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苹果的芯片发家史

电子工程师 来源:半导体芯精英 作者:半导体芯精英 2020-09-26 10:43 次阅读

9月16日凌晨消息,苹果公司今日通过线上方式推出秋季新品,包括Apple Watch Series 6智能手表,新一代iPad Air平板电脑等。由于疫情影响,苹果继六月WWDC全球开发者大会之后,继续通过线上(录播)形式发布新品。这也是苹果公司近10年来首次线上秋季发布会。

本次发布会之前,网上已经流传了很多所谓的“内部人士”发表了最新产品消息,例如iPhone 12增加毫米波雷达芯片,推出新的AirTags、AirPods Studio、HomePod mini、Apple TV 4K等,可谓是吊足了胃口,然而事实是,这些东西全都没出现,整场发布会仅仅就是手表和iPa,对于手捧iPhone等新Iphone的熬夜党来说,基本上这个夜算是白熬了。

但要说一点意思没有也不是,唯一让人期待的可能就是这次发布的A14芯片了,总结下来有以下几个点:

台积电5nm制程工艺,具有118亿个晶体管

6核中央处理器,性能提升40%;

4核图形处理器,性能提升30%;

16核神经网络引擎,运算能力高达每秒11万亿次;

中央处理器内置第二代机器学习加速器,机器学习计算速度快达以往的10倍。

A14仿生芯片的率先到来,除了为iPad Air性能加持外,似乎也为接下来iPhone的发布提前热了场子。而且库克以一个有趣的对比来体现IPad Air的性能优越,他们拿新的iPad Air与相同售价区间的最畅销笔记本电脑来比,厚度只有它们三分之一,重量只有它们的四分之一,但图形处理方面性能却是这些笔记本的两倍。掐指一算,苹果A系列已经经过了10个年头,相比较于隔壁PC端的英特尔,苹果每一代处理器并不都是挤牙膏设定,反而有些型号具有划时代的意义。

苹果的芯片发家史

人们爱上苹果大多是在乔老爷子再世的时候IPhone4那惊为天人的操作表现;作为苹果的处女作,A4芯片采用一颗45nm制程800MHz ARM Cortex-A8的单核心处理器,GPU为PowerVR SGX 535,L2的缓存为640KB,相比较当时如日中天的三星S5PC110,人们惊奇的发现,二者的处理器十分相似,仅仅是主频有所不同,核心的CPU架构方面没有什么变化,所以严格按照自研的定义来说,这颗芯片并不能算苹果真正自主研发的成果。

随后,时间来到2011年3月,在IPhone4大获成功的基础上,乔帮主为IPhone4s升级了A5处理器,相比较A4来说,A5的处理器架构也由之前来自于Cortex-A8架构升级到了更为强劲的Cortex-A9,相比较下来,Cortex-A9拥有更高的计算能力和更低的功耗。而GPU部分则搭载了PowerVRSGX543+,图形性能提升明显。号称 CPU 性能是初代 iPad 的两倍,GPU 是初代的 9 倍,A5X是其性能的加强版,图形处理器采用的是四核心,用于第三代iPad,图形处理能力为iPad 2上的两倍

时间继续向后推移,到了2012年9月,A6处理器横空出世,A6由苹果旗下的子公司Intrinsity设计、三星代工制造,其采用了独特架构设计,性能介于Cortex-A9和Cortex-A5之间,基于32nm工艺制程,能够动态调整CPU电压/频率特性,在核心方面,GPU集成的是一颗三核心的PowerVR SGX 543MP3图形处理单元,性能是A5的两倍多。这颗芯片给世人最大的印象就是在跑分方面,虽然没有从双核直接升级到四核,但是评测阶段却吊打了当时大部分热门四核安卓机,一路冲到了跑分榜第一名,也第一次向世人证明了,CPU性能不是简单的“堆核心”就可以了。

A7处理器相比较以往的处理器,除了在性能方面日常2倍率提升外,其创新性的图形处理方面更具有划时代意义,A7创新性的提出了:“未来机型一定要满足用户剪视频、P图等需求”摒弃了大家一起堆核心的日常操作,而是在GPU端采用了Arm-v8 64位指令集,一级自家的Cyclone架构,芯片从32nm进阶到28nm工艺,主频为1.3GHz,明眼人一看就知道其在新的研发方向上下了血本。刚在上市初,就遭到了友商们的呛声不断,然而,事实证明,64位的确是苹果一个非常有前瞻性的思想,因为消费者们发现,随着手机游戏与视频清晰度对图显要求越来越高,想要流畅体验游戏,A7处理器完全胜出。

随后,A8、A9、A10都是在A7的基础上,把核心数和处理器及GPU的性能相继提升,一直到了A10X,这款集大成之作采用了3+3的6核设计,外加了1个12核GPU,实测下载剪辑4K视频,渲染精细3D模型,创建,标记复杂的文档文稿等功能都很全面,相比于现在的A11、A12处理器,A10X的性能也毫不逊色。

A11、A12、A13处理器虽然没有再多的创新空间,但是却开启了AI的大航海时代,尤其是A11处理器带来的自研 CPU,自研GPU,自研ISP,自研解码器和风头正盛的神经网络引擎,从那一年开始,以IPhone为领头,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。到如今的A14处理器,IPhone在图像处理方面,已经集大成,机器运算性能也已经到达了巅峰,然而每年的发布会,果粉们对于新技术,新概念的期待也变的越来越少。

苹果的困局

俗话说打蛇打三寸,苹果这次Iphone跳票,给果粉们带来的失望肯定是有的,但是作为世界上最聪明的商人之一,库克肯定会有所动作,首先要考虑的是如何把Iphone12这个坑给填上,还不是简单的填上。

此前曾有消息称,因为供应链受疫情冲击,iPhone 12虽已进入量产,但进度比较落后,原因包括今年中国供应链企业与美国苹果总部沟通不畅,“双方沟通效率低了”,其次是品控压力,此前有分析师称iPhone 12相机镜头测试时出现过一些问题,而且iPhone此前一度采用英特尔基带,换回高通方案后磨合也需要很长一段时间;介于此,苹果能否在今年年底的发布会上亮相果12是至关重要的,而且作为苹果首款5G产品,如果在技术端相比较友商没有新的“花样”,很可能会消耗大部分用户的热情。

其次,苹果要面对的是对于整个手机市场技术周期的变动,目前全球共有20亿人正在使用移动手机,整个手机市场已然转入了行业成熟期,讲求的是存量市场,而相比较于小米、华为等这些通过在物联网人工智能等方面“另寻出路”的战略来说,显然苹果对于Iphone依赖度还是太高

根据苹果2019年年报,苹果服务收入包括Digital Content and Services、iCloud、AppleCare、Apple Pay 以及 Other Services,占全年总收入的23%,而Apple Watch和AirPods为代表的可穿戴设备也占据了11%的收入并逐年递增;但仔细分析你会发现,所有的这些产品都需要有一部IPhone作为前提,没有人会单独购买;再加上整个行业正在迅速PC化,利润空间会被一再压缩,苹果想要找到新的利润增长点,必须要解决IPhone的生态建立问题。

人们常常高呼“世间再无乔布斯,智能机万古如长夜”,单论iPhone而言,确实有些言过其实,毕竟如今市场已经有了百家齐放百花争鸣的苗头,而伴随着各大安卓厂商的异军突起,苹果的市场地位也遭受到了新的挑战,但不可否认苹果仍旧是一个伟大的企业,至少它曾改变过世界。

作为普通消费者,我们当然希望苹果能有更多“新花样”;而作为一个中国的普通消费者,我们也同时希望华为、小米等一众国产品牌也能够温故知新,努力发展;因为市场永远是欢迎竞争的,只有竞争才有危机意识,只有危机意识才有创新,才有更多优秀的人才来发挥自己的才能,创造出更伟大的产品。

原文标题:细数A系列芯片的“发家史” 苹果真的已经“黔驴技穷”?

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