探究蘋(píng)果創(chuàng)新的A10芯片如此強(qiáng)大的秘密

對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)，今年秋季蘋(píng)果所發(fā)布的新內(nèi)容中，最大的興奮點(diǎn)恐怕就是iPhone 7所搭載的A10 Fusion芯片了。畢竟，機(jī)能大幅強(qiáng)化所帶來(lái)的潛力雖然不顯眼，但好處卻是人人都能感受得到的。

秒殺一切最強(qiáng)A10

蘋(píng)果每一年的新芯片公布都是一大看點(diǎn)，畢竟光是看著那不斷上升的機(jī)能曲線，對(duì)于一名手機(jī)愛(ài)好者來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠讓人興奮了。秋季發(fā)布會(huì)上蘋(píng)果帶來(lái)了 iPhone 7和iPhone 7 Plus搭載的A10 Fusion。新芯片的性能和上一代相比自然又有了很大的進(jìn)步，40%的提升確實(shí)能夠讓人浮想聯(lián)翩，想知道它究竟都能夠做些什么。

還有，A10 Fusion芯片的圖形性能相比A9也有了50%的提高。發(fā)布會(huì)上，蘋(píng)果演示了手游《奧茲：破碎王國(guó)(Oz：Broken Kingdom)》。游戲華麗的魔法效果和物理破壞特效讓人印象深刻，甚至還有同屏400個(gè)敵人的驚人表現(xiàn)。有趣的是，芯片的能耗和A9之前的相比，卻減少了大約30%之多。

對(duì)于不少人來(lái)說(shuō)，要對(duì)比性能果然還是跑分更加直觀吧。不久前iPhone 7的安兔兔跑分成績(jī)出爐，178397的總分令人咋舌。要知道，這個(gè)成績(jī)也就僅次于以性能強(qiáng)大著稱的iPadPro而已，上個(gè)月的跑分冠軍總分不過(guò)140000分。

雖說(shuō)蘋(píng)果每一次的新芯片推出都被稱為是“best than ever”，但這句話用在A10 Fusion身上卻又多了不少意義。相比大家對(duì)這塊芯片也是非常好奇，所以今天我們就來(lái)更仔細(xì)地去說(shuō)說(shuō)它，看看A10 Fusion上還有哪一些我們知道和不知道的事情。

強(qiáng)大之源

我們可以這么說(shuō)，A10 Fusion芯片是自從蘋(píng)果的片上系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到64位處理器架構(gòu)以來(lái)，它的進(jìn)步最重大的一次。A10 Fusion芯片擁有四個(gè)核心和33億個(gè)晶體管。

盡管蘋(píng)果并沒(méi)有公開(kāi)A9芯片的晶體管數(shù)量，但我們可以猜測(cè)，這個(gè)數(shù)字肯定是介于A8的20億和A10 Fusion的33億之間。因?yàn)樘O(píng)果沒(méi)有公布具體數(shù)字，所以A9的晶體管數(shù)量應(yīng)該不會(huì)超過(guò)30億個(gè)。

另外，蘋(píng)果也透露它的GPU為六核設(shè)計(jì)，但跑分結(jié)果暗示其L1緩存和L2緩存大小都不變。

A10 Fusion芯片的晶體管數(shù)量之所以能夠比A8的多了超過(guò)50%，它獨(dú)特的四核心設(shè)計(jì)(盡管多出來(lái)的那兩顆核心很小)肯定居功至偉。另外，iPhone 7那顆強(qiáng)化過(guò)了的圖像信號(hào)處理器也幫了大忙。如果它的制程和A9一樣，繼續(xù)沿用臺(tái)積電的16納米FinFET工藝，那么很明顯，A10 Fusion的芯片尺寸一定比上一代更大。

蘋(píng)果為什么不采用更有誘惑力的三星式14納米FinFET制程?這主要是因?yàn)檫@樣會(huì)使得生產(chǎn)復(fù)雜化。與此相比，優(yōu)化芯片尺寸和元件布置可就成熟穩(wěn)定得多了。

有一件非常有趣的事情是，蘋(píng)果提到A10 Fusion芯片的性能最高可以比A9多40%，而我們通過(guò)跑分測(cè)試可以得知前者的核心頻率是2.33GHz，紙面上只比后者的1.85GHz快25%。那么，這就意味著蘋(píng)果很可能通過(guò)架構(gòu)的優(yōu)化，又多獲得了不小的提升。

核心頻率之外的提升盡管只有15%，但考慮到芯片的工藝制程沒(méi)有任何變化，這已經(jīng)是很重大的進(jìn)步了。蘋(píng)果能做到這一點(diǎn)，很有可能是因?yàn)樾酒畔⒎庋b模塊的熱效能經(jīng)過(guò)了優(yōu)化。這幾乎是唯一的可能性，因?yàn)樘O(píng)果采用的是四個(gè)核心，性能兩高兩低的不均衡設(shè)計(jì)。

高達(dá)2.34GHz的核心頻率讓蘋(píng)果在設(shè)備的硬指標(biāo)上足以接近競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手高通和三星，為了做到這一點(diǎn)，晶體管的設(shè)計(jì)可能也有了一些變化。通過(guò)提高電壓，蘋(píng)果將能夠得到更高的頻率。盡管這意味著不可避免的能耗浪費(fèi)，但問(wèn)題其實(shí)并不大，因?yàn)锳10 Fusion還有那兩顆非常搶眼的核心。

小而為美

比起iPhone 7的性能提升，業(yè)界更關(guān)心它獨(dú)特的高低性能核心搭配的設(shè)計(jì)。通過(guò)這個(gè)改進(jìn)，蘋(píng)果實(shí)現(xiàn)了一種新的動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)模式。蘋(píng)果為此設(shè)計(jì)了專門(mén)的性能控制器，可以對(duì)核心負(fù)載進(jìn)行智能的管理，做到讓某些核心完全關(guān)閉。

這種理念看似和ARM所采用的很相似，后者2011年的Cortex-A15和2012年的big.LITTLE都是類似的設(shè)計(jì)，但蘋(píng)果的優(yōu)勢(shì)在于，它可以按照需要，將任何iOS的軟件接口重新部署給性能控制器，所以應(yīng)用范圍更廣。

對(duì)于這兩顆低性能核心，人們的關(guān)注點(diǎn)在于它們究竟是不是蘋(píng)果定制的設(shè)計(jì)，還是說(shuō)完全就來(lái)自ARM的手筆，比如Cortex-A53。雖說(shuō)蘋(píng)果一向都喜歡完全的自定制設(shè)計(jì)，但也不是沒(méi)有采用現(xiàn)成CPU的先例，比方說(shuō)Apple Watch第一代，就是用的Cortex-A7。這樣一來(lái)，Apple Watch Series 2所采用的雙核芯片，很有可能正是A10 Fusion所用的那兩顆低性能高能效核心。

從蘋(píng)果的宣傳來(lái)看，采用這種設(shè)計(jì)的成效是驚人的。我們知道iPhone 7的屏幕亮度已經(jīng)增加了25%，理論上本是一個(gè)“吃電大戶”。然而在這樣的情況下，蘋(píng)果卻表示iPhone 7仍然能夠比iPhone 6s多出兩個(gè)小時(shí)的續(xù)航時(shí)間。如果實(shí)際效果真的有那么好，A10 Fusion芯片的能耗管控能力可以說(shuō)是高效得驚人。

接下來(lái)該怎么走

有一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題，那就是蘋(píng)果為什么會(huì)選擇在iPhone 7上實(shí)現(xiàn)這種獨(dú)特的芯片設(shè)計(jì)。其實(shí)答案很簡(jiǎn)單，蘋(píng)果已經(jīng)對(duì)它的主核心設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量的優(yōu)化，而這些改進(jìn)已經(jīng)幾乎到頭了，回報(bào)率越來(lái)越低。要提升性能，最簡(jiǎn)單的辦法就是提高主頻，但能耗和發(fā)熱的問(wèn)題任何人都不能不去重視。

通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，A10 Fusion的芯片尺寸很有可能已經(jīng)增大了，可以用來(lái)容納更多的晶體管，然而芯片尺寸當(dāng)然不可能無(wú)限制增大，而且本身CPU的主頻也不是無(wú)限提升的——高端的桌面級(jí)CPU在過(guò)去的十年里其主頻也被禁錮在3GHz和4GHz之間。[!--empirenews.page--]

通過(guò)優(yōu)化和再設(shè)計(jì)，蘋(píng)果實(shí)現(xiàn)了A10 Fusion芯片性能上的又一次提升，但能耗卻又更低，這毫無(wú)疑問(wèn)是一次創(chuàng)新。隨著iOS10又帶來(lái)了許多全新的功能和特性，我們已經(jīng)迫不及待想要看到A10 Fusion和iOS 10的軟硬配合都將能夠帶來(lái)些什么了。

值得注意的是蘋(píng)果為AirPods打造的W1芯片，高管菲爾?席勒表示，這是公司的第一款無(wú)線芯片，暗示未來(lái)還有更多的將要來(lái)臨。或許，蘋(píng)果的野心又要開(kāi)始擴(kuò)展了。

圍繞在A10 Fusion這顆芯片上還有許多謎團(tuán)，我們還需要更多的拆解、測(cè)試和分析去了解它。接下來(lái)的蘋(píng)果還會(huì)為我們帶來(lái)什么呢?真是讓人期待啊。