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蘋果集成了近160億個晶體管的A16仿生芯片,成iPhone芯片的速度之王

2022-09-16
來源:潛力變實力

眾所周知,在手機芯片領域,蘋果絕對是王者般的存在,因為蘋果的A系列芯片,可以做到領先安卓芯片一代。比如蘋果的A系列芯片,一向是上一代的蘋果A芯片,能夠對比最新一代的高通、華為、三星的芯片。很多人就不理解了,使用的都是ARM的架構,為何蘋果強這么多呢?

很多人分析之后,認為蘋果之所以這么牛,自研CPU核是關鍵,而高通是基于ARM的公版CPU進行魔改的,本質還是ARM的CPU核。至于華為麒麟芯片,則是直接使用的ARM的公版CPU核,而三星也是在使用ARM的公版CPU核,稍微改了一點點。而ARM的CPU核不給力,而蘋果自研的CPU核已經超過了ARM的CPU核,所以蘋果的A系列芯片,遠比使用ARM的CPU核的安卓芯片強。

蘋果是從A6處理器開始,就拋棄了ARM的公版CPU核,自研CPU內存,先是推出了基于ARMv7設計的Swift架構,比同期高通魔改的的Krait 300強而到了A7時,蘋果就設計出了基于64位ARMv8架構的Cyclone內核,遠超ARM。而到A8芯片時,改進的Typhoon架構提升了處理器25%的性能。到A9芯片,采用了第三代64位架構的Twister內核,CPU性能比A8又提升了70%,

蘋果就是這樣一代一代的更新自己的CPU核,從而獲得超強性能,越來越領先于基于ARM公核的高通、華為、三星等芯片。而蘋果的M系列芯片,也由于采用了自研的CPU核,GPU核,所以性通超過了intel,也遠比高通使用ARM核設計出來的PC芯片比如8cx Gen3強。

所以蘋果可以在PC上替代intel芯,并吊打intel/AMD,而高通推出的ARM架構的PC芯片,大家只能當作玩具,根本就無法與intel/AMD比拼。當然,自研CPU\GPU好處良多,可以自己控制,不用看ARM的臉色,但是真不是誰都玩得轉的,沒有高超的技術,雄厚的資金,還是老實使用公版好,別去搞自研了,說不定自研的還不如公版呢,比如三星就是如此,自研的CPU,最后還不如公版。

根據目前的消息,A16芯片將采用臺積電N4P的第三代5nm工藝制程打造,并且帶來了一些相對溫和的性能提升。相比起原來的 5nm “N5” 制造工藝,N4P 提供了 11% 性能提升、22% 能源效率提升以及 6% 密度提升。

A16芯片晶體管數量將從150億個增加到 180-200億個,同時,其CPU速度或將得到15%的提升。此外,A16 仿生芯片由兩顆高性能核心和 4 顆高能效核心組成的 6 核中央處理器帶來的速度提升至高可達 40%,采用經加速的 5 核圖像處理器,內存帶寬提升多達 50%,極為適合運行圖形密集型游戲和 App,而全新 16 核神經網絡引擎的處理能力高達每秒 17 萬億次運算,這枚芯片可在耗電量極低的情況下提供更高的性能,從而實現全天候電池續航。

昨天,有人對搭載A16芯片的iPhone 14 Pro Max進行了跑分測試,雖然單核成績依舊無敵,但多核成績不盡如人意,相較 A15 沒有任何提升。但從最新一次的跑分中可以看出,這次多核成績有了大幅提升,達到了 5455 分,單核成績則變化不大,為 1887 分。

作為高通和聯發科的旗艦級芯片,驍龍8+的單核成績為1323分,多核為4332分,而天璣9000+的單核成績為1343分,多核為4404分。可見 A16 仿生芯片無論是單核成績還是多核成績都大幅領先安卓陣營的競爭對手,這還是在A16相較A15并沒有明顯提升的情況下,這也意味著搭載A15的iPhone 13全系列以及iPhone 14基礎版依然要強于所有安卓手機。

這次搭載A16芯片的iPhone 14 Pro系列配備“靈動島”藥丸屏幕以顯示警報和后臺活動、更亮的顯示屏和 AOD 息屏顯示功能、A16 仿生芯片、新的配色等。同時在發布會上,蘋果還宣布iPhone 14 系列支持衛星通訊和 SOS 緊急聯絡。衛星通訊前兩年免費,11 月份將在美國和加拿大地區率先推出。

不知道是從什么時候開始,我們逐漸不再關注手機的跑分,轉而關注一個比較新鮮的名詞:芯片能效比。通俗地講,用戶不再關心手機性能有多強,而是擔心它的發熱是否嚴重。說起來,我們的心態之所以有這么明顯的轉變,很大程度上和驍龍888有關。

由于三星5nm工藝的實際水平遠不如TSMC 7nm工藝,導致驍龍888的能效罕見地出現了倒退,功耗也超過了普通手機的散熱承受能力。它讓我們第一次發現,原來旗艦芯片的實際體驗可能還不如中端U。跑分不是關鍵,能效比才是評價芯片強弱的標準。

當思考邏輯變了之后,我們也逐漸認清了一個事實:若考慮芯片能效的差距,高通驍龍和蘋果A系芯片之間的差距很大。比如驍龍8Gen1,CPU能效水平還不如A13。

問題來了,蘋果A系芯片到底是從哪一代開始把高通甩在身后?這是值得探討的,講清楚這個問題,不僅可以讓你對安卓重拾信心,而且也對iPhone的性能優勢有清晰的認知。

驍龍835對標產品為A10,兩款芯片的GPU性能差距不大,A10最高能跑43幀,驍龍835最高能跑39幀。但是要注意,驍龍835的持續跑分能維持在35.5幀,而A10持續跑分只有26幀。論性能持續釋放能力,驍龍835反而比A10更好。

可以看出,驍龍835神U之名不是白來的。不過,驍龍835碾壓A10的根本原因,在于吃到了工藝制程的紅利。彼時驍龍835剛好用上了10nm工藝,而A10采用的是16nm工藝,并且架構是基于A9的超頻版,功耗根本控制不住。

驍龍855對標產品為A12,雙方都采用臺積電7nm工藝,比的是誰的架構更先進。在這種情況下,A系芯片的先進架構優勢就體現出來了。在GB4中,驍龍855的跑分是單核3525,多核11300。A12的跑分則是單核4850,多核11600。據國外媒體報道,在今日凌晨1點開始的以“超前瞻”為主題的秋季新品發布會上,蘋果公司推出了外界期待已久的iPhone 14系列智能手機,時隔多年重啟Plus命名,4款分別是iPhone 14、iPhone 14 Plus、iPhone 14 Pro和iPhone 14 Pro Max。

同此前分析師和研究機構預計的一樣,蘋果今年推出的iPhone 14系列,在芯片上史無前例的出現了分化,Pro系列搭載A16仿生芯片,另外兩款則是iPhone 13 Pro系列同款的A15仿生芯片。

對于新推出的A16仿生芯片,是他們第一款基于4nm制程工藝打造的芯片,蘋果方面透露集成了近160億個晶體管,是iPhone芯片到目前為止最多的,從速度到能效都出類拔萃;更快的6核中央處理器,能流暢高效處理各種繁重工作;5核圖形處理器,顯存帶寬提升50%,能勝任新一代手游的復雜圖形處理任務;先進的圖像信號處理器,驅動四合一像素傳感器帶來廣闊的創作空間;神經網絡引擎運算能力接近每秒17萬億次,可逐顆像素分析并優化照片;高能效表現,令A16仿生芯片持久保持疾速運行。

同A15仿生芯片一樣,A16仿生芯片內的安全隔區,守護著用戶面容ID數據、通訊錄等個人信息的安全。

蘋果方面表示,集成了近160億個晶體管的A16仿生芯片,是iPhone芯片的速度之王。但就晶體管的數量而言,A16的增速是不及上一代。蘋果iPhone 13系列所搭載的A15仿生芯片集成150億個晶體管,較A14的118億增加32億個,增加近30%。



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