當時 A10 Fusion 選擇了實作難度最低但調度彈性也最差的 Cluster Migration，也就是一次只能調度所有 P-Core 或所有 E-Core 而無法同時利用所有運算核心，在 A11 Bionic 上這樣的情況終於得到了改變，A11 Bionic 終於採用了可以隨時依照工作即時動態調度所有運算核心的 Global Task Scheduling (GTS) 設計。

這意味的 iOS 將可以隨時利用 A11 Bionic 包含的六個運算核心，因此造就了 P-Core 性能成長僅有 25% 的情況下 A11 Bionic 的多核性能卻可以比前代大幅提升達到 75% 之譜，而快取記憶體配置也從此代開始由系統級快取記憶體 (SLC) 取代了原有的 L3 快取。

至於圖形方面 A11 Bionic 的改進幅度則較小，僅較 A10 Fusion 提升了 30% 左右，但值得注意的是這次其實也是 Apple 自研 GPU 核心的初次登場。

至於在記憶體方面，容量配置雖然與 iPhone 7 系列保持一致，但規格進一步升級到了 LPDDR4X-4266，理論通道傳輸頻寬也因此升級至 34.1 GB/s，而 A11 Bionic 也是蘋果首次在 Apple Silicon 中整合了神經網路引擎 (NPU)，A11 Bionic 內建的雙核心神經網路引擎可以提供 0.6 TOPS 的運算能力 (實際上這也是 A11 的字尾改為 Bionic「仿生」的主要原因)。

而在基頻晶片的部分，iPhone 8 系列也與 iPhone 7 系列一樣同時有著採用兩種不同基頻晶片的版本被推出，支援 CDMA、TD-SCDMA 與 CDMA EV-DO Rev. A 網路的版本採用高通 MDM9655 (Snapdragon X16 LTE)，其餘版本則是使用來自 Intel 的 PMB9948 (X-Gold 748)，此外還加入了對藍牙 5.0 標準的支援。

第三個改進則是相機，iPhone 8 與 iPhone 8 Plus 所搭載的兩枚鏡頭都具備了新款的感應器，新增了五種人像光線效果與自動 HDR 功能，且得益於 A11 Bionic 上所搭載的新一代數位訊號處理器 (DSP)，iPhone 8 系列首次支援了 4K 60 fps 錄影與 1080p 240 fps 的慢動作錄影。

最後一項比較大的改進則是 iPhone 8 系列首次加入了對無線充電 Qi 標準與快速充電的支援。

在系列編成方面，iPhone 8 系列提供了銀色、金色、太空灰色與 PRODUCT(RED) 紅色四種配色選擇 (白色、金色正面搭配為白色設計，太空灰色與紅色正面搭配為黑色設計)，儲存空間容量則再次比 iPhone 7 系列提高了一倍，但最大容量仍然維持在 256GB 並沒有推出 512GB 版本，售價方面則分別較前代分別小幅調漲 50 美元及 30 美元。

而在包裝部分 iPhone 8 系列的包裝設計則是與 iPhone 7 系列大致相同，採用了印有手機背面照片的彩盒包裝 (除太空灰色為灰色彩盒、金色為金色彩盒外其餘都是白色)，內容物則是與 iPhone 7 系列相同，包含了手機本體、USB 傳輸線、USB 變壓器、耳機、一些文件、貼紙、SIM 卡槽退卡針與 Lightning 轉 3.5mm 耳機孔轉接器。