在移動(dòng)領(lǐng)域,Android+高通+眾多安卓手機(jī)廠商復(fù)制了這種模式;但近年,移動(dòng)芯片架構(gòu)逐漸摸到天花板,芯片計(jì)算能力提升有限,電池和散熱等成為更大的瓶頸。
此時(shí),蘋果軟硬合一的研發(fā)模式優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn),自芯片研發(fā)階段初始,相關(guān)團(tuán)隊(duì)就與手機(jī)硬件,軟件系統(tǒng)團(tuán)隊(duì),甚至是影像團(tuán)隊(duì)緊密合作,他們給芯片團(tuán)隊(duì)明確的目標(biāo),之后協(xié)同工作。
可以說,近年A系列芯片的研發(fā),從一開始就并非只是為了芯片本身,而是為了最終的體驗(yàn),考慮它的使用場(chǎng)景,甚至為某個(gè)具體功能而優(yōu)化。
研發(fā)回報(bào)率蘋果一騎絕塵
蘋果設(shè)計(jì)與制作這顆芯片用了兩年多,另外與這顆芯片相關(guān)的技術(shù)研發(fā)準(zhǔn)備等工作,也花了約兩年時(shí)間。
蘋果公司為了呈現(xiàn)今天的 A15仿生芯片,幾個(gè)團(tuán)隊(duì)從2017年就開始著手準(zhǔn)備。
安卓旗艦芯片研發(fā)時(shí)間也是兩年多,但手機(jī)終端廠商適配時(shí)間只有約3-4月。
終端廠商因?yàn)椴皇亲约赫瓶厝?可能導(dǎo)致終端與芯片不完美匹配,或者無(wú)法釋放芯片的全部能力,能耗控制不那么精準(zhǔn)。
另外,為了照顧更多樣的安卓終端,芯片也不得不做一些取舍。
A15芯片性能
A15和整合在其中CPU,GPU,NPU,以及iOS 15在一同發(fā)揮作用。
伴隨著蘋果iPhone 13系列手機(jī)一同而來(lái)的就是蘋果最新研發(fā)的A15仿生芯片,并且蘋果iPad mini 6平板電腦也采用的這款芯片。
蘋果A15仿生芯片采用了5nm工藝技術(shù),擁有150億顆晶體管,AI算力達(dá)到15．8TOPS。
A15仿生芯片搭載6核CPU,包括2顆性能核心和4顆能效核心,CPU性能提升50%。
蘋果A15仿生芯片的2級(jí)緩存從A14的8MB提升到了12MB,達(dá)到了與蘋果M1芯片相同的水平,因此輔助A15有了如此的提升。
蘋果還提升了CPU中機(jī)器學(xué)習(xí)加速器的性能,Siri語(yǔ)音合成技術(shù)、地圖APP的導(dǎo)航處理等任務(wù)得到了進(jìn)一步優(yōu)化。
為了進(jìn)一步提升iPhone13系列的視頻和圖像處理能力,蘋果在設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎過程中還與攝像頭硬件及軟件團(tuán)隊(duì)合作。
這大大增強(qiáng)了芯片的機(jī)器學(xué)習(xí)運(yùn)算能力,從而實(shí)現(xiàn)iOS 15的實(shí)況文本、優(yōu)化地圖導(dǎo)航等功能體驗(yàn)。
高配A15芯片多出一顆GPU核
蘋果直接將A15芯片分割成了兩個(gè)不同版本。
整體來(lái)看,A15芯片在CPU方面搭載了全新6核CPU,包括2顆性能核心和4顆能效核心,CPU性能提升50%。
4 核心,iPhone 13 mini和iPhone 13搭載;
5核心,iPhone 13 Pro, iPhone 13 Pro Max,以及iPad mini 6搭載;
GPU方面是A15芯片性能的分水嶺。在iPhone13 Pro以及iPhone13 Pro Max上,A15芯片多出了一顆GPU核心,5核GPU使得手機(jī)的圖像處理性能最高提升50%。
加之蘋果定制的顯示引擎,iPhone13 Pro能夠驅(qū)動(dòng)更高性能游戲,以及各類強(qiáng)大的拍攝功能,支持Apple ProRaw和4K杜比視界視頻。
GPU分機(jī)型配置的做法有點(diǎn)類似于MacBook上邊M1芯片分為7核心和8核心,這也是蘋果首次在手機(jī)上采取這樣的操作。
芯片代工成本優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯
成本上,晶圓代工是一客戶一個(gè)價(jià)格,外媒說臺(tái)積電漲價(jià)20%,但蘋果是第一大客戶,只漲3%。
而且臺(tái)積每一代先進(jìn)工藝完成研發(fā)后,蘋果都是首批客戶進(jìn)入。蘋果第一家進(jìn)入流片付出更多自然會(huì)占據(jù)成本和時(shí)間優(yōu)勢(shì)。
尤其是本來(lái)還有華為海思,但因?yàn)榕_(tái)積電無(wú)法為華為代工后,只剩下蘋果一家客戶獨(dú)大,自然話語(yǔ)權(quán)更強(qiáng)。
所以芯片漲價(jià)預(yù)計(jì)對(duì)A15處理器帶來(lái)的成本上升是有限的,同時(shí)華為讓渡高端市場(chǎng)份額后,iPhone 13系列銷量預(yù)計(jì)會(huì)繼續(xù)上漲,龐大的出貨量也將會(huì)進(jìn)一步降低芯片的成本。
根據(jù)[體質(zhì)]挑選芯片
一整塊晶圓的制造成本大概數(shù)千美元,同時(shí)也會(huì)耗時(shí)數(shù)月,為了能夠充分利用這來(lái)之不易的芯片,傳統(tǒng)芯片廠商會(huì)根據(jù)[體質(zhì)]來(lái)具體劃分為不同的處理器型號(hào)。
芯片生產(chǎn)過程中,根據(jù)芯片的[體質(zhì)]不同去區(qū)分型號(hào)十分常見。
芯片面積小,很難確保芯片僅一個(gè)核心出現(xiàn)「體質(zhì)」問題,更多的可能是切割后的芯片而成為廢料。
在生產(chǎn) A15 的過程中,GPU[體質(zhì)]最佳的留給 iPhone 13 Pro 系列;[體質(zhì)]不佳的分給 iPhone 13、13 mini,CPU 體質(zhì)不佳的留給 iPad mini 6。
今后 A16、A17 想要繼續(xù)拔高性能表現(xiàn),更新的制程、更高的頻率、更好的工藝、更大的面積都是改進(jìn)方向,由此來(lái)說后續(xù)這種移動(dòng)端處理器分級(jí)的現(xiàn)象應(yīng)該更為普遍。
結(jié)尾:
據(jù)悉,明年初,高通的新款旗艦處理器驍龍898將發(fā)布;三星與AMD聯(lián)合研發(fā)的GPU Exynos 2200也將發(fā)布,能否和蘋果站在同一競(jìng)爭(zhēng)水平值得期待。
部分資料參考:《蘋果A15芯片研發(fā)的幕后故事》,新浪數(shù)碼:《A15仿生芯片幕后故事》,杰夫視點(diǎn):《A15芯片性能大幅提升,唯有一顆芯片可與之比肩》
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