近年來，熱點不斷，競爭逐漸白熱化的系統(tǒng)級芯片市場上，自然少不了智能手機時代的開創(chuàng)者蘋果公司，剛剛過去的蘋果發(fā)布會上，A11 Bionic芯片讓人過目難玩，究竟是什么成就了蘋果手機手機中的戰(zhàn)斗機的王者形象，除了軟件之外，蘋果對硬件的研發(fā)以及性能指標，在公開場合一直提及不多。
蘋果芯的歷史
蘋果手機從iPhone4s開始在中國大熱，很多中國的蘋果粉也是從這部手機開始的，那么第一代蘋果是怎么來的呢?iPhone一代06年由喬布斯親手主刀，使用的是德州儀器的OMAP處理器;從二代3G版手機開始，轉(zhuǎn)而使用三星S3C6410處理器，三代3GS使用處理器版本為S5PC100;四代使用S5PC110的小修版;4S為Exynos4210小改款。在這之前，手機還沒有成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?，銷量有限，所以用一個簡化版的SOC已經(jīng)足夠功能需求，蘋果自研發(fā)芯片當時還主要集中在筆記本、臺式機的使用方面。
從4S開始，蘋果把與三星共同研發(fā)的芯片開始命名為A4，這也是蘋果第一次為手機芯片取名為“A”系列。后面，發(fā)布的A5芯片是在這個產(chǎn)品上增加了一塊earSmart區(qū)域。這兩款芯片成為了蘋果自研芯片的開端。(請注意，本文提到的芯片不包括通信基帶，蘋果手機的通信模塊主要采用高通或者英特爾兩家廠商的產(chǎn)品。)
A5芯片的特點是增加了加速語音辨識算法的功能區(qū)塊，以及內(nèi)建了ISP(圖像信號處理模塊)用于實現(xiàn)更加優(yōu)秀的拍照功能，其余部分基于標準的ARM構(gòu)架。
從A6X開始，手機的應用場景更加清晰，功能需求的提升更加迫切，因此，完全依靠EDA(Electronic Design Automation)工具進行的標準設(shè)計被拋棄了，改而使用手工的布局(Manual Layout)。
這種芯片設(shè)計方式讓蘋果徹底擺脫了三星，芯片發(fā)熱得到緩解，對晶體管使用得到了控制，性能表現(xiàn)提升了，功耗、節(jié)能表現(xiàn)更加優(yōu)異。搭載AX系列芯片的產(chǎn)品，在市場上廣受好評，成為了蘋果硬件研發(fā)的動力，同時也給蘋果公司積累了寶貴的硬件設(shè)計研發(fā)的經(jīng)驗。
2012年采用雙核設(shè)計的蘋果A6X芯片最先配備給了iPhone5。這時芯片完全由蘋果設(shè)計，三星負責組裝和生產(chǎn)。A7X是手機上第一次應用64位處理技術(shù)，配備給了5S手機(小編一直使用到現(xiàn)在)。到A8的三核，蘋果芯片隨著制程的演進，逐步增加核心數(shù)量和主頻，達到性能的提升，A9回到兩核，性能通過構(gòu)架的改善和增加主頻得以提升。A8主頻為1.5GHz，A9為2.26GHz。A8采用 20nm工藝，A9為16nm，晶體管越小功耗越低，單位面積上集成的數(shù)量也就越多，處理能力也更強，這是性能提升的主要原因。
A10X芯片采用10nm工藝，由于最先是設(shè)計給iPad Pro使用，所以規(guī)模和主頻設(shè)定就比較粗放，但是性能相對A9確實進一步提升了，比今年高通的旗艦產(chǎn)品驍龍835性能還要強悍。這也是蘋果首款10nm工藝處理器，該芯片內(nèi)建了3大+3小，叫做3融合核心，從這里開始蘋果采用大小核的設(shè)計去平衡功耗和性能表現(xiàn)。大小核心分別負擔程度不同強度的計算工作，借此可以有效延長平均電池壽命，同時也能改善整體性能表現(xiàn)。
A11延續(xù)了大小核心的設(shè)計，但是為了增加主頻，大核心降為2個，代號Monsoon，小核心增為4個，代號Mistral，同樣是6個核心。這款芯片的主頻提升到了2.74GHz，單核計算性能較前代提升1.2倍，且能夠獨立尋址。
A11中的GPU單元沒有延續(xù)之前的慣例使用Imagination公司的PowerVR，兌現(xiàn)了自己淘汰原有而改用自主研發(fā)的GPU的諾言，在GPU對于機器學習(ML)日益重要的今天，自主研發(fā)GPU幾乎可以看做是又一次開辟了新的硬件研發(fā)領(lǐng)域。
下載文檔
