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同樣台積電5納米為什麼蘋果強

發布時間: 2023-02-17 00:59:25

㈠ 為什麼蘋果A系列的晶元性能一直如此強勁,碾壓競爭對手

關於現在在我們時代當中有一個科技產品,我們不得不否認,這對於我們人類生活發展會有很大的幫助,這就是我們的智能手機,關於智能手機的創造者,蘋果公司的前任CEO喬布斯雖然說已經去世,但是他給我們時代的創新和發展帶來了重要的轉機。那麼關於蘋果公司近些年來,他們所生產的晶元位於世界頂端行業領頭羊。為什麼蘋果公司所生產的a系列晶元性能能夠如此的強勁碾壓一眾對手?其主要原因是突出以下幾點。

三、蘋果公司在CPU的一個晶體管設計以及GPU的圖形設計方面,遠超其他行業夥伴。

最後就是蘋果公司的a系列晶元他們的晶體管設計以及g pu的圖形處理都是遠超於其他行業夥伴,例如現在蘋果公式的5納米a14處理器所採用的晶體管達到137億個晶體管數量。

㈡ 為什麼蘋果的晶元這么強

蘋果自研晶元不是昨天才開始,算起來已經有差不多10年的布局,不僅在產業中有大量的投資,還挖來了許多行業的專家。




2010年,蘋果以1.21億美元收購了美國德州半導體邏輯設計公司Intrinsity,專注於設計較少晶體管、低能耗同時具備高性能的處理器。



2013年8月1日,蘋果收購了成立於2007年的加州半導體公司Passif Semiconctor,其專長於低功耗無線通訊晶元。



2015年底,蘋果再次斥資1820萬美元,收購了一間位於加州聖何塞北部的面積7萬平方英尺(6500平方米)的晶元製造工廠。這座工廠原屬於晶元製造商Maxim Integrated Procts,其設施包括了晶元製造工具,而且工廠地址靠近三星半導體公司。


蘋果的自研晶元之路


蘋果從喬布斯時代就一直遵循著這樣的理念——蘋果應該擁有自己的半導體技術,而非依賴於其他的晶元製造商,諸如三星、英特爾和 Imagination Technologies 的零部件混搭。


圖/由Bloomberg整理


到今天為止,蘋果公司已經推出了13款A系列處理器——從最初的iPad的A4晶元,到如今其自研晶元被廣泛應用於iPhone、iPad、Apple Watch、Apple TV等全產品線中。而在2017年發布的A11 Bionic 晶元,因具備6核64位CPU,讓其集成了更高的CPU能力。


根據蘋果晶元業務負責人Johny Srouji的說法,對於每一代晶元, 蘋果一般從3年前就開始著手架構設計 ,也就說去年發布的A11 Bionic晶元早在2014年間就進行開發工作。Johny Srouji本人在2008年就加盟蘋果,負責位管理位於美國加州和以及以色列的晶元製造和測試團隊(有好幾百號人)。



除了自建團隊以外,蘋果也一直從高通挖人,2017年6月高通核心通信晶元主管Esin Terzioglu加盟蘋果。



以往蘋果基帶訂單由高通(Qualcomm)通吃,後來因為技術專利費的事情掐起來了以後引入了英特爾(Intel)成為高通以外的第二供應商,而蘋果的最終目的是能夠在未來自行研發基帶晶元,把手機、電腦等所有需要用到的晶元的設計和製造核心能力都掌握在自己手裡。


從目前的趨勢來看,蘋果晶元自研的程度會越來越高,晶元的實力也會越來越強。

蘋果每一款產品內部都裝著一顆主宰一切的「大腦」,你所使用的任何應用都要經過它的處理。事實上,這枚小小的晶元,是一門在指尖打造出一座城市的手藝。 在蘋果晶元世界,有一位幕後操刀手,或許你從未聽說過,但他的重要性卻不容置疑,甚至不遜色於任何一位蘋果高管。

他的名字叫約翰尼斯洛基(JohnySrouji),在蘋果公司內部的硬體技術部門擔任高級副總裁,掌管蘋果的處理晶元團隊。

也就是說,iPhone、iPad、AppleTV、AppleWatch等產品的中央處理器,都是在Srouji的帶領下完成設計的。如果說喬納森(蘋果軟硬體產品的首席設計師)為眾多蘋果產品帶來了精緻的外形設計,那麼Srouji和他的團隊就是控制這些產品的「大腦」。

自從在2008年加入蘋果公司之後,Srouji一直都保持著低調。但隨著蘋果晶元的信息逐漸為外人所知,這位技術天才也開始出現在聚光燈之下了。

美國知名 科技 博客Mashable在蘋果發布會後24小時邀請到蘋果IC設計團隊總監、硬體 科技 資深副總裁JohnySrouji一揭A11Bionic晶元的開發背後的秘密。

在被問到A11Bionic晶元是何時開始著手開發的?Srouji給出的答案令人咋舌。他表示,蘋果著手架構晶元,一般從3年前就開始。這意味著A11Bionic晶元早在2014年間就進行開發工作了,而當時蘋果還忙著出貨內建A8晶元的iPhone 6。

值得注意的是,2014年時,少有在手機層次上討論AI和機器學習任務的議題,然當時,蘋果在架構晶元開發之際,已經押寶手機SoC內嵌NeuralEngine(神經引擎)了。

為什麼說蘋果早在3年前就押寶iPhone手機SoC內嵌神經引擎、用來執行AI運算任務,這件事讓人另眼相看?

要知道,包括AI在內的這些先進演演算法,例如Siri,通常系在雲端上執行高階演算,因此,在用戶端便需要有網路連結。然而,iPhone X將AI技術導入手機里,顯然是想避免把用戶個人資料送出手機、送到雲端,但iPhone X的AI應用如果想要在手機層次、而非雲端層次上執行的話,這也可以解釋對於強大運算晶元的需求,因此設計了A11Bionic處理器上的一對核心。

關於晶元研究,蘋果從A4到A11的開發過程中,其實並非每一次都是從零開始的。蘋果在開發每一代的晶元時,都會先檢視前一代的架構,然後再決定到底是要據此改善、還是重新開始。

由自家的工程師來設計處理器,蘋果可以完美的將硬體和軟體進行優化和結合,同時還可以對處理速度以及電池續航能力進行掌控。

在如今的手機晶元設計行業,蘋果的戰略布局可以算是非常長久了,從2007年第一代iPhone上市起,蘋果就意識到晶元自主研發的重要性,收購了好幾家晶元公司,並通過高薪挖來各路晶元設計大師來為蘋果設計專屬晶元(畢竟蘋果有錢啊),於是藉助強大的研發團隊,蘋果自主晶元一路狂奔,從A4到如今的A11,性能往往都是領先於同行旗艦晶元的。

如果蘋果只是買來ARM授權,用ARM的公版架構是無論如何也達不到如今的性能水平的, 蘋果A系列晶元的強大來源於高效的設計理念和先進的工藝,蘋果不像高通等晶元廠商那樣需要多核心來提升性能和銷量,因為自產自用,而且成本空間更大,蘋果的晶元非常注重單核性能,藉助更大的緩存和更大面積的核心,蘋果每一代晶元幾乎能把單核性能發揮到極致,以更少的核心數量打贏核心數量多一倍的晶元。

這樣做自然是有代價的,就是大緩存+大核心+高頻率可能會帶來更大的能耗和面積,除了設計師的架構優化以外,這就要求蘋果每一代晶元必須採用當時最先進的生產工藝,A11就採用了最先進的10nm工藝,當然越先進的工藝價格越貴,不過對於蘋果來說,這點錢不算事, 因為這顆晶元所驅動的iPhone等設備就是蘋果的印鈔機。

所以蘋果晶元設計的側重點和高通、聯發科等廠商是不同的,主要就在於單核效率和核心數量上的差別,其實也不能說誰更好,但是源於目前手機軟體對多核CPU的優化程度而言,蘋果晶元少核+高效的設計理念仍會在很長時間內占據優勢。

蘋果晶元強大的另外一個關鍵就在於「因地制宜」 ,蘋果圍繞封閉的IOS系統打造專屬晶元擁有得天獨厚的優勢,IOS的多任務理念和安卓不同,所以沒有必要堆太多的核心數量,而需要把盡可能多的計算資源投入到當前任務中,我們經常看到同一個應用,在iPhone上運行速度往往更快、更流暢,因為處理器設計需要非常多的精力投入在功能驗證和性能優化上,如果設備和系統相對單一,那樣就能保證晶元的優化方向更加明確,研發團隊也能形成合力,這也是IPhone往往比同期的安卓旗艦手機使用壽命更長的原因所在(安卓手機的碎片化太嚴重了)。

不過蘋果的晶元也並非全都是自主研發,比如基帶還是依靠高通,今後可能會和英特爾合作,重要的GPU部分也已經開始完全自研,取消了和Imagination的合作,預計未來的蘋果晶元自主化程度還會更高。

總之蘋果晶元能做到這么強,就是由於其資金+人才+生態系統共同促成的,當然也離不開喬布斯當年長遠的戰略眼光,把晶元自主研發從一開始就擺到了極其重要的位置。

不是它強,是他系統優化匹配的好. 安卓四核CPU 2G運存時 蘋果才雙核 1G

運存不到,,安卓開源的配置太雜無法優化的好,而蘋果封閉就是量身定製, 系統CPU 都是定向優化的,如果那天安卓也統一配CPU型號 統一零部件,安卓也可以做的強,典型的Windows phone系統封閉的一樣很流暢

為什麼蘋果的晶元這么強?

這是很多人都不明白的點,去年的手機新款iPad Pro直接用上了A12Z,性能堪比很多英特爾晶元的筆記本。今年蘋果更瘋狂,宣布要用ARM架構替代已有的X86架構,換句話說,以後的蘋果筆記本、iMac都是用A系列晶元,並且用A12Z跑了古墓麗影這樣的大型 游戲 ,不得不說蘋果的晶元實力真的牛逼。


第一、蘋果有世界一流的硬體團隊

蘋果的晶元團隊有多牛?前ARM首席架構師在去年都入職了蘋果,擔任蘋果晶元的研發。這位架構師何許人也?那就是Arm首席CPU架構師Mike Filippo,他是Cortex A57/A72/A76三代CPU大核設計者,同時也是已經規劃和開發中的Hercules(第三代A76)、Ares和Zeus CPU的首席架構師。前面的不說,就說這A76,去年的驍龍855、麒麟980,和今年的麒麟990都是基於A76架構的。

並且這還是今年才加入的架構師,之前蘋果自己的團隊就已經足夠強大了,看看A12、A13、A12Z,哪一款晶元不是獨角獸級的。我想Mike加入蘋果,也是蘋果今年宣布轉向ARM架構的底氣所在。


第二、蘋果有足夠的時間、足夠的資金、足夠的技術儲備來發展晶元

蘋果每一代產品都是提前三年開始規劃,由此可見蘋果有多恐怖了,再看看國內市場,很多手機都是半年左右就立項拍板生產,但蘋果三年前就在設計產品了,這其中就包括晶元,其有足夠的時間來調教優化,甚至從系統層面就就開始適配,這就是優勢所在。

另外,蘋果背靠矽谷,是全球的 科技 中心,有人才,有技術,即使是供應鏈,也是全球最頂級。三星、台積電等都為蘋果代工晶元,再結合蘋果自研架構,這種優勢就被放大了。


說到底,蘋果晶元強大的原因就是單核實力強,單核相當於晶元的頂樑柱。如果把晶元看成一個球隊,那大核就是這個球隊的絕對核心,就跟前兩年的詹姆斯一樣,一人之力就可以奪冠。A系列晶元一樣有這種恐怖實力,領先兩三年的高通、海思晶元不在話下(單核)。

當然,部分消費者認為蘋果晶元實力強的原因是晶元單元面積大,且沒有集成基帶,這是一種取巧的做法。不管這是蘋果技術儲備不夠,還是討巧的做法。但結果是不會騙人的,實力確實提升了。高通、海思、聯發科不服氣一樣可以採用同樣的方法,加大晶元面積。但目前沒有廠家這樣做,這說明還是有一定難度的,當年的聯發科堆核心不就翻車了嗎,所以這晶元沒有想像的那麼簡單!


我一直強調,蘋果產品做得好,耐用,但價格貴、利潤高也是事實!不過論晶元實力,蘋果是真強,這一點不得不承認。

首先,蘋果晶元設計能力很強大,這是基礎;

其次,蘋果晶元犧牲了基帶的位置,換去大面積的CPU。

蘋果的晶元設計實力

蘋果的晶元設計,可以說是直接挖走了很多大牛和專家,所以不要以為蘋果沒有研發的實力。

蘋果的晶元研發大牛都是行業里頂級的存在。

雖然蘋果的晶元是從ARM那裡買架構,然後回來自己修改架構的。但是蘋果的修改能力有點強。大家記得iPhone5S嗎?iPhone5S是第一個支持64位的手機,晶元也是移動晶元中首個採用64位的處理器,直接倒逼當時不是64位的ARM推出64位的架構。

可想而知當時的蘋果有多強大。晶元設計能力也是杠杠滴!

犧牲了基帶,換來巨大的CPU面積

最近,iPhoneXs Max的信號差是不是刷屏了?為什麼差?很大程度是因為採用性能差的外掛基帶,同時因為全面屏的緣故導致天線設計出現問題,因此導致信號差。

本來,晶元是應該配備基帶晶元的。但是蘋果並沒有相關的技術和專利,所以蘋果的A系列並沒有配備基帶晶元。而這個空間就被CPU利用了,使得CPU的面積極大,容納了更多的晶體管。所以A系列的晶元性能很強。

【蘋果晶元為什麼這么強呢?你知道蘋果最早的處理器是三星的嘛】

蘋果最早的處理器使用的是三星處理器,對於蘋果來說,它的可能是受限於三星處理器的緣故,因此還是走上了自己研發處理器的步伐。沒有想到的是,蘋果的A處理器能夠一飛沖天,達到目前頂級處理器的步伐。


從iphone 4使用A4處理器開始,到現在的A13處理器,可謂是頗有優勢的。我們也知道A4使用了45nm工藝製程,並且在GPU方面使用的是PowerVR SGX 535,性能方面確實讓人認可。

在蘋果的A系列中,有太多劃時代的處理器,比如說我們知道的A7處理器打開了64位的大門;在A11處理器中,你見到了當時最耀眼的星,使用台積電10nm工藝,並且使用了43億個晶體管;首次搭載神經網路引擎,採用雙核設計,每秒運算次數高達6000億次。

在這里,A11處理器基本上是高度的自研,從CPU,GPU,ISP等等,A11的優勢幾乎都在不斷打破我們的設想。

所以,A處理器強,確實在於蘋果的自己研究的優勢,每一代的進步。但是,我認為蘋果A處理器強還有這些原因:

1.蘋果處理器它在手機內部並沒有搭載基帶,沒有基帶的加入,實際上對於處理器來說,優勢還是相對較大,因為會有更多的空間去排布CPU和GPU。

2.蘋果本身的ios系統和蘋果的處理器能夠相互融合,更好的突出手機處理器的性能,也更好的能夠提升手機整體的優勢,讓蘋果A處理器表現更強。

蘋果從4位處理器開始開發處理器,跟inter,amd摩托羅拉等cpu製造商競爭直到十幾年前斗不過了才退出桌面處理器市場,手機晶元市場的進入對做過復雜指令集處理器的蘋果來說,做精簡指令集處理器沒有啥難度,領先對手跟玩一樣,其他廠家都沒有蘋果資深。三星靠加工晶元起步,更沒法比。

蘋果手機晶元當年是通過收購P.A.semi獲得,這個公司堅持了認為雙核處理器就足以滿足手機對性能的要求,畢竟手機運行多線程場景不多。

安卓市場的高通和聯發科則走了另一個路子,特別是聯發科當年在性能落後於高通的情況下以多核戰術殺開一條血路,最終迫使高通跟進,於是安卓市場的手機處理器開始走上多核發展的道路,在處理器性能研發上逐漸與蘋果拉開差距。


當然如今蘋果希望增強手機處理器的多核性能也開始追求多核,不過蘋果在手機處理器的單核性能上積累了技術還是讓它繼續在手機處理器上占據優勢。

另外一個是,手機處理器性能測試軟體Geekbench有偏愛蘋果處理器的「傳統」,特別是在Geekbench4上更加偏向蘋果,在Geekbench3上高通處理器與蘋果處理器的性能差距其實並沒有今天的數據那麼大。

現今為止,因為有美帝獨裁政府的大力支持,所以蘋果晶元很強,但是,一旦美帝崩盤,蘋果晶元的強勢會很快終結。

㈢ 堪稱地表最強芯,蘋果A系晶元為什麼如此強悍

蘋果的a系列的晶元性能有多強,相信大家都清楚,因為蘋果的a11晶元就和驍龍845的跑分差不太多了,可能多核跑分上相同有優勢,但是單核跑分跑不過人家,現在蘋果12據說將搭載a14處理器,這裡面差了很大很大的空間。

蘋果的晶元這么強,顯然是人家不斷鑽研的結果,人家有足夠多的專業技術有完整的資本運作,再加上相應的政策引導肯定差不了,現在國產手機確實在不斷的進步,但是我們不能被勝利沖昏頭腦,我們想要和蘋果持平,或者說完全超越對方,還有相當長的路要走。

㈣ 為什麼iphone的CPU晶元一直領先呢

為什麼iPhone的A系列晶元的CPU內核性能一直領先安卓手機?這個問題的答案和商業模式有很大關系,換句話說,如果高通(華為也是類似道理,下面不單獨提起)站在蘋果的位置,信不信高通出品的晶元,在CPU內核性能上,比蘋果的A晶元還猛?

蘋果的商業模式是,A系列晶元自己設計自己消化,不對外銷售,也就是說,不通過直接賣晶元賺取利潤,而是通過設計性能強大的晶元為iPhone/iPad打造賣點,讓iPhone/iPad賺取利潤。

這種情況下,蘋果必須給A系列晶元堆料,堆出強大的性能後,iPhone/iPad才有賣點。

簡單說,軟體生態是iPhone/iPad的「肉」,A系列晶元是iPhone/iPad的「骨頭」,「骨頭」硬了,才能附著強大的肌肉,iPhone/iPad才有市場競爭力。

所以,蘋果可以給A系列大肆堆料,包括舍棄ARM公版內核,自己設計兼容ARM指令集的內核,加大緩存容量(高速緩存可以減少CPU讀取數據的延遲,但缺點是貴,還不是一般的貴,有時在架構相同的情況下,CPU的檔次高不高,就看緩存大不大了)。

設計晶元就像喂豬,肯堆料好比捨得用好飼料,飼料好,豬當然長得快了。

高通的商業模式和蘋果完全不同,「賣基帶送晶元」說的很形象:基帶才是高通的壓艙石,而高通能收取到多少專利授權費,基本上和能賣出多少基帶掛鉤。

至於CPU、GPU、ISP等內核,不過是為了增強基帶的市場吸引力而存在。這個可以從高通的財報找到有力的證據。2018財年,高通晶元部門(QCT)的收入超過170億美元,但凈利潤只有30億美元,而高通專利授權部門(QTL)的收入為51億美元,是晶元業務收入的30%,凈利潤為35億美元,比晶元業務足足多了5億美元。

所以,就可以理解蘋果不用高通的基帶後,高通為何要和蘋果拚命了:斷人財路無異於謀害其父母,人家當然要急了!

既然晶元是高通賣基帶給手機廠商「送」的,當然不能像蘋果那樣堆料了,否則搞的太貴就虧大了:

CPU內核買ARM的公版修改修改(又叫「魔改」),確實比直接用公版內核強,但和直接設計內核的蘋果還是沒法比啊!

CPU、GPU等內核是蘋果的基本盤,因為蘋果是一家互聯網公司;高通則是一家通信公司,基本盤是通信,反映到產品是基帶,每年占收入的20%的研發投入,基本都投到通信研發領域了。

說到底,由於商業模式不同,導致了蘋果的晶元設計重心向CPU、GPU和NPU等內核傾斜,使得其晶元性能在手機行業成為最強的存在。

很榮幸來回答這個問題。眾所周知,現在手機晶元的廠家主要由蘋果、華為、三星、高通、聯發科,其中性能最好的是蘋果、高通、華為三家。而其中蘋果手機的CPU晶元性能一直領先於同時期的其他CPU。

那這個是什麼原因造成的呢?

第一,Ios的生態系統較為封閉,從操作系統本身只有數個版本,同一CPU所需要支持的系統本版較少。而且蘋果手機的APP都是要經過蘋果的審核,確認兼容及符合蘋果公司的規定。而安卓手機恰恰相反,安卓各個版本五花八門,還有數量更多的深度修改的系統版本。這就造成了蘋果的CPU可以進行專門的優化,而安卓手機採用的CPU必須最優先保證更好的兼容性,而非最先考慮性能。打個比方,蘋果就像在高速公路開車,只要考慮很少的因素就可以了。而安卓手機採用的CPU就像行駛在國道,要考慮行人、非機動車、村莊、學校,時不時還蹦出個野生動物。同樣的車當然是高速可以開更快。

第二,蘋果手機更注重單核性能,而安卓手機卻因為多後台的策略所以需要更強的多核性能。但是在前台我們能感知的就只是單個軟體的運行速度。所以不管感受或者實際運行中都可以感覺蘋果的性能更強。

第三,更高的售價。因為蘋果手機的售價遠高於安卓手機的售價,因此所使用的工藝、材料、設計等方面可以使用更高的成本。而安卓手機CPU的廠家需要考慮晶元的售價以及手機廠家能接受的情況,不可能不計成本做一款銷售不出去的CPU。

總結如下,蘋果手機的CPU有更高的價格可以堆料,有更好的系統優化,有更加可控的軟體生態,而且還有很強的團隊,所以強大是理所當然的。這里希望國產手機的CPU能越來越強,超過蘋果!

我們都知道,每年蘋果的a系晶元發布後,都比同時代的其他手機晶元,比如高通驍龍、華為麒麟性能上都要強不少,可以說一直處於領先地位。

為什麼iphone的晶元一直領先?

1、強大的研發力量

早在蘋果第一款自主研發的晶元a4推出之前,就已經開始著手組建一支世界級的晶元研發團隊,這裡面聚集了大量在世界范圍內都是最頂尖的 科技 研發人才,保證了蘋果的a系列處理器晶元相比於同期的ARM架構晶元性能處於領先。

而得益於蘋果常年賺取了手機行業最多利潤的支撐,蘋果才有魄力長期規模化的堅持晶元開發,並大量投入到最核心的技術專利當中去。在發展過程中,蘋果收購了業界著名的晶元研發公司和半導體設計公司等,並在a11晶元之後更是用上了自己研發的gpu,可以說自此取得了決定性的領先。

2、深度定製的ios系統

得益於蘋果極其強大的軟體開發團隊,蘋果的處理器晶元可以說和ios系統匹配性極高,ios系統獨有的運行機制,使得a系晶元在系統應用的日常使用上效率很高,相比之下,安卓系統都會被不同的手機廠商修改,軟體開發也不一定是按同樣的規范開發。而安卓系統後台運行機制也比不上蘋果的墓碑偽後台機制,這也是影響流暢度的原因之一。而處理器晶元通過系統表現出來的性能差別也是因此。

iphone其實從10年前的iphone4開始就在晶元上遙遙領先了,這里主要是喬布斯時代就很早的組建了晶元研發團隊,A4晶元便是第一個成果,由於蘋果重金引進了許多晶元設計人才,所以在手機晶元領域能遙遙領先,起步早,水平高的因素非常顯著,包括英特爾和AMD的許多技術大拿都在蘋果工作過。

此外,在晶元設計理念上蘋果與其他廠商也有所不同,A系列晶元注重於單核性能提升,不管是晶體管數量還是緩存,A系列晶元的單核規格都遠遠高於其它同期晶元,在大部分APP應用對多核缺乏優化的今天,蘋果的晶元實際性能表現就明顯高出一截。

晶元的性能高低也離不開系統的配合,由於蘋果一直用自家的IOS系統,所以在封閉式的軟硬體環境里可以針對性的進行優化和打磨,從而發揮出更強的性能,而安卓手機的硬體配置和系統環境五花八門,這樣即使晶元本身夠強,也難以發揮出全部性能。

眾所周知,目前蘋果的A系列處理器可以說稱霸手機處理器,即使舊款的A系列處理器也可能要比安卓最新款的性能還要好一些,目前最好的安卓處理器麒麟990與驍龍865也比不上2018年發布的A12處理器。

通過收購不斷壯大自己

在A系列的處理的起步階段,蘋果就成立專門的晶元設計團隊,為了快速壯大自己晶元設計團隊,蘋果收購了P.A.Semi和Intrinsity。這兩家公司也是晶元設計公司,同時也是業界非常著名的晶元設計公司,這兩家公司的加入,使得蘋果A系列處理器得到了一個快速的發展。在收購其他公司的同時,也增加了自己在晶元設計行業的影響力,吸引很多的人才加入到本公司。

蘋果公司設計的晶元數量少、資金充足

與華為、高通不同的是,蘋果每年只需要設計一款手機處理器,而華為海思與高通每年需要設計很多款手機處理器,所以華為與高通的工作量要比蘋果大很多。

蘋果只做高端處理器,而華為與高通低端、中端、高端處理器進行設計。在大部分的行業,只有高端領域利潤比較大,所以相對於華為與高通,蘋果利潤更大,所以蘋果更有實力去研發新的處理器。

蘋果手機價錢較貴

蘋果所有的手機都是高端手機,價錢賣的比較貴,蘋果在設計晶元時,可以不惜一切代價的進行堆料,堆料會造成成本的上升,售價也就跟著上去了,但是對於高價的蘋果手機,還是有不少人可以接受的。

高通與華為就不一樣了,在設計晶元時不能一味的堆料,如果堆料太多,手機整體的成本就上去了,很多消費者就承受不了這個價格了。

IOS系統的加持

手機的流暢性不僅與處理器有關,有系統還存在很大的關系。蘋果的A系列處理器都是用在蘋果手機上,IOS系統本來就比安卓系統更加流暢一些,雖然近幾年安卓系統的流暢性提高了很多,但是與IOS還是有一定的差距。如果將A系列處理器放在安卓手機上,性能也會大大減弱。

為什麼iphone的CPU晶元一直領先呢?

題主問題的核心是為什麼iPhone的CPU芯一直是領先的呢?這個問題其實對於我們而言來說,我們可以從兩個方面確解析,第一個就是行業模式,第二個是本身架構自研發和核心設計的優勢。我們下面來具體來說說:

1.從商業模式來說。 其實很多人會忽略一點,說起來蘋果A系列晶元為什麼這么強就會從從硬體來說明,但是堆積硬體確實高通和麒麟也都會,但是他們為什麼沒有蘋果強,那就是定位的問題,蘋果手機A系列處理器是自研發,但是只有給自家的手機使用,本身蘋果手機定價確實很高,所以也有充足的資金來在處理器方面堆積配置,而高通和麒麟為什麼不行呢!簡單一點來說高通的晶元是對外的,所以要考慮到每個廠商的定位,就像小米每次定價都是在3000元以下,而三星在6000元的位置,如果晶元價格高的話,三星可以接受,但是對於國內走性價比路線的機型確實接受不了,也只能說做一個折中的處理。而麒麟同樣牽扯到這個方面,以為他旗下也有走性價比路線的榮耀系列。

2.從設計和硬體層面來說。 從設計層面來說的話,從設計層面來說的話,雖然都是基於ARM設計,但是授權方式不同,所以蘋果和高通都算是自研發,而蘋果確實有錢,不僅僅收購了更多做晶元的知名廠家,而且從緩存方面來說要相比高通和麒麟的晶元更加捨得用料,以及根據蘋果晶元業務負責人Johny Srouji的說法,對於每一代晶元,蘋果一般從3年前就開始著手架構設計,就像去年A13晶元早在2016年間就進行開發工作。Johny Srouji本人在2008年就加盟蘋果,負責位於美國加州和以及以色列的晶元製造和測試團隊(有好幾百號人)。

總結:

當然這里還要說到適配,ios系統的運行速度和處理器調教配合相對來說是安卓手機相比不了的,畢竟高通確實只有管理生產,而調教其實還是要看各個廠商,本身安卓端各個廠家的UI不同,所以也會有不同的效果,這確實也是一個方面,而蘋果晶元只有自身搭載使用,再加上ios系統是獨家,所以這也是蘋果晶元強勢的原因。


回答完畢

蘋果是一家特別注重主導權和用戶體驗的公司,因此主要部件就會自研以掌握核心知識產權和主導地位。而蘋果A系列的CPU之所以能一直領先,不外乎以下幾點:

第一,蘋果這么多年的積累。在喬布斯開始做手機之前就明白做主控晶元的重要性,因此通過自己組建及收購,蘋果很早就有了一支頂尖的晶元設計團隊

第二,由於蘋果是三星和台積電最大的客戶。所以這兩家製造商會格外配合蘋果並一直給蘋果最先進的工藝支持

第三,蘋果的晶元是自己專用。IOS系統也是自研,因此軟硬體的配合無人能比,可以發揮晶元的最大效能

第四,蘋果不差錢,捨得浪費,一直追求極致。所以在晶元性能上毫不妥協,一次流片不行兩次,兩次不行三次,達到指標為止。這種高標准和不妥協的精神造就了極致的高性能。換別家,沒等晶元搞出來,就弄破產了。

因此,上面幾點主要原因讓蘋果的主晶元始終屹立於性能潮頭。不過,華為的研發效率更高,相信最多三五年後,華為在這方面會超越蘋果的。

題主說的確實是事實,iPhone的A13晶元很強,但iPhone的晶元也並非處處都領先,在5G領域,iPhone的晶元也落後了,題主這里說的應該是性能的領先吧?個人認為主要A13晶元性能的領先主要有以下幾方面的原因:

工藝先進

之所以每次晶元都這么強,是因為iPhone總能用上最先進的生產工藝,台積電的大單子少不了蘋果,這幾年每次先進的工藝總要優先安排蘋果的晶元生產,A13晶元是最早用上7nm工藝的,這也保證了蘋果的晶元可以不用考慮能效問題,用力的堆料;

研發時間長

蘋果的晶元,都會花長時間進行研發,可以說蘋果的每款晶元理想都比較早,這樣以來,蘋果有著足夠的時間去進行調整,將晶元最的潛能最大的激發出來,從而大幅提高能效比,做出更優化的設計方案來。

研發資金雄厚

蘋果很有錢,這也是上面兩項的保證,我有足夠的資金讓晶元製造廠優先生產我們的晶元,也有足夠的資金來支撐研發團隊任何的揮霍,做晶元是很燒錢的,一個不滿意否掉的晶元方案,可能就是數億美金沒了,需要龐大的資金支持。

此外,蘋果還每年花大價錢收購其他晶元廠商,只有你有技術,對我的晶元有用,大價錢也要把你這個晶元公司買過來,可以說,蘋果晶元是靠著一路買買買而成長起來的。

研發單一

蘋果的研發部門其實很輕松,蘋果每年只發布一款旗艦機型,沒有中低端產品,因此他們每年只需要研發一款晶元即可,去年A12,今年A13,明年A14,這樣就很大程度上減輕了研發部門的壓力,只需要用心做好一款晶元即可。

而高通、麒麟兩個晶元廠商就不一樣了,他們要兼顧高端、中端、低端等不同價位的手機,生產不同的晶元,這無形中給了研發部門很大的壓力,可能一款有缺陷的晶元出來後,研發部門壓根不舍地斃掉這個方案,一是精力有限,二是資金有限,這就造成了研發成果的差距。

總之,蘋果能夠有這樣的成績,無非是四點:任務輕、工藝好、研發時間長、資金雄厚,也造就了蘋果如今的局面,但說到底還是有錢。

通常,每當蘋果公司發布新的iPhone時,它也會發布新的IOS系統,可能今年也不例外吧。不可避免地,每次將蘋果最新的SoC與高通,三星和華為的最新產品進行比較。一般標桿數據出來後蘋果公司每次都是獲勝者。

那麼,為什麼蘋果的SoC似乎總是能打敗競爭對手?為什麼Android使用的處理器似乎遠遠落後?蘋果的晶元真的那麼好嗎?那就讓我來解釋一下。

蘋果A11仿生

蘋果設計使用ARM 64位指令體系結構的處理器。這意味著蘋果的晶元使用與高通,三星,華為等相同的底層RISC架構。不同之處在於,Apple持有ARM的體系結構許可,從而可以從頭開始設計自己的晶元。蘋果公司第一個內部64位ARM處理器是在iPhone 5S中使用的蘋果A7。它具有一個主頻為1.4 GHz的雙核CPU和一個四核PowerVR G6430 GPU。

快進了四年,Apple的最新產品A11具有六核CPU,使用了異構多處理(HMP)和內部GPU(在Apple決定停止使用Imagination的GPU之後)。

六個CPU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。與蘋果A10一樣,蘋果A10也具有高性能內核集群和高能效內核集群,而A11能夠同時使用所有六個內核。

蘋果公司聲稱,兩個高性能內核比A10中的內核快25%,而四個高效內核比其前身中的節能內核快70%。A11由台積電在10 nm處理節點上製造,晶元包含43億個晶體管。晶元尺寸為89.23 mm2,比A10小30%。

根據我們使用iPhone 8 Plus進行的內部測試,該設備在Geekbench的單核測試中獲得4260分,在多核測試中獲得10221分。

Apple A11和驍龍835

Apple A11使用與驍龍 835相同的製造工藝。A11是六核CPU,而835是八核晶元組。A11 Bionic現在可以執行每核的進程調度,而835可以完成,而A10則不能。盡管規格相似,但A11的單核Geekbench得分是驍龍 835的兩倍。

從表面上看,六核A11的多核性能比八核驍龍 835快50%。但是如上所述,Geekbench並未測試SoC的其他部分。DSP,ISP和任何與AI相關的功能都會影響使用這些處理器的任何設備的日常體驗。但是,在原始CPU速度方面,A11無疑是贏家。

在那之前,蘋果公司和高通公司都已經在交付用於移動設備的32位ARMv7處理器。高通公司以其32位驍龍 800 SoC引領了這一領域。它使用內部Krait 400內核以及Adreno 330 GPU。

當蘋果突然宣布推出64位ARMv8 CP時,高通一無所獲。當時,它的一位高管稱64位A7為「營銷手段」,但高通公司很快就提出了自己的64位策略。

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。「 Cortex」系列內核直接來自ARM(ARM體系結構的託管人)。但是在同一年,蘋果公司宣布了其第二代內部64位CPU A8。直到2015年3 月,高通才能夠宣布其第一代內部64位CPU 驍龍 820及其定製的Kryo CPU內核。

同年9月,蘋果發布了使用A9處理器的iPhone 6S,這是蘋果的第三代 64位內部CPU。突然,高通落後蘋果兩代。

2016年,高通公司再次提供了ARM的產品,但它有所不同。ARM創建了一個新的許可計劃,該計劃允許最受信任的合作夥伴及早訪問其最新的CPU設計,甚至可以進行某種程度的定製。結果就是Kryo 280 CPU內核。根據規格表,驍龍 835使用八個Kryo 280內核,但是通常認為它具有四個Cortex-A73內核(有調整)和四個Cortex-A53內核(有調整)。對於驍龍 835,高通將公告從春季改為冬季,這意味著835是在Apple A10和iPhone 7之後發布的。

Apple的CPU內核有什麼不同?

關於Apple的CPU核心,有幾項重要的認識。

1. 64位ARM的CPU具有領先地位

首先,在基於64位ARM的CPU方面,蘋果公司幾乎領先於所有人。盡管ARM本身於2012年10月宣布了Cortex-A57,但建議的時間表是ARM的合作夥伴將在2014年內交付首批處理器。但是Apple在2013年的設備中配備了64位ARM CPU。該公司此後一直在利用早期的領導者,並且每年都會產生新的CPU內核設計。

2. Apple的SoC工作與手機發布緊密相關

設計高性能移動CPU很難。對於高通而言,因為研發確實很難,所以每次都需要很長時間。Cortex-A57於2012年10月發布,但直到2014年4月才出現在智能手機中。這是一個漫長的交貨時間,但目前交貨時間正在改變。

例如:華為Mate 9中的麒麟960在ARM Mali-G71 GPU交付給華為僅8個月後發布。有一種說法是,既然蘋果公司內部做所有事情,那麼緊密的聯系使它可以將開發周期縮短幾個寶貴的星期。

3. Apple的CPU很昂貴

根據Linley Group 2016年的一份報告, Apple A10中的Hurricane內核「大約是其他高端移動CPU的兩倍」。甚至較小的Zephyr內核也比其低功耗內核大得多,「幾乎是Cortex-A53的兩倍」。這里的關鍵是蘋果銷售智能手機,而不是晶元。結果,它有能力使SoC變得更昂貴,並在其他地方(包括最終零售價)收回資金。

4. Apple的CPU具有很大的緩存

硅要花不少錢,對於某些晶元製造商來說,其利潤率僅能節省0.5平方毫米的硅。像上面的第三點一樣,Apple能夠製造更大的晶元(就矽片成本而言),並且其中包括大容量緩存。

在Cortex-A75之前,ARM的Cortex處理器都不支持L3緩存。但是自A7以來,蘋果一直在使用大型L3緩存。蘋果A7和A8具有1 MB的L2緩存和4 MB的L3緩存。A9和A10具有3 MB的L2緩存和4 MB的L3緩存,即總共7 MB的緩存。根據Geekbench的說法,A11具有8 MB的L2緩存,沒有L3緩存。盡管Cortex-A75現在支持L3緩存(也可以支持高達4 MB和4 MB的L2緩存(每個內核0.5 MB)),但高通等晶元製造商可以決定要包括多少緩存。

5. Apple以較低的主頻生產具有寬管道的處理器

從廣義上講,SoC製造商可以用狹窄的管道製造CPU內核,但可以在高時鍾頻率下運行該管道。或使用較寬的管道,但時鍾速度較低。就像現實世界中的水管一樣,您既可以通過較窄的管道以高壓泵送水,也可以通過較寬的管道以低壓泵送水。在兩種情況下,理論上您都可以實現相同的吞吐量。ARM恰好落在狹窄的流水線陣營中,而蘋果則落在了更廣的流水線陣營中。Cortex-A75的最大頻率可以在10 nm上達到3 GHz,而Apple A10的最大頻率可以達到2.34 GHz。

總結

目前Apple產品線中CPU佔了很重要的位置,像Mac系列、iPhone系列、iPad系列都需要CPU支撐,而且本身蘋果是做產品的,所以更了解技術側和產品側大家共同的需求,更容易尋找痛點去優化CPU性能,當然主要是蘋果有雄厚的研發能力,才能去支撐這么耗錢耗時間的CPU研發。

那你覺得iPhone的CPU晶元為什麼一直領先呢?歡迎在評論區閑聊討論,大家一起學習探討。

是的,在晶元方面蘋果是真的領先太多了。

現在蘋果A15大核已經超過3.2G了,而省電模式下,雙大核降到1.5,小核滿血。即使鎖到這種情況,A15依然可以跑30分鍾原神中畫質,全程60幀,功耗3.1瓦。

而安卓方面最強的驍龍888使出吃奶的勁也不能穩60,功耗高達5.8瓦。

之所以有那麼大的差距,就是因為蘋果在架構上的設計真的無敵。 關於這點,只能說蘋果真的太有錢了,架構團隊請的全是精英!

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