Slik blir fremtidens mobiltelefon

Er det én ting som er sikkert, så er det at det kommer nye generasjoner mobiler hvert år. Det ser ut til å ha blitt en slags naturlov med røtter i behovet for å tekkes kundene og selge mobiler med svært høy margin.

Samtidig ser vi at det er små endringer fra år til år. Bare store nok til at de ivrigste kundene velger å bytte. Dette kalles avtagende grensenytte: Den første mobilen har enorm bruksverdi, men den tiende tilfører ikke veldig mye mer.

Det ser ut til at mobilen har funnet en form som passer de fleste. Den har en skjerm på mellom 6 og 7 tommer, er utstyrt med to til tre kameraer bak og ellers alt man trenger av sensorer. Billige og kostbare mobiler har de fleste egenskaper felles, selv om de med høyest prislapp kan tilby bedre skjerm, prosessor og kameraer. Da er det ikke rart at heller ikke smarttelefon-stigen fortsetter inn i himmelen.

Nedgang

Det er to åpenbare trender som har gjort stigen kortere. Omsetningen av smarttelefoner toppet seg i 2018. Ifølge markedsanalyseselskapet Statista ble det da solgt nesten 1,6 milliarder enheter. I fjor sank dette til litt over 1,3 milliarder. Grunnen er at nesten alle i hele verden allerede har en slik. I tillegg har kvaliteten økt, og grunnen til å bytte er redusert – ikke minst på grunn av stadig færre viktige nye egenskaper.

I tillegg kommer nå EUs krav om enklere batteribytte og reparerbarhet, som vil forsterke denne trenden. Det samme gjør et mye større og bedre organisert marked for brukte mobiler. Det er ikke bare maskinvaren som varer lenger. De dyre modellene garanteres mange år med oppgradering av operativsystem og sikkerhet. Google Pixel 8 leder an med hele sju år, og Samsung har fulgt opp. Det er nok lenger enn noen planlegger å beholde telefonen.

Uansett nedgang representerer spesielt de dyreste smarttelefonene en så enorm profitt at produsentene trenger å komme opp med nyheter nok til å holde omsetningen i gang, så vi kan forvente mye morsomt i årene framover.

Nye formfaktorer

Formen på fremtidens mobil vil påvirkes av tekniske muligheter og brukernes ønsker og behov. Samsung har allerede kommet til femte generasjon av sine brettbare mobiler: Fold, som kan brettes ut og avdekke et indre nettbrett, og Flip – som kan brettes over og ta mye mindre plass.

Motorola, OnePlus og flere andre er godt i gang med slike modeller. Kanskje kommer også mobiler hvor du kan rulle ut mer skjerm, som fra en indre rullegardin. Det er vel også sannsynlig at vi kan få mobiler som er helt bygget inn briller. De vil også kunne gi oss 3D-opplevelser, men vil vanskelig kunne ta selfier.

De nye formfaktorene vil uten tvil få en andel av markedet, men de vil neppe overta. Vi er blitt godt vant med den flate plata. Fraværet av et hengsel gjør dem også billigere å produsere.

Kameraer

Det er liten tvil om at kameraet har fått en hovedrolle i dagens, og sikkert også fremtidens, mobiler. Typisk har telefoner nå tre eller fire bak for å ta seg av ulike optiske områder, mens de billigste nøyer seg med to. Det viktigste er hovedkameraet, som har gjennomgått en voldsom utvikling gjennom mer enn 20 år.

Det er fysiske begrensninger for hva det er mulig å oppnå i dagens mobilkameraer. To svært viktige parametere er sensorarealet og blenderåpningen. De største sensorene har en sensorstørrelse på det vi omtaler som en tomme, men som i virkeligheten er på ca. 128 mm². Det er nesten dobbelt så mye som i Samsungs og Apples toppmodeller, men mye mindre enn netthinnen i øyet, som er vår «sensor», og som har et areal på rundt 1000 mm².

Blenderåpningen, som bestemmer hvor mye lys som slippes inn på sensoren, kan sammenliknes med pupillen i øyet. Den har gjennom mange år beveget seg nedover til godt under F2.0.

Men det er på selve pikselnivå bildet skapes. I en høyoppløst silisium-bildesensor er de individuelle sensorene veldig små, helt ned i 0,6 µm. Da må signalene, i form av elektroner som slås løs av fotonene (selve lyset), konkurrere med egenstøyen i sensormaterialet. Hadde det ikke vært for veldig gode algoritmer, hadde bildene neppe sett særlig pene ut. Jo mindre lys det er, jo færre fotoner, men like mye egenstøy. Altså blir signal/støy-forholdet dårligere jo mørkere det er, men ny teknologi kommer til unnsetning.

I fremtiden vil såkalte SPAD-sensorer, Single-Photon Avalanche Diode, gjøre at det holder med ett enkelt foton for å skape et ras av elektroner i en slik piksel. Det sørger for et spenningsfelt på rundt 20 volt. Slike sensorer kan nesten «se i mørket», og de kan fryse hurtige bevegelser mye bedre. Det tar nok en del år før vi får slike inn i mobiler, og om de vil erstatte hovedkameraet gjenstår å se.

Det er også en rivende utvikling av den tradisjonelle sensorteknologien.

Skjermen

Det er vanskelig å slå formatet på dagens skjerm. Telefonen skal ha en som er så stor som mulig, men gå ned i lomma og være god å holde i. Det kan se ut som om skjermer på mellom 6 og 7 tommer er det optimale.

Det som vil skje, er at vi får bedre og mer lyssterke skjermer. Skjermer basert på mikro-LED vil nok på sikt erstatte dagens OLED. Dette skjer ikke bare i mobiler, men også i TV-er, PC-er og smartklokker. Utfordringen er å produsere dem billig nok og få strømforbruket så lavt som mulig.

Men det har skjedd før at når den nye teknologien er klar, har den tradisjonelle utviklet seg så mye at det ikke lenger er bruk for den. Samsungs nye mobilskjerm, som sitter i årets S24 Ultra, har en AMOLED-skjerm på utrolige 2600 nits, og det er neppe slutt med dette.

En annen teknologi som vil melde seg, er holografiske skjermer. De kan vise bilder i 3D, men uten at det trengs briller eller et linselag oppå skjermen som sørger for å separere bildet som hvert øye ser. Det vi bli litt som hvordan man kommuniserer i Star Wars, men i mye høyere kvalitet.

Mer kraft

At det kommer nye mobilmodeller hvert år, har også skapt et årlig oppgraderingsbehov for prosessorene. Apple har lenge ledet ytelsesracet, men nå har Qualcomm tatt igjen forspranget og lagt seg foran på KI-siden. Det er nok her utviklingen kommer til å bli heftigst. Det er ikke mange som klager på toppmodellenes ytelse, men nye og kraftigere NPU-kjerner, som kjører lokal kunstig intelligens (KI) og maskinlæring, vil gi utviklerne veldig mange nye muligheter.

Dyre mobiler i dag har trådløs, rask lading. Svært mange moderne biler kan lade mobilene trådløst, og det er med på å drive markedet. Har du bil med trådløs lader, vil du også kunne lade mobilen. Den nylig forbedrede Qi2-standarden vil innføre magneter, som Apple bruker i MagSafe. De holder laderen på plass og sørger for best mulig effekt. Den vil lade med 15 watt, men dette vil øke over tid.

Det er åpenlyst at fremtidens telefoner vi få bedre batterier. De vil vare lenger og få mer kapasitet. Etter at elbilene kom, er det de som driver utviklingen som mobilene får glede av. Det er neppe å ta i å si at telefonene vil doble batterilevetiden de neste ti årene. I tillegg til at elektronikken vil bruke mindre strøm.

Fastlege

Mobilen har ikke de sensorene som trengs for å overvåke helse på alle måter, men den er ofte koblet til en smartklokke som har et vell av sensorer – og flere vil det bli. Sammen kan denne kombinasjonen tilby så å si kontinuerlig overvåkning av helsesituasjonen din. Slike tjenester er allerede et faktum fra franske Withings, som presenterer en omfattende helseanalyse på telefonen som hentes inn fra klokker, vekter og mye annet utstyr. Om ti år er det sannsynlig at det er utviklet riskornstore sensorer som plasseres under huden under klokka og som via den kan rapportere data fra kroppsvæsker til mobilen.

Selv i dag er det apper som kan oppdage tegn på Parkinsons sykdom ved å analysere data fra akselerometrene og gyroskopene over tid. Men så mange sensorer som finnes i en mobil, i kombinasjon med KI-basert analyse, er dette bare en sped begynnelse.

Nye bånd

Du trenger ikke være synsk for å slå fast at mobiler i 2030 vil ha 6G, i tillegg til både 4G og 5G. Utviklingen av teknologi for den nye kommunikasjonsstandarden 6G er godt i gang, selv om de første studiene til standard først vil se dages lys i 2025, for så å bli vedtatt i 2028 om alt går som planlagt. 6G er i enda større grad enn tidligere standarder beregnet på mye mer enn mobiltelefoner. Standarden vil fortsette utviklingen som skjedde fra 4G til 5G og bli enda mer programvaredefinert enn før. Det vil redusere behovet for spesialelektronikk og gi større fleksibilitet i utviklingen.

6G vil sette mer fokus på bærekraft og redusere kraftbehovet i alle ledd i kommunikasjonskjeden. Her er det mye å gå på. Slik utvikling gjør det mulig med såkalte «zero energy devices». F. eks. sensorer som får nok strøm til driften og kommunikasjon ved å høste solenergi, energi fra termiske forskjeller og andre små energikilder. Her er også mulig å utvikle mobilen selv som en edge-enhet som kan tilby datakraft til andre enheter ved behov.

Vi kan forvente at 6G tar i bruk nye, høyere frekvensbånd slik at radiobølgene får mer plass å boltre seg på, men standarden er også ventet å gi bedre dekning i de lavere. Det snakkes om hastigheter på opptil 1 Tbit/sek, men neppe til mobiler på veldig lenge. Den såkalte spektrumseffektiviteten kan tredobles opptil 100 bit per sekund per Hz, og forsinkelsen kan krype ned mot millisekundet.

Når 6G er etablert, kan operatørene begynne å planlegge utfasing av 4G. 5G får nok leve til 7G er tatt i bruk etter 2040.

Alt endres med KI

Det å kunne bruke mobilen til å sende nødmeldinger via satellitter, er allerede et faktum. Det var Apple som lanserte muligheten til å kommunisere nødmeldinger, men Samsung har nå lansert en mer omfattende tjeneste. Kanskje vil du kunne snakke via satellitter om noen år, når du ikke har kontakt med basestasjoner på bakken.

Svært mange telefoner har allerede et digitalt SIM-kort innebygget, såkalt e-SIM. De vil nok overta helt for fysiske SIM-kort etter hvert. Det er billigere og enklere og mye bedre for brukerne, som mye lettere kan bytte operatør.

Men knapt noe vil endre mobiltelefoner mer enn den KI-bølgen vi er inne i. Den slår jo ut over alt, men de nyeste mobilene har den fordelen at de har prosessorer som nå kjemper sin egen kamp om å tilby mest mulig beregningskraft for KI på brikken. Før har mobilprosessorer hatt et antall CPU- og GPU-kjerner. Når har de også NPU-er, Neural Processing Unit, som tilbyr svært raske beregninger av KI for alle slags apper på telefonen uten å bruke mye energi.

Det er vanskelig å se dypt inn i KI-krystallkula, men det er åpenbart at kunstig intelligens vil kunne gi mobilkameraene et nytt løft mot bedre bilder. KI kan også utnyttes direkte fra mikrofonen for å gjenkjenne stemmer og generere møtereferater – så lange eller korte som du vil ha.

KI vil også kunne bli motoren i en personlig assistent, en slags digital butler. Hvis den gis tilgang til all informasjon om deg som mobilen allerede samler inn, vil den kunne hjelpe deg veldig mye bedre enn programvaren vi bruker i dag. Slik programvare kan til og med overvåke endringer og gi deg råd om helse og veldig mye annet.

Bryter med grenser

Vi ser allerede i dag mobilbasert programvare som oversetter samtaler i nesten sanntid, og Samsung satser veldig på dette i sine nye toppmodeller. Dette vil åpenbart bli bedre drevet av datakraft og KI. Det betyr at alle vil kunne snakke med alle på sitt morsmål og høre samtalepartnerne på det samme språket, men med deres egen stemme. Prosesseringen skjer i mobilen, men samtalen foregår best via øreplugger. Samsungs nye toppmobiler er allerede i gang med de første slike tjenester.

Noen KI-anvendelser vil kreve veldig mye datakraft. Mer enn det mobilen kan by på. Det å hente kraft og informasjon fra sentrale dataskyer er tregt og ineffektivt. Mer sannsynlig er det at fremtidens basestasjoner vil tilby såkalt edge computing som kan assistere bærbare enheter som mobiler.

På den annen side vil KI også kunne bidra med å redusere kraftbehovet i mye av sensorene og appene vi nå bruker i dagens mobiler. Det vil bety at fremtidens mobilprosessor, som bruker mye strøm i dag, vil kunne redusere kraftbehovet betydelig ved å overlate jobben fra CPU-er og GPU-er til NPU-er.

Kilder: Telenor, Telia, Samsung og Sony

Artikkelen ble først publisert i TU-magasinet, nr. 1/2024