在移動領域,Android+高通+眾多安卓手機廠商復制了這種模式;但近年,移動芯片架構逐漸摸到天花板,芯片計算能力提升有限,電池和散熱等成為更大的瓶頸。
此時,蘋果軟硬合一的研發模式優勢顯現,自芯片研發階段初始,相關團隊就與手機硬件,軟件系統團隊,甚至是影像團隊緊密合作,他們給芯片團隊明確的目標,之后協同工作。
可以說,近年A系列芯片的研發,從一開始就并非只是為了芯片本身,而是為了最終的體驗,考慮它的使用場景,甚至為某個具體功能而優化。
研發回報率蘋果一騎絕塵
蘋果設計與制作這顆芯片用了兩年多,另外與這顆芯片相關的技術研發準備等工作,也花了約兩年時間。
蘋果公司為了呈現今天的 A15仿生芯片,幾個團隊從2017年就開始著手準備。
安卓旗艦芯片研發時間也是兩年多,但手機終端廠商適配時間只有約3-4月。
終端廠商因為不是自己掌控全程,可能導致終端與芯片不完美匹配,或者無法釋放芯片的全部能力,能耗控制不那么精準。
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在一同發揮作用。
伴隨著蘋果iPhone 13系列手機一同而來的就是蘋果最新研發的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,擁有150億顆晶體管,AI算力達到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級緩存從A14的8MB提升到了12MB,達到了與蘋果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中機器學習加速器的性能,Siri語音合成技術、地圖APP的導航處理等任務得到了進一步優化。
為了進一步提升iPhone13系列的視頻和圖像處理能力,蘋果在設計神經網絡引擎過程中還與攝像頭硬件及軟件團隊合作。
這大大增強了芯片的機器學習運算能力,從而實現iOS 15的實況文本、優化地圖導航等功能體驗。
高配A15芯片多出一顆GPU核
蘋果直接將A15芯片分割成了兩個不同版本。
整體來看,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能夠驅動更高性能游戲,以及各類強大的拍攝功能,支持Apple ProRaw和4K杜比視界視頻。
GPU分機型配置的做法有點類似于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上采取這樣的操作。
芯片代工成本優勢愈發明顯
成本上,晶圓代工是一客戶一個價格,外媒說臺積電漲價20%,但蘋果是第一大客戶,只漲3%。
而且臺積每一代先進工藝完成研發后,蘋果都是首批客戶進入。蘋果第一家進入流片付出更多自然會占據成本和時間優勢。
尤其是本來還有華為海思,但因為臺積電無法為華為代工后,只剩下蘋果一家客戶獨大,自然話語權更強。
所以芯片漲價預計對A15處理器帶來的成本上升是有限的,同時華為讓渡高端市場份額后,iPhone 13系列銷量預計會繼續上漲,龐大的出貨量也將會進一步降低芯片的成本。
根據[體質]挑選芯片
一整塊晶圓的制造成本大概數千美元,同時也會耗時數月,為了能夠充分利用這來之不易的芯片,傳統芯片廠商會根據[體質]來具體劃分為不同的處理器型號。
芯片生產過程中,根據芯片的[體質]不同去區分型號十分常見。
芯片面積小,很難確保芯片僅一個核心出現「體質」問題,更多的可能是切割后的芯片而成為廢料。
在生產 A15 的過程中,GPU[體質]最佳的留給 iPhone 13 Pro 系列;[體質]不佳的分給 iPhone 13、13 mini,CPU 體質不佳的留給 iPad mini 6。
今后 A16、A17 想要繼續拔高性能表現,更新的制程、更高的頻率、更好的工藝、更大的面積都是改進方向,由此來說后續這種移動端處理器分級的現象應該更為普遍。
結尾:
據悉,明年初,高通的新款旗艦處理器驍龍898將發布;三星與AMD聯合研發的GPU Exynos 2200也將發布,能否和蘋果站在同一競爭水平值得期待。
部分資料參考:《蘋果A15芯片研發的幕后故事》,新浪數碼:《A15仿生芯片幕后故事》,杰夫視點:《A15芯片性能大幅提升,唯有一顆芯片可與之比肩》
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