iPhone 13的A15芯片，比蘋果自己聲稱的還要快？

蘋果發(fā)布會(huì)剛結(jié)束不久，這個(gè)詞語(yǔ)就在人們口口相傳下奔赴各地，微博、微信群、朋友圈，雖然 iPhone 13 系列升級(jí)幅度不是特別大，但蘋果加量減價(jià)的做法還是讓這一調(diào)侃傳遍了互聯(lián)網(wǎng)。

不過(guò)，在我看來(lái)比 iPhone 13 系列更香的，無(wú)疑是和它同場(chǎng)更新的 iPad mini 6，不僅用上了 iPad Pro 同款的全面屏設(shè)計(jì)，還有 iPhone 13 Pro Max 同款滿血版 A15 芯片。

2010年，蘋果發(fā)布iPhone 4，明確向外界宣布自研處理器A4。十多年后，新浪數(shù)碼與蘋果公司兩位高管的聊天話題是A15仿生芯片。蘋果公司全球產(chǎn)品營(yíng)銷副總裁Bob Borchers，與負(fù)責(zé)硬件技術(shù)的副總裁Tim Millet，圍繞技術(shù)與應(yīng)用，談起來(lái)蘋果公司研發(fā)A15芯片的幕后故事。

9月，伴隨著iPhone 13系列手機(jī)的發(fā)布，蘋果帶來(lái)了最新的A15仿生芯片，并聲稱A15的速度比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手快50%。而早前有有外媒報(bào)道，在對(duì)芯片性能、效率和圖形核心等進(jìn)行多項(xiàng)獨(dú)立性測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，A15 并不像蘋果聲稱的那樣比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手快50%，而是快62%。

根據(jù)報(bào)告，A15可能采用了臺(tái)積電的N5P工藝，是其5納米工藝的“性能增強(qiáng)版”，允許更高頻率。此外，A15 系統(tǒng)緩存已經(jīng)提升到 32MB，與 A14 相比，系統(tǒng)緩存增加了一倍。這種翻倍“使競(jìng)爭(zhēng)者相形見絀”，這能夠?qū)?nèi)存訪問(wèn)保持在同一個(gè)硅片上，而不是轉(zhuǎn)到更慢、更耗電的DRAM上。

不過(guò)在這份報(bào)告中還指出，iPhone的整體散熱設(shè)計(jì)被認(rèn)為是“絕對(duì)屬于最差的”，因?yàn)樗鼪]有很好地將熱量分散到整個(gè)手機(jī)機(jī)身。然而，即使他們的散熱能力有些有限，iPhone 13仍然比競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品快得多，并給出了更好的游戲體驗(yàn)。

蘋果新一代搭5納米工藝A15芯片的iPhone 13系列，官方稱其搭載的 6核心 CPU和 4核心 GPU，相比競(jìng)品達(dá) 50%和 30%的性能提升。據(jù)第三方評(píng)測(cè)機(jī)構(gòu)AnandTech推送的最新實(shí)測(cè)報(bào)告顯示，基于5納米強(qiáng)化版技術(shù)研發(fā)的A15芯片，在CPU核心性能的提升方面，實(shí)際上，甚至比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手還快上62%，遠(yuǎn)高于蘋果官方提供的數(shù)據(jù)。而且A15芯片不僅有更快速的性能，同時(shí)還顯著地帶來(lái)降低功耗的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，這也是今年新一代iPhone 13在電池續(xù)航時(shí)間大幅提升的關(guān)鍵。

Anand Tech進(jìn)一步分析指出，A15芯片采取32MB系統(tǒng)快取，相當(dāng)于是前代A14的2倍，此翻倍式的轉(zhuǎn)變，能讓隨機(jī)存取內(nèi)存保留在同一個(gè)硅芯片上，相較于緩存在DRAM上，擁有更快速度、更低耗電的優(yōu)勢(shì)，在這樣的情況下，讓蘋果A15芯片的電源芯片管理具備更好的轉(zhuǎn)換效率，并能更流暢地強(qiáng)化多核心處理性能，是超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手如高通驍龍 S888、三星Exynos 2100的主要因素。

而iPhone13由于外觀變化不大，依然是劉海屏的造型，所以蘋果在A15身上下的功夫就更大了，相比上一代A14芯片，A15在CPU部分采用了2顆大核+4顆小核的架構(gòu)，性能將會(huì)提升20%左右。而在GPU部分，A15 芯片采用5核心架構(gòu)，性能預(yù)計(jì)能提升35%左右

但A15的總體架構(gòu)相比A14并沒有發(fā)生改變，那么蘋果是如何做到不改變芯片架構(gòu)卻能提升如此多的性能呢?這是因?yàn)樘O果在A15芯片上首次采用了SVE2(可伸縮矢量擴(kuò)展技術(shù)二代)技術(shù)。

A15芯片將在CPU上采用2個(gè)高性能核心(內(nèi)部代號(hào)：FireStorm)和4個(gè)高能效核心(內(nèi)部代號(hào)：IceStorm)的設(shè)計(jì)架構(gòu)。與去年蘋果A14芯片相比，A15芯片并沒有增加的CPU核心數(shù)量。

但據(jù)DigiTimes報(bào)道，A15芯片的CPU相較A14芯片的CPU將會(huì)提高20%的性能，30%的能效。

行業(yè)人士分析A15芯片在沒有改變芯片架構(gòu)的情況下，性能卻有所提升的原因可能是，A15芯片將首次采用SVE2(可伸縮矢量擴(kuò)展技術(shù)二代)技術(shù)。

SVE2是可伸縮矢量擴(kuò)展技術(shù)SVE(Scalable Vector Extensions，SVE)的擴(kuò)展，可兼容NEON的指令。SVE2技術(shù)今年3月首次應(yīng)用在Armv9架構(gòu)上。該技術(shù)可以加快數(shù)據(jù)處理速度、保護(hù)數(shù)據(jù)安全等。

該技術(shù)可以加快數(shù)據(jù)處理速度、保護(hù)數(shù)據(jù)安全等。另外A15還有個(gè)重大改進(jìn)是它將不再外掛5G基帶，而是換成了內(nèi)置5G基帶，這將進(jìn)一步提升5G信號(hào)接收能力同時(shí)還將大幅降低功耗。不僅如此，A15還增加了環(huán)境光處理器(Ambient light sensor，ALS)處理區(qū)塊

這意味著調(diào)整 iPhone 13 屏幕的亮度、色溫等功能在芯片環(huán)節(jié)就會(huì)得到優(yōu)化。但最大的功臣還是臺(tái)積電，A15是首個(gè)采用臺(tái)積電最新5納米+工藝制程的芯片，比高通下一代的驍龍898快了半年多。

“我們的團(tuán)隊(duì)非常幸運(yùn)，因?yàn)椴恍枰ゲ聹y(cè)”—— Tim Millet的一句話點(diǎn)明了 A15仿生芯片與其他競(jìng)品研發(fā)過(guò)程的最大不同。

眾所周知，目前在移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域，除了蘋果，在安卓陣營(yíng)幾乎所有芯片都是由高通、MTK等少數(shù)廠商研發(fā)的，雖然終端廠商也會(huì)參與其中部分過(guò)程(如影像功能優(yōu)化等)，但整個(gè)過(guò)程的思路跟PC時(shí)代類似：芯片廠商制造芯片，電腦廠商將芯片配上合適的主板/內(nèi)存/硬盤等，再裝上來(lái)自另一家的系統(tǒng)，調(diào)試后交給用戶。這種各自分工明確的方式，打造了“Wintel”聯(lián)盟的輝煌，并培養(yǎng)出一大批PC廠商。

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。