苹果处理器a10和a11(从第一颗A4到A14,苹果自研芯片的主要变化,你用过哪颗?)

苹果的A系列处理器,一直是手机上神一样的存在,有时综合性能领先安卓不止一代,如果论单核性能,那么你会发现A芯更是恐怖,苹果的第一颗7nm处理器——A12的单核跑分也不比现在安卓、鸿蒙手机上的高端处理器逊色。

本篇文章整理了,从苹果第一代处理器A4再到现在的A14的主要变化。

苹果第一处理器A4

A4标志着苹果自研iOS设备处理器的开始,但它的自研程度并不高。

A4最早出现在iPad上,在iPadPro问世之前,iPad还是很得宠的。第一代iPad不仅首发A4处理器,苹果还调高了iPad上那颗A4处理器的运行频率,让它的性能高于同样采用A4处理器的iPhone。

在设计上,A4是基于三星S5PC110魔改而来,二者有着相似的核心布局,除了有提升,和三星S5PC110比,A4还删去了iPad和iPhone不需要的模块。

CPU——Arm Cortex-A8

A4的CPU是基于Arm Cortex-A8核心。

经过Intrinsity(后来被苹果收购)和三星的魔改后,在同样的频率下,A4的CPU核心比ARM标准的Cortex-A8核心可以多处理大约10%的指令。

二级缓存由三星S5PC110上的512KB,增加至640KB。

在iPad上,A4的CPU主频可达到1GHz。

GPU——PowerVR SGX 535

在A11之前,苹果的A系列处理器并没有自研的GPU核心,第一代A4处理器使用的是PowerVR SGX 535。

虽然性能不及三星S5PC110上使用的PowerVR SGX 540,但A4采用了GPU核心与RAM直连的方式,这种做法极大的提升了GPU的性能。

功耗

A4处理器基于三星45nm工艺。

待机耗电大约只有友商的30%,使用时耗电只有25%-75%。同样的电能下,苹果的A系列处理器可以输出更多的性能,现在也是。

iPad是首发A4的产品,苹果表示“ A4芯片非常节能,可以帮助iPad实现长达10个小时的电池寿命。”

A5

A5的制程没有提升,仍为三星45nm工艺,主要是通过芯片设计部分的进步提升芯片性能。

这是苹果的第一款双核处理器(双核CPU、双核GPU),其CPU性能约是前代的2倍,GPU性能提升到9倍之多。

在CPU上,A5处理器采用了支持双核心的Arm Cortex-A9架构。在GPU上集成了Powervr SGX543图形芯片。

除了性能提升,UBM TechInsights表示,A5处理器采用了比A4更优秀的电源管理电路设计,这也是A5相对A4的重要区别之一。

A5处理器可以根据负载情况更灵活的调节运行频率。

A6

基于32nm工艺,它拥有苹果第一代自研CPU核心

CPU——Swift

苹果CPU的处女作就出手不凡,主频1.2GHz的A6处理器,性能约是前代的两倍,A5双核心CPU的性能足以吊打安卓阵营的四核CPU。

GPU——PowerVR SGX 543MP3

一颗三核心GPU,性能约是上代的两倍。

A7

基于28nm工艺,集成超10亿晶体管。

意义:苹果首个基于ArmV8架构处理器,首个64位架构处理器,首次加入M7运动协助处理器。

CPU——Cyclone

使用苹果新一代Cyclone核心,双核结构,1.3GHz主频,性能约是前代的两倍,基于Armv8指令集,64位架构。

也许是因为感知不强,当然还有人认为64位架构是噱头,但后来,移动端的操作系统、处理器、应用都开始从32位架构向64位架构过渡。对生态拥有强大掌控能力的苹果早已经完成过渡,而安卓也差不多了。Arm也宣布未来的CPU将不再支持32位架构。

A7每个时钟周期最多可同时解码、发射、执行、收回6个指令/微操作,排序缓冲大小是 A6 处理器的四倍多,而在当时 Intel Haswell 桌面架构的排序缓冲大小也不过如此。

GPU——PowerVR G6430

四核心GPU,性能提升到前代的两倍。

M7

为了以更低的功耗处理更多的运动数据,为了防止当主CPU占用过高,无法处理运动数据的情况再发生……苹果推出了专门的M7协助处理器。

不知道那个时候,性能翻倍是不是苹果对处理器的刻意要求。

A8

意义:苹果首次挤CPU的牙膏。

A7以后,性能翻倍?不存在的。

两代机型,使用A8芯片的iPhone6系列和使用A7芯片的iPhone5s,仅能升级到同一代iOS系统(iOS12),这也间接说明了,A8较上代A7的性能提升不大。

A8处理器,基于20nm工艺,集成约20亿晶体管,数量翻倍,但性能却没有翻倍。

CPU采用第二代Cyclone核心,主频1.4GHz,性能较上代提升约25%。

GPU为4颗PowerVR G6450核心,性能较上代提升约50%。

A9

好在A9处理器没有在CPU上挤牙膏,且GPU性能也有极大的提升。

现在使用A9处理器的机型可以升级到苹果最新的iOS系统。

提升

A9处理器采用苹果第三代自研Cyclone核心,双核结构,1.84GHz主频,性能提升约70%。

GPU采用PowerVR GT7600核心,性能提升约90%,属于当时PowerVR7XT家族中的中高端产品。GT7600拥有6个USC,每个USC有32个ALU,总计192个ALU。

A9处理器还将M9协助处理器嵌于SoC内,功耗更低,用户感知较明显的提升就是,可以在多种场景下唤醒Siri。

争议

A9处理器拥有三星和台积电两种代工版本。

当时,有开发者将不同芯片版本的 iPhone 6s 做了一个性能和续航的测试对比,结果显示使用台积电代工A9处理器的跑分要比三星代工的更高,而且,使用台积电芯片的iPhone6s的续航时间长约 2 个小时。

看到在性能和续航上有明显的差异后,国外消费者们不高兴了。

后来苹果回应,制程工艺虽然有所区别,但对电池续航造成的差异仅在 2-3% 之间。

A10Fusion

这是第一款配置了四颗CPU核心的iPhone处理器,基于台积电16nm工艺,集成33亿晶体管。

CPU

最高主频2.34GHz,拥有两颗高性能核心(大核)和两颗高能效核心(小核),其小核的运行功率可低至大核的五分之一。

但A10不能算是“真四核”处理器,因为A10的四颗CPU核心无法同时运行,只能同时开启两颗大核或两颗小核。

GPU

6核PowerVRGT7600 GPU,频率比A9的GPU 更高,速度提升50%。

这是苹果最后一次在iPhone上使用非自研GPU。

A11Bionic

基于台积电10nm工艺制造的A11仿生处理器,不仅加入了神经网络引擎,还带来了苹果自研的GPU核心。

CPU

A11仿生处理器采用6核心CPU设计,由2个代号为Monsoon 的高性能核心及4个代号Mistral的高能效核心组成,最高核心频率2.45GHz。两颗性能核心比前代的A10整体快了25%,四颗效率核心比A10提升了70%。多核CPU性能比A10提升了70%。

和A10不同的是A11仿生处理器的大小核心可以同时工作,是真正的六核CPU。

GPU

A11仿生处理器首次采用了苹果自研GPU核心,和首款CPU一样,出手就不凡。

相较于苹果A10集成的PowerVR GT7600定制版GPU,性能提升30%,功耗下降50%。

而且,前代A10处理器是6核GPU核心,A11只用了三颗GPU就在性能和功耗上吊打A10。

自主设计GPU是苹果完全控制整个堆栈的关键性一步,苹果公司全球市场营销高级副总裁菲尔·席勒(Phil Schiller)表示:“从图形硬件到编译器,编程语言,到操作系统——包括框架和程序库,苹果应有尽有。

神经网络引擎

AI是现在高端手机SoC的必备功能,像是设备解锁、信号优化、性能提升、拍照优化、语言交互等场景都可以有AI的加持,让体验更出色,完成一些以前看来不可思议的操作。

A11仿生处理器首次加入神经网络引擎,双核设计,每秒运算次数最高可达6000亿次。

A12Bionic

A12仿生基于台积电7nm工艺。

CPU依旧是2大核+4小核的设计,其大核主频为2.49GHz,小核1.59GHz。性能较A11仿生最高提升15%,小核心功耗最多降低50%。

四核GPU,比A11快50%,据说主频超1.1GHz。

NPU由两颗核心升至八颗,每秒运算可达5万亿次,Core ML运行速度最高提升9倍。

A13Bionic

A13基于台积电7nm工艺,在发布会上苹果还极为少见的拿出安卓处理器对比性能。

CPU

CPU依旧为2+4的六核心设计,速度比A12快20%。大核功耗降低30%,小核降低40%。

据工信部数据显示,iPhone 11 的 A13 主频是 2.6GHz,而两款Pro的处理器主频是 2.66GHz。

GPU

四核GPU,速度提升20%,功耗降低40%。

机器学习

A13的神经网络引擎为8个核心设计,速度比上一代快20%,能耗最多降低15%

另外,其CPU上新增的两个机器学习加速器,能以最高达过去6倍的速度执行矩阵数学运算,使得CPU每秒可做超过1万亿次运算。

功耗

在A13芯片上苹果使用数千个时钟门、数百个电压域,能够更好地控制电源使用,从而极大降低功耗。

A14

基于台积电5nm工艺,集成118亿晶体管。

至于性能提升——欢迎评论区补充(手动狗头)。

——不管提升多少,总之是目前最强的手机处理器就对了。

堆核心

——没想到苹果竟然也干这事了。

A14的神经网络引擎,拥有16核心,每秒可进行11万亿次运算,最高可提升 80% 之多。另外中央处理器的专用机器学习加速器也提速 70%。


iPhone的处理器不仅性能强,功耗还比友商低,同样是5nm处理器,苹果敢把A14用在2227mAh的mini机型上,而安卓厂商就没这个勇气把骁龙888用在同电池容量的机型上。

但无论是苹果公开的资料还是第三方的深入研究,都没有显示,除了自研,苹果的A系列处理器有哪些独到之处。

只能说,A系列处理器架构和iOS有比安卓更高的效率,对性能资源有比安卓合理的调度。A芯设计时只考虑iOS,不用考虑其它系统的运行环境,iOS在开发时,只考虑A芯,不用考虑对其它芯片的兼容问题。

文/来源:隔壁老Cui

网站标签:手机

原文链接:https://www.hfzhuce.com/tgzl/7475.html,转载请带上本文链接!谢谢!

相关推荐


版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献以及网络收集编辑和原创所得,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 2358834048@qq.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。