苹果iPhone性能逆天强 A系列芯片背后秘密揭开( 二 )


进入64位处理器时代
iPhone 5s对于苹果而言是一个新的高度,除了开创手机指纹识别的先河,其搭载的A7处理器也为手机处理器打开了64位时代的大门,这款芯片无疑有着巨大的跨时代意义 。
A7采用的是全新的64位设计,采用了三星28nm制程工艺打造,使用了Arm-v8 64位指令集以及自家的Cyclone架构,主频为1.3GHz 。A7处理器的性能比iPhone 5上的A6快2倍,是初代iPhone上使用的处理器的40倍,图形能力是初代的56倍,它的理论性能比肩当时的Xbox 360和PS3 。
此外,从A7开始苹果为旗下处理器配备低功耗协处理器M系列,专门负责计算手机的各项传感器数据,并且可以保持极低的功耗 。
而此后A8,A9,A10这几代则是进一步升核心数和制程工艺,性能也节节攀升,从20nm到16nm,苹果也在这几年在台积电和三星之间反复横跳 。
值得一的是,A9和此前产品相比最特别的就在于当时苹果实行的双代工厂战略,A9的代工订单同时交给三星和台积电两家公司分别进行 。
但是因为三星是14nm,台积电是16nm,两种工艺制作出来的芯片存在明显差异,台积电代工版本在能效发热的表现更好,这在当年还引起过轩然大波 。
或许正因为如此,苹果在第二年发布的A10处理器上,便全部更换为台积电代工,以免出现A9处理器上那种尴尬局面 。

苹果iPhone性能逆天强 A系列芯片背后秘密揭开

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Bionic(仿生)的到来
时间来到2017年,这是iPhone发布的第十个年头,这一年对苹果来说,无论是A系列处理器还是iPhone都进入下一个时代 。iPhone 8为之前的iPhone设计语言画上完美的句号,而全新的iPhone X则开启了全面屏及Face ID的新时代 。
那年的A11 Bionic堪称性能怪兽 。A11采用台积电当时最先进的10nm工艺制程,拥有43亿个晶体管,采用六核心的设计,大核性能相比A10升25%,4颗小核相较A10升70%,多性能处理升75%;搭载的GPU是苹果自研的三核心GPU,性能较A10性能升30%,而功耗则降低了50% 。
此外,A11首次搭载双核神经网络引擎,每秒运算次数高达6000亿次,主要胜任机器学习任务,能够识别人物,地点和物体,最典型的应用便是其首次推出的Face ID及其衍生功能动画表情 。
对于苹果来说,A11处理器更有意义地方在于其是苹果当时自主程度最高的一代A系列处理器,当中包括自研CPU,自研GPU,自研ISP,自研解码器等等 。
当然还包括神经网络引擎,也是从那一年开始,几乎所有手机厂商都把AI运算能力当做宣发PPT的主打页面,AI时代就此开启 。

苹果iPhone性能逆天强 A系列芯片背后秘密揭开

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A12 Bionic处理器是业界首款7nm芯片,它仍然是基于苹果自研的Fusion架构打造,根据苹果给出的数据显示,2个大核升15%,4个小核功耗表现升50% 。
该处理器在GPU部分采用新一代自研芯片,核心数升至四核,官方宣称性能升50%,而升级幅度最大的莫过于神经网络引擎,从双核飙升至八核,能够实现每秒50000亿次计算 。

苹果iPhone性能逆天强 A系列芯片背后秘密揭开

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苹果A13处理器采用的是台积电第二代7nm工艺,专为高性能和低功耗而量身定制,塞下了85亿个晶体管,其CPU部分由两个大核和四个小核组成,相比于前代,两个性能核心速度最高可升20%,能耗最多可降低30%,四个能效核心速度升了20%,而能耗方面则降低了25%之多 。
而GPU部分,苹果表示它针对Metal框架进行了优化,拥有四个内核,性能升了20%,功耗比上代低了40%;配备八个神经网络引擎,大家可以理解为NPU之类的东西,性能较上代升了20%,能耗降低15%,它为三摄系统、Face ID与AR类APP供强大的性能支援 。非常适合高性能游戏和最新的增强现实体验 。


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