一般來說, 蘋果公司宣布推出新iPhone時, 隨之也會推出一款全新的系統級晶片, 同往常一樣, 今年新推出的iPhone 8, iPhone 8 Plus和iPhone X都使用蘋果自研發的A11仿生處理器.
蘋果最新的SoC(晶片, 處理器)與高通, 三星, 華為的最新產品都不可避免地進行比較, 結果當然是蘋果完勝. 那麼, 為什麼蘋果的SoC似乎總是打敗競爭對手? 為什麼Android的總是落於人後? 這裡需要好好解釋一下.
先從蘋果A11仿生處理器開始
蘋果晶片的設計使用, 都是源於ARM(公司)的64位架構的處理器, 這意味著蘋果與高通, 三星, 華為等廠商, 均使用相同的RISC晶片架構.
但不同之處在於, 蘋果擁有ARM的架構許可證, 允許它從頭開始設計自己的晶片. 蘋果公司的第一個64位ARM處理器是iPhone 5S中使用的A7晶片. 擁有雙核心, 主頻率為1.4 GHz, 並採用四核PowerVR G6430 GPU(圖形處理器).
而蘋果最新推出的A11新品, 擁有六核心, 採用異構多處理(HMP)和自研發的GPU. 其中, 六個內核由兩個高性能內核(代號為Monsoon)和四個節能內核(代號為Mistral)組成, 並能夠同時用所有核心進行工作. 比上一代A10分開工作的高性能核心集群和高能效核心集群更加出色.
蘋果聲稱這兩個高性能內核比A10內核快25%, 而四個高效核心的能力比A10的節能核心快了70%. 工藝方面, A11採用台積電的10納米製造工藝, 晶片包含43億個晶體管. 尺寸為89.23平方毫米, 比A10小30%.
來自iPhone 8 Plus的跑分測試, 該設備在Geekbench的單核測試中得分4260, 在多核測試中得分為10221.
我們來對照一下高通驍龍835
看圖說話, 蘋果A11採用與高通驍龍835相同的製造工藝. A11是六核CPU, 而835是八核. A11仿生處理器可以在每個核心上進行進程調度, 835也可以做, 但A10不能. 儘管有類似的規格, 但是A11的單核Geekbench得分是高通驍龍835的兩倍.
為什麼?
這裡有個前提, Geekbench不會測試SoC的其他部分. 像DSP, ISP和任何與AI相關的功能, 都將影響這些處理器設備的日常體驗. 但僅僅速度上, 蘋果A11更具毀滅性.
在這裡需要來一段蘋果和高通的競爭曆史課
目前可以肯定的是, 蘋果公司在2013年宣布推出64位A7晶片後, 高通就追不上了. 在那之前, 蘋果和高通都出貨生產32位的ARMv7處理器, 並應用在手機上. 當時高通32位的驍龍800處理器還處於領先地位, 與之配合的映像處理器Adreno 330命運也很好.
而當蘋果公司突然宣布推出64位ARMv8晶片時, 高通意識到危機, 但是手上什麼都沒有, 雖然不久之後高通的64位處理器也來了.
相隔一年的2014年4月, 高通推出了具有四個Cortex-A57內核和四個Cortex-A53內核的驍龍810, 這是一款不完善的64位處理器. 但在同一年, 蘋果公司宣布推出其第二代內置64位的A8處理器.
直到2015年3月, 高通才宣布推出其第一代內置64位處理器, 即驍龍820與其定製的Kryo CPU內核. 同年9月, 蘋果公司已經推出第三代 64位處理器, 即iPhone6S採用的A9, 整整領先高通兩個版本.
2016年, 高通公司的產品再次迎來更新. 來自ARM最新的CPU設計, 高通量身定製開發出了Kryo 280 內核架構, 也就是驍龍835處理器, 採用四個Cortex-A73內核(具備調整功能)和四個Cortex-A53內核(具備調整功能). 發布時間為2016年冬季, 欲對標蘋果iPhone7的A10處理器,
然後就到了今年iPhone8的A11處理器了, 與之對標的2018高通旗艦處理器還未出現.
蘋果的CPU內核有什麼不同?
一, 雖然ARM自己在2012年10月份公布了Cortex-A57(64位處理器), 但在時間上, ARM的合作夥伴將在2014年才能發布第一批64位處理器. 但是, 蘋果2013年的手機就有64位ARM CPU了. 並從此設法將這一年的距離拉大, 事實如此, 蘋果每年都會有一個新的CPU核心設計.
二, 蘋果設計的晶片與手機發布緊密相連, 雖然設計高性能的手機CPU很難, 但是高通想要適配那麼多安卓手機則更難, 需要更長的時間. (Cortex-A57於2012年10月發布, 但直到2014年4月才出現在智能手機上. )
三, 蘋果的CPU很大. 在這項競爭中, 大則意味著貴. 據Linley集團的2016年報告, 蘋果A10的核心 '是其他高端移動CPU的兩倍' . 即使較小的Zephyr內核比其低功耗的晶片要大得多, '幾乎是Cortex-A53的兩倍' .
這裡最關鍵在於, 蘋果賣的是手機, 而不是晶片. 因此, 它可以使晶片用料很貴, 並在其他地方收回資金, 包括所使用晶片的手機最終價格.
四, 蘋果的CPU有很大的緩存, 裡面所用到的矽材料同樣很貴, 對於一些晶片製造商而言, 其利潤率甚至可以靠節省0.5平方毫米矽片來實現, 但就像剛才說到的, 蘋果在這方面無需拮澀.
在Cortex-A75之前, ARM的Cortex處理器都沒有支援L3緩存. 但自從A7以來, 蘋果一直在使用大型L3緩存. Apple A7和A8擁有1 MB L2快取記憶體和4 MB L3快取記憶體. A9和A10具有3 MB L2緩存和4 MB L3緩存, 總共為7 MB緩存. 根據Geekbench的資訊顯示, A11具有8 MB的L2緩存, 沒有L3緩存. 雖然Cortex-A75現在支援L3緩存, 最多4 MB和4 MB L2緩存(每個核心0.5 MB), 但這些都是由高通公司等晶片製造商決定是否使用的.
總結
不可否認, 蘋果擁有世界級的CPU設計團隊, 在過去幾年中一直在世界各地生產出最好的SoC. 蘋果的成功並不是魔術.
在蘋果你可以看到, 優於其競爭對手的開發應用實踐, 以及每次僅為一兩款產品開發的堪稱奢侈品的晶片. 正常情況下, 蘋果是處於絕對領先地位的, 高通三星華為都將面臨大黑天, 除非:
一, 蘋果作死
二, 晶片廠商不顧利益的聯合打擊
