Bereits Kunde? Jetzt einloggen.
Lesezeit ca. 6 Min.

A PHONE IS BORN


connect - epaper ⋅ Ausgabe 7/2018 vom 01.06.2018

Jedes Jahr kommen über hundert neue Smartphones auf den Markt. connect zeigt, wie ein Mobiltelefon entsteht und wer dabei alles seine Finger im Spiel hat.


Artikelbild für den Artikel "A PHONE IS BORN" aus der Ausgabe 7/2018 von connect. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

Bildquelle: connect, Ausgabe 7/2018

Die Geschichte bedeutender Smartphones beginnt mit großem Tam-Tam. Da treffen sich Hunderte, manchmal sogar Tausende Journalisten und Blogger in großen Sälen in Barcelona, Cupertino, London oder New York, um einer mit viel Getöse aufgezogenen Produktpräsentation zu folgen. Medien berichten darüber oft im Minutentakt und die Fangemeinde sitzt daheim am Tablet oder Notebook, um jedes Detail aufzusaugen. Es ist, als könnte man einem Weltwunder beim ...

Weiterlesen
epaper-Einzelheft 4,99€
NEWS 14 Tage gratis testen
Bereits gekauft?Anmelden & Lesen
Leseprobe: Abdruck mit freundlicher Genehmigung von connect. Alle Rechte vorbehalten.

Mehr aus dieser Ausgabe

Titelbild der Ausgabe 7/2018 von WIEDER IM SPIEL. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
WIEDER IM SPIEL
Titelbild der Ausgabe 7/2018 von SAMSUNGS NEUE MITTELKLASSE. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
SAMSUNGS NEUE MITTELKLASSE
Titelbild der Ausgabe 7/2018 von 3-D-SOUND FÜR VIDEOFANS. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
3-D-SOUND FÜR VIDEOFANS
Titelbild der Ausgabe 7/2018 von KODAK WIRD SMART. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
KODAK WIRD SMART
Titelbild der Ausgabe 7/2018 von ONEPLUS 6 HIGH-ENDER ZUM FAIREN PREIS. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
ONEPLUS 6 HIGH-ENDER ZUM FAIREN PREIS
Titelbild der Ausgabe 7/2018 von HONOR 10 SCHÖNHEIT MIT KI-KAMERA. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
HONOR 10 SCHÖNHEIT MIT KI-KAMERA
Vorheriger Artikel
NETZ-WETTER
aus dieser Ausgabe
Nächster Artikel ÜBERALL INS WEB
aus dieser Ausgabe

... Entstehen zuschauen.

Doch was so überraschend und oft auch bombastisch erscheint, basiert auf monate-, zum Teil jahrelanger Vorbe-reitung. Tausende Ingenieure arbeiten mit großen Industrie-Design-Teams zusammen, Dutzende Firmen steuern Komponenten und Know-how bei. Aus der gemeinsamen Anstrengung vieler Beteiligter entsteht ein Smartphone, das seine Premiere genau zum Wunschtermin bekommt.

Um den dafür nötigen, komplizierten Prozess zu illustrieren, hat Huawei connect Entwurfsmaterial aus der im Oktober 2016 begonnenen Entwicklung des P20 Pro zur Verfügung gestellt.

Kreativität
Am Anfang stehen Skizzen, sowohl von der gestalterischen als auch von der technischen Seite. Dabei legen die Techniker in einem sogenannten Pflichtenheft mehr oder minder genau fest, welche Komponenten in das neue Smartphone verbaut werden sollen und was es können muss. Mehr oder minder, weil etwa das anvisierte Kamerasystem zu diesem Zeitpunkt nur in den Köpfen des zuständigen Teams existiert. Oder weil über die Speicherausstattung erst kurz vor Produktionsstart unter Einbeziehung regional agierender Marktforscher entschieden wird.

Relativ früh muss gerade bei dem Spitzenmodell einer Baureihe klar sein, wodurch es sich gegenüber Vorgängern und Konkurrenz auszeichnet. Und diese Unterschiede sollten sich idealer-weise auch im Design wiederfinden, denn so weckt schon das Äußere des Smartphones Begehrlichkeiten. Das ist beim P20 Pro vorbildlich gelungen, wobei die Dreifach-Kamera natürlich beste Voraussetzungen mitbringt.

Der erste Eindruck zählt
Beim Huawei P20 Pro sind schon in den initialen Skizzen einige wiedererkennbare Elemente zu entdecken.

Fürs Gesamtdesign gibt das Prinzip „Form Follows Function“ viele Eckpunkte, wie die ungefähre Größe, die Proportionen und die aus Stabilitätsgründen abgerundeten Ecken, vor. Doch das fordert die Gestalter geradezu heraus, ein eigenständiges, unverkennbares und noch dazu cooles Gehäuse zu entwerfen. Bei den ersten Skizzen haben die Kreativen noch weitgehend freie Hand. Es darf mit Farben und Formen und fast ohne Restriktionen gespielt werden. Auch wenn sich die zwischen Neon und Pastell liegenden Farben der ersten Skizzen im endgültigen Huawei P20 Pro nicht wiederfinden, so sind doch einige Elemente wie die typische Anordnung der Kamera schon hier zu finden. Auch das Konzept der sich fließend wandelnden Radien, die kaum noch ebene Flächen zulassen, findet sich bereits in diesem frühen Stadium – das aber dennoch aus einer freieren, durch keine Konventionen beschränkten Welt zu stammen scheint.

Die Smartphone-DNA
Während in China, Südkorea oder den USA die Firmen an den optischen Details der nächsten Gerätegenerationen feilen, beschäftigt sich in England eine Gruppe von Ingenieuren mit grundlegenderen Themen der Smartphone-Technik.

Die Wiege der meisten Smartphones liegt im Stadt-teil Cherry Hinton in der berühmten Universitätsstadt Cambridge im Vereinigten Königreich. Hier ist die in der Telekommunikationsbranche relativ kleine Firma ARM Limited beheimatet, die mit unter 4000 Mitarbeitern gut 1,1 Milliarden Euro Umsatz erwirtschaftet.

Details nehmen Form an
Im Layout-Prozess testen die Designer mögliche Varianten für das spätere Aussehen.

ARM Limited verdient sein Geld damit, Prozessoren zu entwickeln und die fertigen Designs an Chip-Fabrikanten zu lizenzieren. Das heißt, dass ARM selbst keine Prozessoren baut, sondern sein Geld mit Plänen verdient, nach denen viele Halbleiter-Hersteller ihre Prozessoren produzieren können. Außer Intel setzen praktisch alle Smartphone-Chip-Entwickler auf die sogenannte ARM-Architectur. Wobei die meisten Produzenten die Designs der Intellectual-Property-Firma genau umsetzen. Spezialisten wie Apple, Qualcomm und Samsung entwickeln jedoch eigene Prozessoren, die sich für das Betriebssystem aber genau wie Original-ARM-CPUs verhalten. Eingehende Befehle führen zu den gleichen Ergebnissen, wenn auch oft auf unterschiedlichen, stärker optimierten Wegen. Reduzierter Stromverbrauch und erhöhte Geschwindigkeit sind die wichtigsten Vorteile der Optimierung.

Fast fertig
Die 3-D-Darstellung einer typischen Perspektive vermittelt schon einen guten Eindruck des späteren Designs.

Der Vorteil der gemeinsamen ARM-Basis: Es ist weniger Arbeit bei der Anpassung der aus Betriebssystem, Hardware-Treibern und Apps bestehenden Software nötig. Viel Aufwand, der beim Übergang von einer Betriebssystemgeneration zur nächsten anfällt, muss ein Hersteller so nur einmal vornehmen. Das spart gewaltige Ressourcen. Schließlich erblickt im Schnitt jedes Jahr eine neue Version der bei Smartphones vorherrschenden Android-Basis das Licht der Welt. Und viele Kunden erwarten auch bei ein bis zwei Jahre alten Phones, ein Update auf die neueste Variante zu erhalten.

Aus jeder Perspektive
Erste Entwürfe legt der Hersteller als 3-D-Modelle an. Damit können die Designer später aus jedem Winkel überprüfen, ob die Gestaltung hohen ästhetischen Ansprüchen gerecht wird.

Feine Details
Während anderorts also an Prozessor und Betriebssystem gearbeitet wird, planen und optimieren die Smartphone-Entwickler fleißig die Details. Die Produktdesigner entwerfen Layouts mit möglichen Lautsprecher-, Schalter- und Kamera-Positionen. Die Ingenieure konkretisieren derweil die technischen Rahmendaten und beginnen etwa mit dem von Generation zu Generation komplizierteren Antennendesign. Hierfür brauchen sie auch Input vom Produktdesign. Schließlich macht es einen Unterschied, ob für die Antennen die gesamte Gehäuserückseite oder dank großzügigem Metalleinsatz nur schmale, mit Kunststoff abgedeckte Streifen zur Verfügung stehen. Denn von Metall abgedeckte Antennen könnten nicht senden.

Kritische Restriktionen
Ist dieser Prozess abgeschlossen, so trifft eine große Anzahl von Ideen aus der Produktgestaltung auf eine große Anzahl an Zahlen aus der technischen Entwicklung. Da sind zunächst die wohl zentralen Abmessungen, die Breite und Länge des vorgesehenen Displays. Hinzu kommt das Volumen des Akkus und anderer technischer Teile. Für bestimmte Komponenten gibt es mehr oder minder strikte Vorgaben, wo sie im Gehäuse zu platzieren sind. Für eine gute Unterdrückung der Umgebungsgeräusche bei Telefongesprächen etwa müssen mehrere Mikrofone an möglichst weit auseinanderliegenden Positionen im Gehäuse platziert sein.

Dies ist eine kritische Phase, denn Forderungen von unterschiedlichen Abteilungen widersprechen sich durchaus. So möchte der Entwicklungsingenieur für lange Ausdauer gerne einen möglichst großen Akku im Gehäuse haben, während sich der Produktgestalter ein cooles und damit möglichst leichtes und flaches Gerät wünscht. In der Konstruktion finden die Industriedesigner nun einen oder mehrere Kompromisse. Erste anschauliche Entwürfe sind als 3-D-Modelle aus jeder Perspektive am Computer zu betrachten. Von besonders aussichtsreichen Entwürfen drucken viele Hersteller dann Modelle im Maßstab 1:1, um sie genauer beurteilen zu können.

Ist die Entscheidung für Konzept und Design getroffen, kann die Produktion von Samples beginnen, beim Huawei P20 Pro war das im April 2017. Die Prototypen brauchen auch ein Betriebssystem, in der Regel ist das Android. Doch obwohl sich die Befehlssätze der Smartphone-Prozessoren gleichen und die Kommunikationsstandards für Mobilfunk, WLAN, Bluetooth, USB und vieles mehr durch Standardisierungsgremien vorgegeben sind, muss jede Hardwarekomponente abseits des Prozessors mit speziellen Software-Befehlen angesprochen werden, man spricht hier von Treibern. Zudem können bestimmte Aufgaben, etwa das Decodieren eines Videos, oft vom Prozessor, vom Grafikchip oder vom sogenannten Digitalen Signalprozessor (DSP) vorgenommen werden. Hier müssen die Experten entscheiden, welche Variante das beste Verhältnis zwischen Leistung und Ausdauer bietet, ohne andere Funktionen zu stören.

Innenansicht
Ein Smartphone steckt voller Technik. Die Rückseite oben etwa beherbergt diverse Antennen, einen Fingerprintreader und die Blitze der Kamera. Im Vorderteil unten steckt neben Display und Akku auch ein Großteil der Elektronik.

Neben der Treiberprogrammierung bringen große Hersteller auch gerne ihre eigene Bedienoberfläche mit aufs Smartphone, bei Huawei ist das EMUI. Dazu kommen dann noch ganz spezielle Funktionen, die kein Bestandteil von Android sind. Beim P20 Pro etwa die Gesichtserkennung oder die zusammen mit Microsoft entwickelte Übersetzungs-App, die das unter dem Namen Kirin 970 NPU firmierende, neuronale Netzwerk nutzt. Zudem muss die Kamera buchstäblich abgestimmt werden: Es gilt, die Bilder von bis zu drei Sensoren zu einem zu verschmelzen und dabei unter anderem die Auflösung, prägnante Kanten sowie das Entstehen von Artefakten auszubalancieren.

Testen und optimieren
Sind die ersten Samples zumindest in Teilbereichen betriebsbereit, geht es ans Testen. Funktionieren alle Features, stimmen die Messwerte für Funk-Interface, Akustik, Display, Kamera? Übersteht das Gehäuse hohe mechanische Belastungen und stimmt die Performance auch wenn der Speicher voll ist und viele Apps gemeinsam laufen? Neben grundsätzlichen Tests müssen die Ingenieure auch sicherstellen, dass das Gerät in allen großen Netzen dieser Welt bestens performt.

Feinschliff
Sind alle großen Hürden bewältigt, geht es an den Feinschliff. Dabei wird noch einmal der Stromverbrauch gründlich unter die Lupe genommen und geschaut, an welchen Stellen man etwa die Recheneinheiten des Smartphones noch einige Bruchteile von Millisekunden früher schlafen schicken kann, ohne die Performance zu beeinträchtigen.

Auch das Design lässt sich nun optimieren, etwa über die Beschriftung oder Farbvarianten wie den Twilight genannten Regenbogen-Look, der sich an einem kleinen Ausschnitt aus dem sichtbaren Farbspektrum orientiert.

Firmware für die Netze
Zudem muss nun noch die Firmware individuell an die Wünsche einzelner großer Netzbetreiber angepasst werden. Denn diese setzen einige Mobilfunkstandards nicht ganz regelgerecht um, um das Letzte aus ihren Netzen herauszuholen. Hieran müs-sen Smartphones angepasst werden.

Läuft alles zur Zufriedenheit der Netzbetreiber, kann das neue Smartphone nach seiner Präsentation (das Huawei P20 Pro wurde Ende März in Paris vorgestellt) in die Shops und dann in die Hände interessierter Kunden wandern. Die wissen das Resultat all dieser Mühe dann hoffentlich zu schätzen.

Farbe bekennen
Mit dem Twilight genannten Farbverlauf zeigt das P20 Pro einen interessanten Ausschnitt des sichtbaren Lichtspektrums.