9月10日消息，今日凌晨，伴隨著蘋(píng)果新iPhone問(wèn)世（浴霸三攝iPhone11發(fā)布！價(jià)格狂降千元，現(xiàn)場(chǎng)叫板華為芯片），蘋(píng)果年度旗艦手機(jī)芯片A13仿生芯片來(lái)了！
圍繞旗艦手機(jī)AI芯片，蘋(píng)果已同華為、高通連續(xù)過(guò)招兩年，并且在前兩代綜合性能上都領(lǐng)先于對(duì)手。而根據(jù)此前外網(wǎng)泄露的跑分?jǐn)?shù)據(jù)，此次蘋(píng)果A13仿生芯片再度以絕對(duì)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)吊打華為、高通等一眾對(duì)手。
更有趣的是，本次發(fā)布會(huì)上，蘋(píng)果頗為難得的“自降身價(jià)”，直接拉出華為麒麟980、高通驍龍855等同場(chǎng)PK，并放言說(shuō)其上一代A12跟這些業(yè)界其他芯片相比，還能再戰(zhàn)兩年。
不過(guò)，也不知是PPT不方便改，還是麒麟990的性能評(píng)分沒(méi)出來(lái)，本次PPT上并未出現(xiàn)上周剛亮相的華為麒麟990的身影。
閑話(huà)不多說(shuō)，讓我們來(lái)看看蘋(píng)果還能不能坐穩(wěn)年度手機(jī)AI芯片之王的寶座。
智能手機(jī)史上最快的CPU、GPU
A13仿生芯片剛一出場(chǎng)，蘋(píng)果發(fā)言人就直言，A13擁有智能手機(jī)中有史以來(lái)最快的CPU、GPU，均比上一代A12提速20%。
蘋(píng)果現(xiàn)場(chǎng)直接曬出一張?zhí)O果A13和A12、高通驍龍855、華為麒麟980、高通驍龍845的性能對(duì)比，不過(guò)上周剛發(fā)布的麒麟990還沒(méi)出現(xiàn)在這張圖中。
▲蘋(píng)果A13芯片與其他旗艦手機(jī)芯片的CPU性能對(duì)比圖
▲蘋(píng)果A13芯片與其他旗艦手機(jī)芯片的GPU性能對(duì)比圖
蘋(píng)果發(fā)言人說(shuō)，即使是上一代A12，和業(yè)界其他芯片相比還能再戰(zhàn)兩年。
一如既往，蘋(píng)果通過(guò)實(shí)時(shí)演示一款游戲來(lái)展示芯片的強(qiáng)大，這次現(xiàn)場(chǎng)演示的《帕斯卡契約（Pascal’s wager）》的游戲效果，非常流暢，絲毫不卡。不過(guò)老實(shí)說(shuō)，這種形式很難真正展現(xiàn)出芯片到底有多強(qiáng)大。
A13仿生芯片采用64位Fusion架構(gòu)，聚焦機(jī)器學(xué)習(xí)和降低能耗兩大元素，并在圖像處理方面也做了優(yōu)化升級(jí)。
CPU也能做機(jī)器學(xué)習(xí)，每秒運(yùn)算1萬(wàn)億次
如今機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）已經(jīng)是智能手機(jī)提升體驗(yàn)的關(guān)鍵部分，也成為各大旗艦手機(jī)AI芯片角逐的核心能力。
A13仿生芯片專(zhuān)為機(jī)器學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)，具有用于實(shí)時(shí)照片和視頻分析的更快的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎，可為iPhone的Face ID、地圖、拍照、視頻、Animoji、Memoji、AR、Siri等各種AI應(yīng)用提供算力支撐。
A13的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎（Neural Engine）和上一代一樣采用8核配置，不過(guò)現(xiàn)場(chǎng)并未提到新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎的算力。
令人驚喜的是CPU，它新增了兩個(gè)新的機(jī)器學(xué)習(xí)加速器，能以高達(dá)過(guò)去6倍的速度執(zhí)行矩陣數(shù)學(xué)運(yùn)算，使得CPU每秒可做超過(guò)1萬(wàn)億次運(yùn)算。
去年A12的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎每秒運(yùn)算次數(shù)為5萬(wàn)億次。這意味著CPU能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎一同快速處理矩陣乘加運(yùn)算。
在執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，CPU、GPU和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎的能效和性能可以達(dá)到最好的平衡。
為幫助開(kāi)發(fā)者發(fā)揮A13的機(jī)器學(xué)習(xí)能力，Core ML 3可與機(jī)器學(xué)習(xí)控制器配合，自動(dòng)為CPU、GPU或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎分配任務(wù)。
據(jù)介紹，A13 Bionic和iOS 13共同構(gòu)成了智能手機(jī)中最好的機(jī)器學(xué)習(xí)平臺(tái)。
近年蘋(píng)果單核CPU性能增長(zhǎng)一直很穩(wěn)，根據(jù)此前外網(wǎng)泄露的跑分?jǐn)?shù)據(jù)，iPhone 11在Geekbench上的單核跑分?jǐn)?shù)拿到5415，多核跑分?jǐn)?shù)達(dá)11294，相較iPhone XS沒(méi)有明顯提升。另?yè)?jù)圖中顯示，A13的主頻為2.66GHz，相比之下去年A12的主頻是2.49GHz。
我們不妨看下去年三大旗艦手機(jī)AI芯片，蘋(píng)果A12、麒麟980和驍龍855的單核跑分分別為4822、3390、3469，多核跑分分別為11508、10318、10259。
當(dāng)前安兔兔等跑分軟件還無(wú)法查詢(xún)麒麟990 5G版的性能跑分，考慮到此前華為官方公布其單核性能比業(yè)界主流旗艦芯片高10%，多核性能高9%，無(wú)論是按照A12還是驍龍855來(lái)加乘，跑分依然敵不過(guò)A13。
由此可見(jiàn)，盡管蘋(píng)果A13的多核跑分相較A12沒(méi)有明顯提升，但其單核跑分?jǐn)?shù)還是相當(dāng)恐怖的，不僅較A12高出約12%，還吊打各大安卓手機(jī)芯片。
85億晶體管，將iPhone續(xù)航提升4小時(shí)
蘋(píng)果演講者稱(chēng)A13采用最先進(jìn)的臺(tái)積電7nm工藝，包含85億個(gè)晶體管，比A12的69億個(gè)晶體管多出約23％。蘋(píng)果演講者介紹說(shuō)，每個(gè)晶體管均能達(dá)到最高性能和最低功耗。
不過(guò)相比華為麒麟990的103億個(gè)晶體管，這一數(shù)量就顯得不那么震撼了。
A13的封裝面積暫未公布。此前A12面積約為83平方毫米，是9年來(lái)面積最小的iPhone處理器，不知道A13是否有刷新上一代的記錄。
另外，由于現(xiàn)場(chǎng)只提到采用最先進(jìn)的7nm工藝，暫不確定蘋(píng)果是采用臺(tái)積電增強(qiáng)版7nm工藝N7P，還是和華為麒麟990一樣的7nm EUV。
相比上一代A12，CPU、GPU和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎不僅分別提升了速度，也進(jìn)一步降低了能耗。
CPU延續(xù)上一代采用2顆高性能核心+4顆能效核心的64位Fusion架構(gòu)設(shè)計(jì)。
其中，2顆高性能核心能比以往更快地處理復(fù)雜任務(wù)，可將能耗降低30%；4顆能效核心負(fù)責(zé)處理日常任務(wù)，可將能耗降低40%。
芯片上有數(shù)百個(gè)電壓域和數(shù)千個(gè)時(shí)鐘門(mén)，在不使用時(shí)會(huì)關(guān)閉部分電源，能大幅節(jié)省能耗。
蘋(píng)果傾向于GPU中針對(duì)Metal API進(jìn)行優(yōu)化，這次在A13延續(xù)這一習(xí)慣，A13 GPU中包含4個(gè)核心，可將速度加快20%，能耗降低40%。非常適合高性能游戲和最新的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。
不過(guò)由于受內(nèi)存帶寬限制，移動(dòng)GPU通常很難有大的進(jìn)步。
此前麒麟990的GPU采用業(yè)界首款16核Arm Mali-G76 GPU，但性能只提升了6%，對(duì)單機(jī)游戲用戶(hù)的吸引力微乎其微，一些網(wǎng)友并不買(mǎi)賬。
另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎包含8個(gè)核心，速度比上一代快20%，能耗最多可降低15%，為三攝系統(tǒng)、Face ID、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)類(lèi)App和更多功能提供強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力。
這些優(yōu)化使得iPhone 11 Pro在一天內(nèi)續(xù)航時(shí)間比iPhone XS Max長(zhǎng)4小時(shí)，iPhone 11 Pro Max的電池續(xù)航時(shí)間比iPhone XS Max多5個(gè)小時(shí)。
強(qiáng)大圖顯能力，實(shí)時(shí)處理4K視頻
Retina XDR是iPhone中最亮和最先進(jìn)的顯示器，A13仿生芯片的強(qiáng)大處理能力對(duì)視，為智能手機(jī)性能和功效提供了新的標(biāo)準(zhǔn)。
以60fps的幀率拍攝擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍的4K視頻，對(duì)多數(shù)芯片都是一個(gè)挑戰(zhàn)，而在蘋(píng)果發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的展示中，A13仿生芯片處理起來(lái)游刃有余。
圖像信號(hào)處理器（ISP）和視頻編碼器會(huì)在瞬間分析每幀畫(huà)面，捕捉盡可能多的細(xì)節(jié)。為達(dá)到更好效果，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎會(huì)運(yùn)用實(shí)時(shí)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)優(yōu)化場(chǎng)景的不同部分，比如實(shí)時(shí)重新調(diào)整前景人物的亮度、減少噪點(diǎn)、增強(qiáng)天空的色彩等。
下一代智能HDR使用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)識(shí)別框架中的主體，并智能地進(jìn)行優(yōu)化，以獲得更加細(xì)節(jié)的、更自然的圖像。
今年秋季晚些時(shí)候推出的新型圖像處理系統(tǒng)Deep Fusion，將使用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)照片進(jìn)行逐像素優(yōu)化，這一系統(tǒng)即是由A13的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
蘋(píng)果演講人說(shuō)，這是第一次通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎對(duì)照片進(jìn)行處理。
蘋(píng)果十年的芯片帝國(guó)
蘋(píng)果的造芯史可以追溯到2010年iPhone 4上的A4處理器，此前歷代處理器芯片均由三星設(shè)計(jì)生產(chǎn)。
從A4開(kāi)始，蘋(píng)果陸續(xù)在歷代手機(jī)芯片上做優(yōu)化和升級(jí)，增加越來(lái)越多的自研模塊，包括自研ISP、運(yùn)動(dòng)芯片、自研GPU和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎等。
蘋(píng)果的自研之路并非一蹴而就，除了持續(xù)招兵買(mǎi)馬外，這也與蘋(píng)果早早開(kāi)始的芯片收購(gòu)布局密不可分。
早在2008年，蘋(píng)果以2.78億美元收購(gòu)了加州高性能低功耗處理器制造商PA Semi。
兩年后，它以1.21億美元收購(gòu)了美國(guó)德州半導(dǎo)體邏輯設(shè)計(jì)公司Intrinsity，專(zhuān)注于設(shè)計(jì)較少晶體管、低能耗同時(shí)具備高性能的處理器。
2011年底，蘋(píng)果以3900萬(wàn)美元的價(jià)格收購(gòu)了以色列閃存控制器設(shè)計(jì)公司Anobit。又過(guò)兩年后，它收購(gòu)了加州Passif半導(dǎo)體公司，其專(zhuān)長(zhǎng)于低功耗無(wú)線通訊芯片。
2015年底，蘋(píng)果又用1820萬(wàn)美元收購(gòu)了一所加州芯片制造工廠。這座工廠原屬于芯片制造商Maxim Integrated Products，讓蘋(píng)果終于擁有了芯片制造能力，且工廠地址跟三星半導(dǎo)體挨得很近。
今年8月，在蘋(píng)果高通大和解的同期，蘋(píng)果10億美元收購(gòu)英特爾智能手機(jī)調(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù)的“大多數(shù)” ，這一交易預(yù)計(jì)今年第四季度年底完成。
或許在整合這一業(yè)務(wù)后，蘋(píng)果將能節(jié)省數(shù)年基帶芯片的研發(fā)時(shí)間。不過(guò)，英特爾這么久尚未做到與高通比肩，蘋(píng)果多久才能擺脫對(duì)第三方基帶芯片的依賴(lài)，倒也令人很期待。
結(jié)語(yǔ)：沒(méi)5G，蘋(píng)果芯還算Slay全場(chǎng)嗎？
盡管蘋(píng)果剛介紹A13，就曬出了碾壓其他旗艦手機(jī)芯片的那張對(duì)比圖，但具體的領(lǐng)先幅度并沒(méi)有展示出來(lái)。不過(guò)如果按照泄漏的GeekBench跑分圖所示，蘋(píng)果在AI運(yùn)算能力和跑分上碾壓全場(chǎng)也不算有太大懸念。
本次蘋(píng)果發(fā)布會(huì)節(jié)奏相當(dāng)快，從頭到尾都沒(méi)有提及5G的存在，也沒(méi)有提到基帶方面的性能參數(shù)。此前華為、三星、高通均已發(fā)布其集成了5G基帶的系統(tǒng)芯片，顯然，蘋(píng)果似乎暫時(shí)不打算跟上這一“潮流”。
或許5G基帶會(huì)同更先進(jìn)的5nm工藝一起，出現(xiàn)在未來(lái)幾年內(nèi)的某一代蘋(píng)果芯片上。