2019年9月11日凌晨，iPhone 11正式发布。对于这一代的“水果机”，互联网上如今已经有了许许多多的吐槽、恶搞甚至是嘲讽：外观丑、相机造型奇葩、缺乏5G支持、只有Pro版才标配快充头等等，不一而足。
但是，即便大家再如何将iPhone11系列批判一番，它依然至少有一点优势是整个手机行业都不得不承认，不得不服气的。这就是苹果自研的A13芯片的强大性能。A13有多厉害？权威的跨平台测试软件Geekbench今天给出了答案：在一份疑似iPhone 11 Pro的Geekbench 4.4跑分成绩中，A13芯片的CPU部分取得了5472/13769的单核/多核分数。和大家熟悉的安卓旗舰SoC骁龙855Plus相比，苹果A13的单核/多核性能分别高出了53%和30%；和前段时间刚刚发布的麒麟990 5G（官方ppt所公布的跑分）相比，苹果A13的领先幅度也高达40%和11%。事实上，即便与目前已经曝光的，疑似高通下一代旗舰骁龙865的跑分相比，苹果A13也依然领先了一大截。看来，这次苹果在发布会上所宣称的，“即便是一代前的苹果处理器，也至少能够保证作为高端不掉队两年”，真的不是吹牛。那么，问题就来了：苹果A13到底为什么这么强？或者说，近几年的苹果A系列芯片为什么都这么强，以至于整个手机行业都只能跟在后面看背影？研发、生产一款手机芯片，正常人都能想到绝对是一件很烧钱的事情。但是，这显然不是说，任何一款手机SoC或者AP（应用处理器），研发费用都是差不多的高——即便是在这个看似高深的业界，要省钱，办法还是很多的。比如说，厂商可以从一开始就订立相对低的性能指标，设计更少的核心、更小的芯片面积。这样一来，既不会有很高的晶体管规模、也不需要很先进的制程，制造成本自然大大下降，代价就是规格不好看、性能不给力。当然，这也就是市面上绝大多数低端手机芯片所采用的市场策略。又比如说，在CPU、GPU的设计上，厂商们可以选择不自己设计架构，而是从ARM处购买现成的CPU、GPU设计蓝本，稍微修改一下或者直接不改就拿来集成。这样显然可以大大节约设计费用和时间，理论上还能有更好的兼容性，当然也比较省钱。事实上，大家熟悉的高通骁龙、华为海思麒麟，它们使用的CPU都是基于公版设计小改而来，这的确帮助厂商们节约了时间，让产品能够更快上市。最后，当然芯片进入制造阶段时，也面临着制程的选择：越新、越少人用的制程成本自然就越高、良品率还可能越低。这就意味着如果一家企业想用最新的制程来支撑自己强大的芯片，那么就不得不忍受极高的代工费用，以及造出来的芯片可能一多半都必须废弃的事实。很显然，这很不“经济”。那么，苹果是怎么造他们家的手机芯片的呢？首先，不管是上一代的A12还是这一代的A13，它们都完全基于苹果自行研发而来。以A13为例，它的整个计算架构由两个CPU大核+四个CPU小核+两个机器学习加速单元+八核神经处理器+四核GPU组成，而所有的这些核心全部出自苹果自主研发，全部不是从外面买来的架构。光是这一点，设计成本之高、研发耗时之长就已经可想而知。事实上，如果大家关注过此前的华为麒麟990发布会，可能会发现麒麟990其实有两个完全不同的型号，其中4G版本的麒麟990使用的并非最新的7nm EUV工艺，而是上一代的7nm工艺。只有“完整版”的麒麟990 5G才是真正的7nm EUV新工艺产物。相比之下，苹果这一次不管是5000多元的iPhone 11，还是万元以上的iPhone 11 Pro Max，所使用的A13主控都是“一视同仁”的7nm EUV最新制程生产。很显然，光在制造成本这一块，苹果就得多掏不少银子。而也正是这些比别人砸得更多的钱，在一定程度上保证了A13芯片“高价高质”。相信不少人看到这个理由心里都是一怔：不是说外挂基带比内置功耗更高么？为什么不内置基带会是苹果芯片性能高的理由呢？因为很简单：外挂基带功耗好那是算的AP（应用处理器）和基带加起来的功耗，如果只看处理器本身，那么功耗还是很容易做到比集成基带的芯片更低的。不仅如此，对于半导体芯片来说，集成的功能越多、晶体管数量越多，单颗芯片的生产就越困难，性能和功耗其实也越不好控制。对于苹果而言，A13芯片这一次集成的晶体管数量高达85亿，的确不是业界最高。但和其他的竞争对手相比，由于去掉了基带和基带缓存这两个“大头”，实际上也就意味着A13这85亿的晶体管数量几乎完全是在为性能服务，这就是竞争对手们很难达成的优势所在了。当然，有了这么多的晶体管给CPU、GPU以及AI单元去“挥霍”，也就意味着苹果得以在这些部分用上一些超乎业界常规的设计。虽然我们至今还没有看到关于A13芯片的直接架构分析，但这不妨碍我们用上代的苹果A系芯片给大家举例，看看苹果究竟是怎么在不集成基带的情况下用好这一颗巨大的芯片的。Anandtech分析的苹果A11、A12缓存配置首先，在CPU部分，苹果从A7时代就已经完全抛弃了公版ARM架构的设计思路，基本上是“怎么大怎么来”：A12的每一个大核心都有7发射、6ALU（算术逻辑单元），3乘加浮点单元的恐怖规模。同时每个大核配上了高达6MB的二级缓存以及额外8MB的指令缓存。这是什么概念呢？论核心规模，一个苹果A12大核比一个公版Cortex-A76大核差不多直接翻倍；论缓存设计的“挥霍”程度，苹果甚至超过了PC上的Intel，直接不把ARM公版放在眼里了。除此之外，哪怕是在上一代的A12芯片中，苹果设计的四个CPU小核心用的也不是什么A53、A55公版架构，而是性能直逼公版A73大核的，基于自家Swift（也就是A6）改进改进再改进而来的自主方案。事实上，A12里的小核心所搭配的缓存大小，都已经相当于很多其他SoC里大核的L2大小了，可它的面积却仅与公版Cortex-A55相当。苹果的超高芯片自主设计水平，由此可见一斑。最后，很多人可能记得苹果从上一代（A12）芯片开始，使用的就是自主定制的“四核心GPU”了，而且这个GPU性能还高得不要不要的。难道苹果又有什么黑科技？这次其实没有。苹果所谓的“四核心”和我们在其他SoC GPU规律里看到的“MP4”或者“MC4”其实不是一个概念，它更接近于四块GPU的互联形态（四卡交火）——每一个“核”里，包含高达128个ALUs，四核心就有512个ALUs之巨了。这是什么概念呢？高通骁龙855Plus的Adreno 640超频版也才384个ALUs，苹果直接就多了30%，性能能不高么？即便是不太懂得手机技术门道的小白，可能也听过苹果手机“优化好”的说法。不过，相比于安卓，苹果在系统层面上的优势严格意义上来说其实只有一条，但也正是这一条，直接决定了苹果在软件优化、在用户体验、甚至于在商业生态建设上的巨大优势。2016年9月16日，苹果正式发布iOS10系统，11个月后的2017年8月1日，苹果官宣iOS10更新率已达87%。也就是说符合更新需求的设备中，十台有近九台已经完成了系统升级。2017年9月19日，iOS11正式发布，一年之后，根据官方报告显示，新系统的更新率再一次接近90%。2018年9月17日，苹果推出iOS12操作系统，这一次仅用了四个月，老设备的系统更新率就已经达到了83%……当然，我们可以说，和安卓相比，苹果的系统更新要“偷懒”很多，因为从更新方式上来说，苹果是自家给自家的手机、平板、智能手机以及播放器提供更新；而不像安卓是谷歌先把系统分发给各家手机厂商，各家手机厂商再做修改之后再给谷歌送审，最后才能推送更新。从更新对象上来说，iPhone和iPad这两大苹果主流产品线加起来当然也没有整个安卓生态那么大。但是，对于苹果而言，这意味着每一次系统中增添新功能，作出新的优化修改，苹果的工程师都可以细致地针对每一个机型来细致地进行调整，用自家私有的程序API来做到最大化的软硬件优化：你可能不知道苹果的GPU已经可以做到光线追踪，但你肯定知道苹果自己开发了一套编程语言、自己开发了一个独立于DX和Vulkan之外的专属图形接口。相比之下，三星的手机使用的可能有来自三星、高通、展讯的芯片，华为的手机其实有华为海思、高通、联发科等好几个不同的硬件平台——即便他们拥有自行改造操作系统的能力，也不可能覆盖到自己所有的主流产品。而这也意味着，为了兼容性，苹果的对手们不得不在系统优化上作出一些妥协，不得不把一套安卓系统、一套UI适配好几个不同的底层驱动，为许许多多不同的屏幕分辨率做修改。这也意味着，对于安卓程序员来说，他们没有像苹果那样简便的适配机制，很难将时间纯粹用于优化代码、提升性能。因为他们要不断地适配市场上新出现的芯片、品牌、分辨率、系统省电逻辑……哪还有时间琢磨执行效率问题呢？【本文图片来自网络】
尽管看上去并不“新潮”，但这次的Pixel 4系列或许一样有很多黑科技。
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