在 Fast Company 評選的《2017年全球最具創(chuàng)新力公司》榜單中，蘋果排名第四，比2016年的排名上升了3個位置。目前，蘋果創(chuàng)新能力僅落后于 Amazon、谷歌和 Uber，超過了 Snapchat、FB 和 Netflix。Fast Company 認為，蘋果去年自行設計了四款芯片，該成就可以幫助蘋果控制自己的命運，并同時創(chuàng)造吸引人的顧客體驗。
蘋果自主開發(fā)的四款芯片包括：iPhone 7 搭載的 A10 Fusion 芯片，AirPods 搭載的 W1 無線芯片，Touch Bar 版 MacBook Pro 搭載的 T1 芯片 以及 Apple Watch Series 2 搭載的 S2 芯片。
每款芯片都代表著蘋果的技術創(chuàng)新突破。
A10 Fusion很強大
蘋果每一年的新晶片公布都是一大看點，畢竟光是看著那不斷上升的機能曲線，對于一名手機愛好者來說已經(jīng)足夠讓人興奮了。去年秋季發(fā)布會上，蘋果帶來了iPhone 7和iPhone 7 Plus搭載的A10 Fusion。新晶片的性能和上一代相比自然又有了很大的進步，40%的提升確實能夠讓人浮想聯(lián)翩，想知道它究竟都能夠做些什么。
我們可以這么說，A10 Fusion 晶片是自從蘋果的片上系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到64 位處理器架構以來，它的進步最重大的一次。A10 Fusion 晶片擁有四個核心和33 億個電晶體。盡管蘋果并沒有公開A9 晶片的電晶體數(shù)量，但我們可以猜測，這個數(shù)字肯定是介于A8 的20 億和A10 Fusion 的33 億之間。因為蘋果沒有公布具體數(shù)字，所以A9 的電晶體數(shù)量應該不會超過30 億個。另外，蘋果也透露它的GPU 為六核設計，但跑分結果暗示其L1 緩存和L2 緩存大小都不變。
A10 Fusion晶片的電晶體數(shù)量之所以能夠比A8的多了超過50%，它獨特的四核心設計(盡管多出來的那兩顆核心很小)肯定居功至偉。另外，iPhone 7那顆強化過了的圖像信號處理器也幫了大忙。如果它的制程和A9一樣，繼續(xù)沿用臺積電的16納米FinFET工藝，那么很明顯，A10 Fusion的晶片尺寸一定比上一代更大。
蘋果為什么不采用更有誘惑力的三星式14納米FinFET制程?這主要是因為這樣會使得生產(chǎn)復雜化。與此相比，優(yōu)化晶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，蘋果提到A10 Fusion晶片的性能最高可以比A9多40%，而我們通過跑分測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，這就意味著蘋果很可能通過架構的優(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%，但考慮到晶片的工藝制程沒有任何變化，這已經(jīng)是很重大的進步了。蘋果能做到這一點，很有可能是因為晶片信息封裝模塊的熱效能經(jīng)過了優(yōu)化。這幾乎是唯一的可能性，因為蘋果采用的是四個核心，性能兩高兩低的不均衡設計。
高達2.33GHz 的核心頻率讓蘋果在設備的硬指標上足以接近競爭對手高通和三星，為了做到這一點，電晶體的設計可能也有了一些變化。通過提高電壓，蘋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，但問題其實并不大，因為A10 Fusion 還有那兩顆非常搶眼的核心。
比起iPhone 7的性能提升，業(yè)界更關心它獨特的高低性能核心搭配的設計。通過這個改進，蘋果實現(xiàn)了一種新的動態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)模式。蘋果為此設計了專門的性能控制器，可以對核心負載進行智能的管理，做到讓某些核心完全關閉。
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都是類似的設計，但蘋果的優(yōu)勢在于，它可以按照需要，將任何iOS的軟體接口重新部署給性能控制器，所以應用范圍更廣。
對于這兩顆低性能核心，人們的關注點在于它們究竟是不是蘋果定制的設計，還是說完全就來自ARM的手筆，比如Cortex-A53。雖說蘋果一向都喜歡完全的自定制設計，但也不是沒有采用現(xiàn)成CPU的先例，比方說Apple Watch第一代，就是用的Cortex-A7。這樣一來，Apple Watch Series 2所采用的雙核晶片，很有可能正是A10 Fusion所用的那兩顆低性能高能效核心。
從蘋果的宣傳來看，采用這種設計的成效是驚人的。我們知道iPhone 7的螢幕亮度已經(jīng)增加了25%，理論上本是一個「吃電大戶」。然而在這樣的情況下，蘋果卻表示iPhone 7仍然能夠比iPhone 6s多出兩個小時的續(xù)航時間。如果實際效果真的有那么好，A10 Fusion晶片的能耗管控能力可以說是高效得驚人。
有一個很關鍵的問題，那就是蘋果為什么會選擇在iPhone 7上實現(xiàn)這種獨特的晶片設計。其實答案很簡單，蘋果已經(jīng)對它的主核心設計進行了大量的優(yōu)化，而這些改進已經(jīng)幾乎到頭了，回報率越來越低。要提升性能，最簡單的辦法就是提高主頻，但能耗和發(fā)熱的問題任何人都不能不去重視。
通過優(yōu)化設計，A10 Fusion的晶片尺寸很有可能已經(jīng)增大了，可以用來容納更多的電晶體，然而晶片尺寸當然不可能無限制增大，而且本身CPU的主頻也不是無限提升的— —高端的桌面級CPU在過去的十年里其主頻也被禁錮在3GHz和4GHz之間。
通過優(yōu)化和再設計，蘋果實現(xiàn)了A10 Fusion晶片性能上的又一次提升，但能耗卻又更低，這毫無疑問是一次創(chuàng)新。
W1 無線芯片是Airpods的靈魂
蘋果在發(fā)布最新一代的iPhone 7 同時亦發(fā)布了全新的無線耳機AirPods。雖然AirPods 在外觀上的確沒有為大家?guī)硎裁吹捏@喜，不過在內(nèi)里卻蘊含了不少突破性的創(chuàng)新元素，為用戶提供好的無線耳機體驗。不過蘋果在發(fā)布會時卻沒有再多提及AirPods 的W1 晶片，但其實W1 主要有3 大特點，為大家提供前所未有的無線耳機體驗。
一如在發(fā)布會中所說，AirPods 內(nèi)置的W1 晶片，可以免除傳統(tǒng)無線耳機繁復的配對步驟，只要輕觸耳機再靠近iPhone 就可以完成配對，并透過iCloud 的連接，讓你可在你的不同蘋果裝置之間自由切換。W1 晶片亦會隨時與光學感應器和動態(tài)加速感應器合作，自動控制音訊和啟動咪高風，讓你可以隨時使用一邊或兩邊的AirPods。同時，只要你將AirPods 置入耳中，就能立刻播放。
蘋果并沒有公布過AirPods 到底連接的原理是使用哪種無線連接方式，不過卻是支援藍牙連接，外界推測AirPods 采用的是最新的藍牙5.0，穩(wěn)定而且高速的連接，不但可以提升你的使用體驗，而且可以讓更大的音訊檔案進行無線傳輸，間接地讓AirPods 可以提供更好的音質(zhì)。
W1 晶片可以為用戶提供圓潤、高素質(zhì)的AAC 音訊，在聽音樂時可以提供更好的體驗，而在打電話或與Siri 對話時，話音加速感應器就會自動識別，透過與W1 的處理后，兩邊的波束形成咪高風就可為你過濾背景及外來噪音，同時集中接收你說話的聲音。
W1 晶片專以超低功耗設計，在使用時的電力消耗就只有傳統(tǒng)無線晶片的三分之一，雖然AirPods 單次充電只有5 小時續(xù)航力，不過這個只因AirPods 的體積限制，無法提供更多的電池電量，所以蘋果特意設計充電盒，AirPods 連同充電盒可以最高提供24 小時的總續(xù)航力。而且只需置于充電盒中15 分鐘，即可為你提供3 小時聆聽時間，要查看電量，只需把AirPods 靠近你的iPhone，或問問Siri 你的AirPods 還剩下多少電量。
MacBook Pro 搭載的 T1
去年十月份，蘋果公司正式發(fā)布了 2016 年 MacBook Pro 更新，如此前曝光的消息，蘋果確實以 OLED 觸控欄替換了鍵盤上方的實體功能鍵，并將 Touch ID 首次整合到 Mac 平臺上，位于觸控欄最右側，“刪除”鍵的上方，它支持用戶通過這個指紋識別器來登錄設備，或者是通過指紋驗證完成支付。
此前根據(jù)蘋果開發(fā)者 Steven Troughton-Smith 深入挖掘顯示觸摸屏代碼發(fā)現(xiàn)，這個觸摸屏由一個單獨的 ARM 處理器驅(qū)動，并且采用一個特殊的 iOS 操作系統(tǒng)和筆記本電腦的 macOS 一起運行。這個操作系統(tǒng)是蘋果 Apple Watch 智能手表 watchOS 的修改版本，它本身是 iOS 的修改版本。這意味著 MacBook Pro 上的觸摸顯示屏獨立于 macOS 運行。
這個 ARM 處理器型號是 T1，可能是蘋果智能手表處理器 S1 的一個變體，T1 在一個 Ramdisk上運行特別版 iOS，它通過 USB 接收像素緩沖區(qū)，macOS 通過 USB 發(fā)送幀緩沖區(qū)數(shù)據(jù)，然后 T1 將多點觸摸事件中繼回 macOS。
但是蘋果內(nèi)部知情人士認為，如果是將 T1 芯片形容為 S1 芯片的變體，實在是過度泛化這項技術。
該知情人士表示：“新 MacBook Pro 上的 T1 芯片和 Apple Watch 的 S1 芯片因為都基于 ARM 架構，有著共同的工程和設計理念，但直接稱之為Apple Watch 片上芯片系統(tǒng)的變體版本完全不準確。”
“就像 Steve Jobs 曾經(jīng)說過的那樣，OS X 和 iOS 有著相同的內(nèi)核，而 Apple Watch 只是外延擴展。”該知情人士補充道，“僅僅因為使用了相同的例程以及一些相同的API而說芯片是一樣的，完全不是這么一回事。”
但是很多人目前基本都認為 Steven Troughton-Smith 的說法是正確的。
“從理論上來說，在設備關閉的情況下Touch Bar 是可以運行的。”Troughton-Smith 表示，“所以即使是在桌面設備上，在不用完全切換到ARM的情況下，你就可以享受 iOS 設備上所有低功耗特性和安全保護的好處。”
因為這個觸控板是可以用于打開電腦、認證用戶身份的，因此可以說 Touch Bar 有一部分功能的運行是完全獨立于 macOS 的。
而蘋果公司軟件高級副總裁克雷格·費德里希最近回復顧客郵件的內(nèi)容，可能進一步證實了 Troughton-Smith 的上述說法。在那份費德里希與顧客互動的郵件中，顧客問到 Touch Bar 是否有可能成為 Boot Camp 的常規(guī)性功能欄，費德里希則好似確認了存在這種可能性。
如果說這些消息準確無誤的話，這也就意味著新設備的 Touch Bar 是完全獨立于 macOS Sierra 的。而這塊 T1 芯片上到底隱藏著什么密碼，等到新設備上市之后，專業(yè)芯片拆解機構應該很快就能解密。
Apple Watch Series 2 搭載的 S2 芯片
去年，蘋果在第二代智能手表 Apple Watch Series 2 上，又推出了改用雙核心設計的 Apple S2 芯片，將微型芯片性能提升到一個新的高度，使 Apple Watch 的速度提高達 50% 之多。此外，S2 還加入了新圖形處理器，將圖形處理性能提升到 2 倍。
不僅如此，蘋果不忘繼續(xù)改進 Apple S1 芯片，在 Apple Watch Series 1 智能手表上所更新的那枚芯片，同樣改用了雙核心的設計，加速性能表現(xiàn)，用戶能夠輕松感受到迅速啟動自己常用的各種應用的快感。
它采用所謂的S2系統(tǒng)級封裝(SiP)，搭載了較現(xiàn)有產(chǎn)品款式更快50%的雙核心CPU以及更快2倍的GPU。
該公司在Apple Watch Series 2上展示一款觀星應用程序(App)，以60f/s的速率實現(xiàn)更高5倍的效能，這一部份可歸功于芯片的升級。
初具雛形的蘋果芯片帝國的下一步計劃
這是個系列的芯片，是蘋果未來發(fā)展的支柱。會看一下，蘋果的 A 系品牌作用是史無前例的，或者說最近已經(jīng)沒有哪個公司能夠取得這樣的成就，一個這樣的團隊竟能夠開發(fā)出這么高質(zhì)量的芯片。通常能夠為自己的產(chǎn)品開發(fā)出這樣的芯片的參與者總能代表“行業(yè)領先”，至少完全不輸給高通。關鍵在于，這為蘋果旗下產(chǎn)品自主設計硬件的“垂直整合”戰(zhàn)略奠定了堅實的基礎。
隨著 iPhone 和 iPad 中 A 系列芯片的優(yōu)勢不斷擴大，看到利潤豐厚的市場拱手相讓給蘋果，一些口袋里有錢的廠商可能也蠢蠢欲動，開始思考他們能不能也自己設計芯片。然而短時間內(nèi)要完成自主非公版的設計并不那么簡單，這一點谷歌已經(jīng)證明。
無論如何，迄今為止我們看到了蘋果四個創(chuàng)新的芯片設計，分別為 A 系列、T系列、S 系列和 W 系列。盡管 S 系列、T系列和 W 系列剛剛起步還相對較新，但參照過去幾代 A 系列芯片的發(fā)展步伐，蘋果并沒有就此罷休的打算，反而是要將其打造成業(yè)內(nèi)一流的芯片。
我們也不清楚蘋果下一步是什么，根據(jù)近年來的報道和爆料，擺在眼前的大概有三個跡象：
- 首先是集成調(diào)制解調(diào)器的 SoC 一體式芯片?
- 再者是自主設計 GPU 圖形處理器單元，包括調(diào)制解調(diào)器?
- 最后還可能將 A 系列芯片帶到桌面上?
觀察手機行業(yè) SoC 系統(tǒng)級芯片的研發(fā)歷程，集成調(diào)制解調(diào)器似乎是必走的步驟之一，高通目前已經(jīng)做到這點并且優(yōu)勢十分突出。最近沉寂已久的英特爾，開始為蘋果某些型號的 iPhone 提供調(diào)制解調(diào)器，但早幾年就有跡象表明，蘋果同樣有興趣打造自主調(diào)制解調(diào)器，相信將其集成到 A 系列芯片之內(nèi)只是時間的問題。
另外，從前年 12 月份開始，就不斷有傳聞顯示，未來蘋果不僅致力于移動芯片的 CPU 中央處理單元，而且還考慮自行研發(fā) GPU 圖形處理單元，相關工作“悄悄地在幕后進行中”，而不是長期從 Imagination Technologies 獲取授權。據(jù)稱一是成本因素考慮，二是性能因素，蘋果不希望看到通過堆 GPU 核心集群來提升性能，核心越多穩(wěn)定性就越差，而且功耗不易控制，反而傾向于較小或相對合理的 GPU 配置。
假如蘋果真的有一支能力出眾的 GPU 團隊，并且愿意慷慨投資，那么蘋果通過定制自主的 GPU 架構，將有可能實現(xiàn)重大的性能改進，無論是芯片面積還是性能，均可以比之前提供的 GPU 內(nèi)核更合適整體芯片結構設計。蘋果在這方面仍是新手，但已經(jīng)擁有成熟且十分成功的 CPU 內(nèi)核定制經(jīng)驗，這點有助于蘋果少走彎路。
與此同時，蘋果似乎要做的不只是移動芯片的主導力量。根據(jù)傳聞了解，蘋果極有可能將 A 系列芯片帶到 Mac 產(chǎn)品線上，主要是因為在超低功耗芯片領域，A 系每瓦的性能與英特爾的差距逐步縮小。當然了，在高性能處理器領域，英特爾的領先地位毋庸置疑，不過低端入門級的超輕薄產(chǎn)品未來就很難說了，其實對于蘋果最大的挑戰(zhàn)還是在于不同芯片架構之間軟件的無縫兼容問題，即使數(shù)年或數(shù)十年也不一定能夠解決。
總之，從這四個系列芯片的發(fā)展勢頭來看，蘋果在整個芯片行業(yè)還能有很長的發(fā)展之路，但就移動行業(yè)而言，蘋果的食物鏈已經(jīng)足夠龐大，更多成果或許將在未來兩三年內(nèi)一一呈現(xiàn)。
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