為什麼其它處理器不如蘋果的
① 為什麼高通驍龍處理器比不過蘋果A系列
一、高通和蘋果的差距從第一批64位處理器就開始了
1、雖然ARM自己在2012年10月份公布了Cortex-A57(64位處理器),但是高通2014年才能發布第一批64位處理器驍龍810和驍龍808。但是,蘋果2013年的手機就有64位ARM CPU了,那就是用在蘋果5s上的A7。2014年時蘋果就發布了第二代64位處理,那就是用在蘋果6上的A8,從此蘋果就把高通遠遠的拋在後面。
2、由於2013年蘋果就出了第一批64位手機cpu,高通著急啊,2014年趕緊祭出自己的首款高端64位cpu驍龍810,但是由於當時技術不是太成熟,驍龍810剛投發市場就出現很多問題,由於驍龍810發熱嚴重,溫度一高就鎖核,性能大打折扣,當時被譽為「火雞810」,不少搭載810的手機深受其害,其中就包括小米首款大屏旗艦手機小米NOTE,真正的為「發燒」而生了。
為了追趕蘋果,高通再次發力,2015年高通把810的8核砍掉4個核換上自主架構Kryo,820誕生了!不過還是遠遠的追不上蘋果的A9,這可怎麼辦呢,高通絞盡腦汁在2016年推出820的"小改款",那就是高通821啊,但蘋果都是A10了,最後在今年,高通使出渾身解數,注意,這次高通要發大招了啊,高通史上最強處理器835隆重登場,綜合性能也就和蘋果A10打個平手,可是蘋果又出仿生處理器A11了~,分析一下高通這么多年的追逐過程,和蘋果至少相差1代產品,但高通810是敗筆啊,這么說就是相差了2代產品!,能追上嗎。
二、影響處理器性能的重要因素--緩存
在Cortex-A75之前,ARM的Cortex處理器都沒有支持L3緩存。但蘋果自從A7以來,一直在使用L3緩存。Apple A7和A8擁有1 MB L2高速緩存和4 MB L3高速緩存。A9和A10具有3 MB L2緩存和4 MB L3緩存。inter的i5處理器的緩存也不過如此啊,A11更是把二級緩存提升到8MB。
雖然Cortex-A75現在支持L3緩存,最多4 MBL2和4 MB L3緩存,但是這些都是由高通公司的晶元製造商決定是否使用的。
三、系統優化
通常說的性能,都是在操作系統之上通過應用程序測試出來的結果。因此,影響得分的不只是硬體本身的性能,還需要操作系統與處理器的配合。同樣的處理器上面用不同的操作系統,或者說同樣的操作系統做不同程度的優化配置,結果有可能差距會很大。
其實高通soc的集成度遠超蘋果,以835為例,在這小小的一塊里塞進了cpu、gpu、isp、dsp、基帶等等,這是蘋果所做不到的。
然後是性能功耗比,835cpu的a73改是arm推出的核心面積最小、效率最高的大核架構,功耗表現非常出色,能長時間維持高頻運行,可以說是目前最適合手機cpu的大核架構。而以蘋果A系歷來的表現來看,靠堆晶體管加大核心面積,雖然能把單核性能拉上去,但犧牲了功耗,實際上很難滿血運行,即使有10nm工藝也沒用,架構和製程是同等重要的!gpu部分高通優勢就更明顯了,論能效比,adreno稱第二沒人敢稱第一。
因此,只要安卓機的處理器性能沒有比蘋果機的處理器高出太多,性能想超過蘋果基本上也非常難。
最後,舉個例子,形象地說一下:
蘋果就是做高鐵的,把列車和軌道都做了,只能跑火車,其他車跑不了,做出來的火車也跑不了高速公路和其他普通馬路。
而高通做的是轎車,除了可以跑高速公路,還可以跑在普通馬路,甚至顛簸的土泥路上。
所以高通的CPU其實是犧牲了很多性能而換取了更多的兼容性。
② 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!
③ 安卓在處理器上面為何比不過蘋果呢
不知道大家有沒有發現過,安卓在處理器上面一直以來都是比不過蘋果的,這是因為兩款手機研發的廠家不同。而且蘋果的處理器都是單獨定製的,採取的是A14處理器,5nm工藝的製成,但是安卓手機的處理器都是統一製作的。
三、結語
但是大部分人有這樣一個心理,寧願花上萬塊錢買蘋果,不願花上萬塊錢買安卓,這是因為在他們的心裡有這樣一桿秤,秤的那頭主要是偏向於蘋果手機。不過蘋果手機出現的問題也比較多,像蘋果13出現的粉屏,甚至是綠屏以及卡頓,無緣無故的故障等問題,所以蘋果手機也應該查一查質量方面的問題了,不管怎樣這兩款手機各有各的好處,所以可以根據自己的喜歡前去購買。
④ 高通的處理器性能為什麼不能超過蘋果
高通和蘋果的定位不同使得高通不能一直堆性能導致不能超過蘋果。
蘋果的晶元是應用於自身,iPhone的定價本身就很高,蘋果可以負擔得起這種堆料支出,高通如果一昧的堆料,最後的價格可能令手機製造商無法承受。
最根本的原因是商業模式的差異導致iPhone的cpu可以力壓驍龍。
高通公司不生產手機。它只向手機製造商銷售驍龍晶元。手機製造商也分三六九等。高通必須考慮他們的價格承受能力,在設計手機的時候不能為了性能一昧的堆料。
在A12晶元的X射線透視圖中,緩存(Cache)占據了相當大的面積,使其晶體管數量達到69億,比高通驍龍845的55億左右大約25%
另一方面,蘋果公司的A12晶元專用於iPhone,而iPhone則是一款高端手機。價格可以完全覆蓋晶元設計堆料提升成本。說到這一點,這里要說一下堆料對於提升CPU性能的重要性。我們以Apple的A12和高通驍龍845為例。
這兩款晶元的CPU均由ARM定製授權。兩家公司都具有強大的魔改轉換能力,因此兩款晶元之間的性能差距實際上是蘋果和高通的魔改能力(如何進行堆料)。
iPhone作為一款高端手機,可以輕松承擔此費用。雖然驍龍845是安卓的旗艦晶元,但大多數Android旗艦手機(如國產手機)的價格還不到iPhone的一半。
要是驍龍845像蘋果A12晶元一樣堆料,最後價格可能太高,以至於手機製造商無法接受。因此,高通需要在性能和價格之間找到平衡點。
⑤ 為什麼高通和蘋果A系晶元都是基於arm的晶元,性能差別卻這么大
蘋果A系列晶元性能強於高通晶元,一個很重要原因就是蘋果A系列晶元沒有集成基帶,只由CPU和GPU兩個部分組成,甚至連WiFi晶元也沒有。因此在相同的體積和工藝製程下,蘋果A系晶元CPU的面積更大,上面可以集成的晶體管數量也就越多。
而高通本來是通信行業的,和手機處理器比起來,基帶晶元才是它最拿手的地方。所以高通晶元一個主要特色就是將基帶晶元也集成到了處理器當中。這樣做的好處是讓基帶晶元也和CPU、GPU一樣使用最先進的工藝製程,從而減少功耗,降低發熱量。但是手機晶元的體積那麼小,高通處理器再繼承了基帶、WiFi等模塊之後,留給CPU、GPU的空間就比較小了。因此同一時期的高通晶元在性能上是不如蘋果A系晶元的。
但是手機不是 游戲 機,決定手機使用體驗的除了性能之外還有很多方面,其中就包括基帶的信號和功耗。高通擁有自己的基帶技術,基帶與處理器之間的兼容性更好,因此網路信號質量更佳,且功耗比較低,手機發熱量小。更重要的是,由於集成了基帶,其它手機廠商購買了高通處理器之後,就相當於得到了一套完整的移動平台解決方案,基帶、WiFi、藍牙之類的都包括進去了。
相對的,蘋果A系處理器由於沒有基帶晶元,只能尋求第三方的外掛基帶。而使用外掛基帶就存在與處理器的兼容性問題,而且功耗比較高,手機發熱量大。比如iPhone XS Max使用的英特爾基帶就是基於14nm的,而同期高通晶元集成的基帶只有7nm,兩者的功耗就差了許多。更早的iPhone X由於CPU和基帶的功耗都比較高,一玩 游戲 就發熱卡頓。
比較下來,蘋果A系處理器的性能好,但是信號質量稍弱一些。而通驍龍處理器的性能不如蘋果,但信號質量更好。所以一般對手機性能要求比較高的用戶會選擇蘋果手機,但如果對信號網路質量比較高的用戶則會選擇高通手機。
ARM只是給你一個CPU的架構,但是你要設計一整顆SoC,所以發揮的空間很大。
①蘋果的晶元設計能力相當強;
②蘋果沒有基帶,很多空間;
③iOS系統把硬體性能提升一個等級;
說起iPhone5s,大家是不是想起它率先加入了指紋識別,但是它還有一個特點讓人震撼,那就是它的晶元是第一顆移動端的64位的晶元。
當然ARM架構是沒推出64位的架構的,但是蘋果覺得32位已經不夠用,直接跳過ARM的32位的架構,自己推出了64位的架構,逼著ARM後來也推出了64位的架構。你可以想像當時的蘋果設計晶元能力是多麼強大。
所以,不是說給予ARM的架構,晶元設計能力就是一樣的,蘋果有著超乎大家想像力的晶元設計能力。
早起的晶元對比高通的,沒有基帶部分、沒有ISP部分,甚至連WIFI的通訊晶元都沒有,這些空間空出來之後,全都用來做CPU了,塞入了更加多的晶體管,性能自然更加強啊。
除此之外,蘋果本身還十分捨得堆料。在晶元的緩存中,也是安卓的成倍的存在,這些成本都是相當昂貴的,但是蘋果捨得給下去,大大提高晶元的緩存性能。
你以為蘋果只有晶元的硬體優勢?蘋果的晶元很強,但是iOS的優化也是很強的。
前些年,蘋果的GPU性能跟不上,但是得益於強大的CPU幫助,還有iOS的優化,讓蘋果的性能表現提升了一個等量級。
這才是蘋果A系列晶元強大的原因。
題主說的沒錯,高通驍龍系列晶元和蘋果A系列晶元都是用的ARM的指令集,但由於設計思路的不同,兩者的CPU性能有著天壤之別。
我們知道,蘋果是第一個用上64位處理器的手機廠商,為了發掘最強大的性能,蘋果把自己的CPU做的非常強悍。於是,在當年令人無法想像的A7處理器就誕生了。
A7 Cyclone是一個很寬的架構,每個時鍾周期最多可以同時解碼、發射、執行、收回6個指令/微操作,作為比較,上一代的A6 Swift則最多不超過3個。另一方面,A7的重排序緩沖達到了驚人的192,是上代的四倍多,同時巧合的是正好與Intel Haswell架構一樣。分支預測錯誤懲罰也增加了,但幅度不大,而且又正好與Intel Sandy Bridge及其後的架構在同樣范圍內。也就是說,A7的規模幾乎已經能和桌面版的core處理器相比較了。
這種情況下,A7展現出了巨大的單核性能提升,高通方面直到驍龍652處理器發布才能夠與之相比。
高通驍龍處理器一直以來都是魔改ARM公版架構,公版架構的規模相當小,同主頻的時候公版架構性能只有蘋果A系列的一半。因此高通處理器的單核性能相對較弱,但較小規模的架構可以堆更多的核心,因此,高通處理器的多核心性能還是不錯的。我們能夠看到,驍龍845的單核性能依然不如A9,但多核性能已經接近A11了。
如果從晶元的角度來說,高通和蘋果的產品不完全基於ARM,不過,總體的印象來說,蘋果的A系列晶元確實會好過高通。下邊先列舉幾個整體性的原因,後邊說一些關於CPU的內容。
高通的旗艦晶元大多出現在年初,而蘋果的產品是在秋天,兩款晶元之間是有著半年多的時間差。比如高通驍龍845表現非常不錯,結果到了秋天,蘋果弄出來一個A12。第二年高通的855出來了,但是產品上市,鋪貨,七七八八的事情處理完成,855這樣的晶元大范圍輸送到用戶手裡可能要到年中,然而蘋果下一代又要快來了。
一般來說事情有個先後,而年份又是一個非常重要的整體概念和劃分依據,即使兩方的設計能力相當,並且都意圖設計最好的晶元,但這種時間上的差就會造成晚出來的那個會有更好的表現,也更容易使用最新的一些技術。另外,蘋果的運營效率不得不佩服,A系列晶元可以瞬間觸及用戶,技術的傳到也會帶來技術感知上的時間差。
晶元的表現是一個綜合的概念,也要通過產品來實現。由於蘋果品牌和價格上的優勢,產品屬於高端的原因,蘋果手機的整體定位傾向於市場上最好的那類,如果產品表現好,也會去部分帶動晶元的表現。
其中一個比較重要的環節在價格,依託iPhone高端上比較大的銷量,蘋果可以在晶元上大量投入,可以把高性能的晶元更好的賣出去。這種更為良性的循環可以推動蘋果設計出更好的晶元。安卓這邊由於產品擋位鋪的比較大,中低端的產品不再少數,其中一些晶元並沒有使用那麼先進的技術,而國內一些性價比的機型在突出性能的同時,在整體素質方面也會多少有些不足,這些在產品端的不足會對晶元的表現帶來不利的影響,甚至可能不能發揮晶元性能的極致。當然,這里說的不光光是跑分,晶元是一個非常綜合的東西。
這個方面其實很好理解了,也就是經常提到的優化問題。
喬布斯提到一個類似這樣的觀點,好的軟體公司都要有自己的硬體。軟體是我們接觸最直接的部分,系統相應, 游戲 表現等都是軟體的圖像帶來的直接反饋。蘋果的A系列晶元是為IOS專門定製,整體表現會占優勢。反過來說,IOS就像是一個優化器,可以把A系列的性能更好的展現出來。
手機畢竟是多功能集成的產品,IOS的規則可以更好的實現資源調度。最常見的例子:安卓的後台問題直到現在還是會多多少少拖累整機的表現。
總體上來說,由於時間差,產品定位,不同平台的問題,蘋果和高通的晶元在最終表現上確實會有差距。
不過從目前的表現來看,兩者之間的差距其實並沒那樣巨大,一則是晶元技術的發展,另外一個原因在於手機這個品類的成熟。當中檔產品已經可以滿足大部分需求的時候,高端晶元差距的感知也會變少。
問題中提到了ARM,這里簡要說幾個關於CPU的部分,也應該是熟知的部分了。
1、指令集
提到ARM,最直接的關聯是指令集。ARM定了很多規范,不過蘋果和高通如何使用這些規范則是另外一回事兒。而規范的使用和規范的制定存在相互影響,很難說蘋果的晶元就是完完全全的按照ARM的規范來,也有可能是蘋果和高通在一些地方用的好進而影響規范的制定。總之,ARM作為晶元行業中重要的一員,但並不是說萬物就基於ARM。另外,現在手機晶元集成的功能很多,ARM也並不能完全覆蓋,比如常說的人工智慧晶元,GPU,ISP,網路模塊等。
2、架構
蘋果和高通的晶元架構差別,比如A12,六核心,兩個Vorex核心,四個tempest核心。
高通驍龍855,八核心,一個prime核心,三個performance核心,四個efficiency核心。兩者在緩存,內存控制,調度極致方面肯定有很多不同。不過究竟哪個好還是會回到前邊的內容,最終的產品和平台如何使用。另外,在宣傳策略上也會有差異,蘋果經常是丟出一句,非常強,參考對象變成了英特爾。而高通這邊,除了和蘋果晶元競爭,還要面對華為,三星等晶元的競爭,總體思路上也會有一些變化。
以上還只是CPU這一個部分,整個晶元的架構和最終表現的差異最終會更大。總體來說,把蘋果和高通的晶元直接對比很難說的清楚。
最後提下這里對移動晶元的看法。相比性能,多功能集成和進一步小型化封裝或許更值得去關注。比如,apple watch的S晶元。另外,晶元是否有好的表現依託於產品,而只有產品有好的銷量才可以維持晶元的不斷進步。試想,如果沒有智能手機的興起,哪裡有ARM的一統江湖。
嚴格地來說,高通驍龍和蘋果A系列晶元採用的是ARM的架構/指令集層級授權,而並非簡單地使用了ARM的IP核心。
這個級別的授權可以對ARM架構進行大幅度改造,甚至可以對ARM指令集進行擴展或縮減,蘋果就是一個很好的例子,在使用ARMv7-A架構基礎上,擴展出了自己的蘋果swift架構。
那既然都是架構/指令集層級授權,為什麼高通驍龍和蘋果A系列晶元的性能差異那麼大?
其實單純從跑分的角度來看,驍龍的多核性能和A系列晶元不相上下。但蘋果採用的了「少核心,多性能」的策略,不計成本地增大核心面積和效率,用來換取功耗和性能。
不僅如此,蘋果設計的晶元在流水線效率、通道、帶寬和L2/L3上從不吝嗇,目的就是為了把單核的性能提高。
這樣的設計對於日常應用和 游戲 來說很占優勢,因為這些場景下CPU更多的是單核(或雙核)工作。
另外一個讓我們覺得A系列晶元性能更好的原因是iOS對於蘋果晶元的優化,正是因為蘋果不僅有自研晶元的能力,更是在操作系統上形成了閉環,使得iOS配+蘋果晶元的體驗要超過安卓+高通晶元。
從底層一點的技術上來看,由於安卓採用的Java虛擬機導致了安卓系統對資源的佔用要比蘋果iOS要多,一直以來就使得安卓手機在體驗上沒有蘋果手機流暢。
不過這兩年隨著晶元性能和內存容量的不斷提高,安卓手機的體驗已經越來越接近蘋果手機。而驍龍的GPU性能要比A系列晶元更勝一籌,所以兩者的差距事實上並沒有想像中的那麼巨大。
拿A10做例子說明:
簡單理解就是A系沒基帶,可以堆CPU配置,其它處理器需要內置基帶,核心面積有限。
蘋果A系列晶元是用面積換速度!
作為晶元設計者很難清楚,晶元其實就是速度、面積、功耗的折中,三者完全折中才是最出色的產品。當然,如果要追求高速度,那麼就要加大面積,提高功耗。
我們這里做一個簡單的比喻,我們要把8箱蘋果從樓下拿到樓上怎麼速度夠快呢?
第一種情況 :找一個跑得快的人,一個樓梯,每次上下樓用時3分鍾,每次搬一箱,那麼8箱就需要8次,用時24分鍾;
第二種情況 :找一個跑得快的人,兩個慢的人。快的用時3分鍾一個來回,慢的人5分鍾一個來回,那麼快的人搬5次,慢的人三次,總共用時15分鍾,比之前少用了9分鍾,但是多請了一個人。
第三種情況 :把樓梯改成電梯,縮短上下樓時間。那麼就要在房間里安裝個電梯,那麼時間就更多短了。
第四種情況: 就是多找幾個人,坐著電梯上下,就會更快。這樣的話,屋內的人多了,消耗多了,電梯也佔了空間,那麼就需要更多的空間。
其實晶元設計也一樣,要麼多核設計,要麼增大面積,增加電路;蘋果手機晶元內部沒有基帶晶元,所以相同的大小可以放更多的電路,那麼勢必導致其速度更快。當然功耗也隨之增加,這也是蘋果手機續航差的一個原因。
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高通和蘋果均使用ARM公司的ARM架構,為何性能差距這么大?
讓我們一起來看看,為何蘋果處理器要遠遠領先其他廠家呢。
ARM公司已經將基礎框架搭建完成,如何進一步設計則看各家公司的研發實力。
所有的一切,同蘋果高額的利潤模式同樣密不可分。
蘋果處理器晶元面積較大,並且沒有集成基帶晶元,節省了一定空間。
一個使用安卓系統,一個使用iOS系統。
設計對象的差異化,導致兩款處理器性能也存在差異。