蛟川新闻网>科技 >外观丑拒但内芯依旧称霸:苹果A13背后的秘密

外观丑拒但内芯依旧称霸:苹果A13背后的秘密
发布时间:2019-11-10 17:00:57   作者:匿名

2019年9月11日清晨,iphone 11正式发布。对于这一代“水果机”,互联网上出现了大量的吐口水、欺骗甚至嘲笑:丑陋的外观、奇异的相机形状、缺乏5g支持、只有专业版配有快速顶端等。

然而,即使每个人都批评iphone11系列,它仍然至少有一个优势:整个手机行业不得不承认这一点,但对此并不信服。这是苹果自己开发的a13芯片的强大性能。

a13有多好?权威的跨平台测试软件极客工作台今天给出了答案:在iphone 11 pro的可疑极客工作台4.4运行分数中,a13芯片的cpu部分得分为5472/13769单核/多核。与熟悉的安卓旗舰soc小龙855plus相比,苹果a13的单核/多核性能分别提高了53%和30%。与不久前刚刚发布的麒麟990 5g(官方ppt公布的运行点)相比,苹果a13领先40%和11%。事实上,苹果a13仍然领先很大一部分,即使与高通公司被怀疑的下一代旗舰产品小龙865的运行点相比,后者迄今已被曝光。苹果在新闻发布会上宣布“即使是一代人前的苹果处理器也能保证至少作为高端产品在两年内不会落后”,这似乎并不是一种吹嘘。

龙啸855plus对比苹果a13

然后问题出现了:为什么苹果a13如此强大?换句话说,为什么苹果公司的A系列芯片近年来如此强劲,以至于整个手机行业只能紧随其后看他们的背影?

首先,这是因为苹果愿意花钱

研发、生产手机芯片,正常人能想到的绝对是一件非常昂贵的事情。然而,这显然并不意味着任何移动电话soc或ap(应用处理器)的研发成本都一样高——即使在这个看似先进的行业,仍然有许多省钱的方法。

低功耗和低指标创造的小内核——联发科技mt6735

例如,制造商可以从一开始就设置相对较低的性能指标,以设计更少的内核和更小的芯片面积。结果,既不会有非常高的晶体管规模,也不会有非常先进的制造工艺,并且制造成本自然会以低规格和低性能为代价而大大降低。当然,这也是市场上绝大多数低端手机芯片采用的市场策略。

例如,在cpu和gpu的设计中,制造商可以选择不设计自己的架构,而是从arm购买现成的cpu和gpu设计蓝图,稍加修改或不加修改直接集成。这显然可以大大节省设计成本和时间,理论上也可以有更好的兼容性,当然也节省了资金。事实上,熟悉的高通小龙和华为海斯麒麟都是基于公共设计的微小修改而使用cpu,这确实有助于制造商节省时间,让产品更快地上市。

最后,当然,当芯片进入制造阶段时,他们也面临着工艺选择:使用的人越新越少,工艺成本越高,产量越低。这意味着,如果一家企业想用最新的制造工艺来支持其强大的芯片,它必须承受极高的合同制造成本,而且生产的芯片中有一半以上可能不得不被丢弃。显然,这不是“经济的”。

那么,苹果是如何制作他们的手机芯片的呢?首先,无论是上一代a12还是当前一代a13,它们都是基于苹果自己的研发。以a13为例,其整个计算架构由两个cpu内核、四个cpu内核和两个机器学习加速单元组成,即八核神经处理器四核gpu。所有这些内核都是苹果独立开发的,不是从外部购买的。就这一点而言,高设计成本和长研发时间是可以想象的。

麒麟990有两种不同配置和技术的版本。

事实上,如果你关注之前的华为麒麟990新闻发布会,你可能会发现麒麟990其实有两种完全不同的型号。4g版本的麒麟990使用的不是最新的7纳米euv工艺,而是上一代的7纳米工艺。只有麒麟990 5g的“完整版本”才是新的7纳米euv工艺的真正产品。相比之下,苹果这次使用的a13主机,无论是价格超过5000元的iphone 11还是价格超过10000元的iphone 11 pro max,都是最新的“同等待遇”7纳米euv制造工艺。显然,苹果不得不为制造成本支付更多的钱。正是这些钱比其他钱多,在一定程度上保证了a13芯片的“高价格和高质量”。

其次,苹果从未内置基带

我相信很多人看到这个原因都很震惊:不是说外部基带比内部功耗高吗?为什么内置基带不能解释苹果芯片的高性能?

因为它非常简单:如果外部基带的功耗很好,它就是ap(应用处理器)和基带的功耗之和。如果只看处理器本身,功耗很容易低于集成基带的芯片。

此外,对于半导体芯片,集成功能越多,晶体管越多,生产单个芯片就越困难,控制性能和功耗也就越困难。对苹果来说,这次a13芯片集成的晶体管数量高达85亿,这在业界并不是最高的。然而,与其他竞争对手相比,消除基带和基带高速缓存的两个“大头”实际上意味着a13的85亿晶体管几乎完全服务于性能,这是竞争对手难以实现的优势。

当然,拥有如此多的晶体管来“浪费”cpu、gpu和人工智能单元意味着苹果可以在这些部分使用一些非常规的设计。虽然我们还没有看到a13芯片的直接架构分析,但这并不妨碍我们使用上一代苹果A系列芯片给你一个例子,看看苹果是如何在不集成基带的情况下实际使用这一巨大芯片的。

苹果a11和a12缓存配置分析

首先,在cpu部分,苹果从a7时代起就彻底放弃了公共arm架构的设计理念,基本上是“如何来的有多大”:a12的每个大内核都有7次发布、6路(算术逻辑单元)、3次乘法和浮点单元的恐怖尺度。同时,每个大内核都配备了高达6mb的L2缓存和额外的8mb指令缓存。这是什么概念?就核心大小而言,苹果a12核几乎是公共皮层a76核的两倍。至于高速缓存设计的“浪费”,苹果甚至在电脑上超越英特尔,直接忽略arm公共版。

此外,即使在前一代a12芯片中,苹果设计的四个小型cpu内核也不是基于a53和a55公共架构,而是性能与a73公共内核相当的自治方案,后者是基于自身swift(即a6)的改进和提高。事实上,a12中小内核匹配的高速缓存大小已经等于许多其他SoC中大内核的l2大小,但其面积仅相当于公共cortex-a55的面积。从这一点可以看出苹果超高水平的独立芯片设计。

最后,许多人可能还记得苹果从上一代(a12)芯片开始,使用了一种自定制的“四核gpu”,而且gpu的性能仍然太高,令人不满意。苹果有黑色技术吗?这次不行。我们在其他soc gpu法律中看到的苹果所谓的“四核”和“mp4”或“mc4”实际上不是概念。它们更接近四个gpu(四卡交火)的互连形式——每个“核心”包含多达128个alu,四个核心有512个alu。这是什么概念?肾上腺素640超频版高通小龙855plus只有384个alu,比苹果多30%。性能会很低吗?

最后,苹果的闭环生态仍然是焦点。

就连对手机技术知之甚少的小白也可能听说过苹果手机已经“优化”的说法。然而,从严格意义上来说,与安卓相比,苹果在系统层面只有一个优势。然而,正是这一点直接决定了苹果在软件优化、用户体验甚至商业生态建设方面的巨大优势。

这个优势被称为:没有碎片(安卓此时流泪)。

2016年9月16日,苹果正式发布ios10系统。11个月后,2017年8月1日,苹果官员宣布ios10的更新率已经达到87%。换句话说,十个符合更新要求的设备中,有将近九个已经完成了系统升级。

2017年9月19日,ios11正式发布。一年后,根据官方报告,新系统的更新率再次接近90%。

2018年9月17日,苹果发布了ios12操作系统。这次只用了四个月,旧设备的系统更新率达到了83%。

当然,我们可以说,与安卓相比,苹果的系统更新“懒”了很多,因为在更新方法上,苹果为自己的手机、平板电脑、智能手机和播放器提供更新。与安卓不同,谷歌首先将该系统分发给各种手机制造商,每个手机制造商在提交给谷歌审批之前都会进行修改,然后再推出更新。就更新对象而言,苹果的两大产品线iphone和ipad——加在一起肯定没有整个安卓生态系统那么大。

然而,对苹果来说,这意味着每次向系统添加新的功能和进行新的优化修改时,苹果工程师都可以仔细调整每个模型,并使用自己的专有程序api来最大化软件和硬件优化:你可能不知道苹果的gpu已经可以进行光线跟踪,但你肯定知道苹果已经开发了一种独立于dx和vulkan的编程语言和专用图形界面。

相比之下,三星手机可能使用三星、高通和展讯的芯片。华为的手机实际上有几个不同的硬件平台,如华为海斯、高通和联华。即使他们有能力修改自己的操作系统,他们也不能覆盖所有主流产品。这也意味着苹果的竞争对手不得不在兼容性的系统优化上做出一些妥协。他们必须使一套安卓系统和一套用户界面适应几个不同的底层驱动程序,并修改许多不同的屏幕分辨率。这也意味着对于安卓程序员来说,他们没有像苹果一样简单的适应机制,很难花时间纯粹优化代码和提高性能。因为他们必须不断适应市场上的新芯片、品牌、分辨率和系统节能逻辑...什么时候考虑执行效率的问题?

[本文中的图片来自互联网]

江苏福彩快三 贵州快3 pk10赛车