最強(qiáng)手機(jī)芯片進(jìn)化史：蘋果A系列處理器是怎么煉成的！

蘋果于北京時間11日凌晨1點召開了2019秋季發(fā)布會，每年秋季發(fā)布會關(guān)注焦點莫非是iPhone，此次iPhone 11升級力度較X到XS一代算是幅度比較大的，A13芯片常規(guī)硬件升級，鏡頭升級，加入夜景模式，電池加大續(xù)航能力加強(qiáng)，pro版本標(biāo)配18W快充，屏幕升級，對比度翻倍，全系支持雙卡雙待，這樣看來實際上這代iPhone除了支持5G外，該補(bǔ)的漏洞基本上都補(bǔ)上了，也算是跟上了安卓的步伐。

掐指一算，距離初代iPhone發(fā)布已過去12年，iPhone從初代到至今的11，外觀上的變化無疑是巨大的，同樣，內(nèi)部硬件也是。在這12年間，令蘋果自豪的除了iOS系統(tǒng)之外，還有他們自研的芯片A系列處理器。

從iPhone 4首發(fā)A4處理器開始，蘋果正式走上了自研芯片的道路。從A4到如今的A13，蘋果已經(jīng)有整整10代的A系列處理器，而今天，集微網(wǎng)將與大家談?wù)凙系列的從古至今。

從A4到A13，蘋果并不是代代擠牙膏，相反，其中有幾款處理器有著劃時代的意義。

A4，作為蘋果的處女作，該芯片采用一顆45nm制程800MHz ARM Cortex－A8的單核心處理器，GPU為PowerVR SGX 535，L2的緩存為640KB，在同等頻率下性能表現(xiàn)好于三星S5PC110，但是其核心的結(jié)構(gòu)和此前使用的三星處理器十分相似，僅僅是主頻升高，核心的CPU架構(gòu)方面沒有什么變化，所以嚴(yán)格來說這顆芯片并不能算蘋果真正自主研發(fā)的成果。

A5，發(fā)布于喬布斯遺作iPhone 4S，它是第一款蘋果設(shè)計的雙核處理器芯片，當(dāng)然A5的變化遠(yuǎn)不止是增加了一顆核心那么簡單，它的處理器架構(gòu)也由之前來自于Cortex-A8架構(gòu)升級到了更為強(qiáng)勁的Cortex-A9，這一脫胎于上一代的Cortex-A8平臺的新架構(gòu)，擁有更高的計算能力和更低的功耗。而GPU部分則搭載了PowerVRSGX543+，圖形性能提升明顯。號稱 CPU 性能是初代 iPad 的兩倍，GPU 是初代的 9 倍，A5X是其性能的加強(qiáng)版，圖形處理器采用的是四核心，用于第三代iPad，圖形處理能力為iPad 2上的兩倍

A6，由蘋果旗下的子公司Intrinsity設(shè)計、三星代工制造，采用了獨特架構(gòu)設(shè)計，性能介于Cortex-A9和Cortex-A5之間，基于32nm工藝制程,，能夠動態(tài)調(diào)整CPU電壓/頻率特性，GPU集成的是一顆三核心的PowerVR SGX 543MP3圖形處理單元，性能是A5的兩倍多。和A5一樣，A6X是專為iPad推出，在CPU主頻上提高，GPU更換成SGX554MP4，擁有四核心。

A6橫空出世的時候，蘋果開始走向高處不勝寒的境地，由于當(dāng)時搭載A6的iPhone 5在跑分榜上將不少采用四核處理器的安卓機(jī)皇踩在腳下，蘋果也向世人證明一款處理器性能怎樣，不能光看單純的核心數(shù)量。

A7對于蘋果而言是一個新的高度，也為手機(jī)處理器打開了64位時代的大門，無疑，這款芯片有著巨大的劃時代意義。

A7采用的是全新的64位設(shè)計，使用Arm－v8 64位指令集，自家的Cyclone架構(gòu)，采用28nm工藝，主頻為1.3GHz。A7處理器的性能比iPhone 5上的A6快2倍，是初代iPhone上使用的處理器的40倍，圖形能力是初代的56倍。此外，從A7開始蘋果為旗下處理器配備低功耗協(xié)處理器M系列，專門負(fù)責(zé)計算手機(jī)的各項傳感器數(shù)據(jù)，并且可以保持極低的功耗。

作為歷史上第一個移動端64位處理器，在當(dāng)時引起了不小的爭議，當(dāng)其他安卓廠商拼命堆CPU核心數(shù)時，蘋果卻給未來CPU發(fā)展指出了新的方向，這讓A7在推出初期遭到了不少非議，不少人認(rèn)為這是一個噱頭。然而，事實證明，64位的確是蘋果一個非常有前瞻性的思想。當(dāng)時已經(jīng)有人在手機(jī)上開始剪視頻，P圖了，32位處理器的性能眼看就要觸及天花板，蘋果當(dāng)機(jī)立斷提前入局，也靠著這一點，蘋果始終都在領(lǐng)先安卓廠商。以至于在今天8核成千元機(jī)標(biāo)配的同時，蘋果仍舊還用著6核設(shè)計。

此后A8，A9，A10進(jìn)一步提升核心數(shù)和制程工藝，處理器及GPU性能節(jié)節(jié)攀升，值得注意的是當(dāng)時為iPad Air 2配備的A8X處理器，它是移動行業(yè)第一個三核處理器，其性能也是無比強(qiáng)悍。A8X集成了大約30億個晶體管，比A8多了一半，更是上代A7的三倍，主頻也提升至1.5GHz，其單線程性能比A8高出接近12%，多線程性能整整提高了55%，第三個核心性能得到完美釋放，且蘋果首次在iPad Air2上將內(nèi)存上了2GB。不得不說，這一代iPhone和iPad之間性能差距非常顯著。

當(dāng)然還有A10X，當(dāng)年A10 Fusion上到四核心時，A10X就不講道理的直接上到了6核，采用3+3設(shè)計，另外還有個12核GPU，蘋果當(dāng)時表示能夠輕松剪輯4K視頻，還能渲染精細(xì)3D模型，創(chuàng)建，標(biāo)記復(fù)雜的文檔文稿，再看看A10X是首發(fā)哪臺設(shè)備——iPad Pro，就能明白為何擁有如此強(qiáng)大的性能，當(dāng)年被冠以史上最強(qiáng)移動CPU可不是金玉其外。哪怕到現(xiàn)在，A10X的GPU性能依舊霸榜，其CPU性能也不比A11，A12弱后多少。

時間來到2017年，這一年對蘋果來說，無論是A系列處理器還是iPhone都進(jìn)入下一個時代。iPhone 8為之前的iPhone設(shè)計語言畫上完美的句號，而iPhone X則開啟了全面屏及face ID的新時代。

而那一年的A11 Bionic堪稱性能怪獸。A11 采用臺積電當(dāng)時最先進(jìn)的10nm工藝制程，擁有43億個晶體管，采用六核心的設(shè)計，大核性能相比A10提升25%，4顆小核相較A10提升70%，多性能處理提升75%；搭載的GPU是蘋果自研的三核心 GPU ，性能較 A10 性能提升 30%，而功耗則降低了 50%，此外，A11首次搭載神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎，采用雙核設(shè)計，每秒運(yùn)算次數(shù)高達(dá)6000億次，主要勝任機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)，能夠識別人物，地點和物體，最典型的應(yīng)用便是其首次推出的face ID及其衍生功能動畫表情。

A11之于蘋果更深層次的意義在于其是蘋果當(dāng)時自主程度最高的一代A系列處理器，當(dāng)中包括自研CPU，自研GPU，自研ISP，自研解碼器等等，當(dāng)然還包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎，從那一年開始，幾乎所有手機(jī)廠商都把AI運(yùn)算能力當(dāng)做宣發(fā)PPT的主打頁面，AI時代就此開啟。

到了去年發(fā)布的A12，蘋果進(jìn)一步提升性能及能耗表現(xiàn)，這當(dāng)然得益于臺積電最新的7nm制程。A12采用蘋果自研的Fusion架構(gòu)，根據(jù)蘋果的數(shù)據(jù)，2個大核提升15%，4個小核功耗表現(xiàn)提升50%。GPU采用新一代自研芯片，核心數(shù)升至四核，官方宣稱性能提升50%，而升級幅度最大的莫過于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎，從雙核直升八核，能夠?qū)崿F(xiàn)每秒50000億次計算。

最后，于今日凌晨發(fā)布的A13芯片，蘋果宣稱該芯片兩大亮點，機(jī)器學(xué)習(xí)能力與低功耗。A13 Bionic采用臺積電升級版7nm工藝，集成85億個晶體管，CPU擁有2個高性能核心，給速度帶來20%提升的同時，功耗還降低了30%；另外還擁有4個效能核心，速度同樣提升了20%，功耗降低了40%。CPU每秒可以進(jìn)行一萬億次的計算。GPU為四核心設(shè)計，速度提升20%的同時功耗能夠降低40%。同時，A13還有一個8核的神經(jīng)計算引擎，性能提升了20%，功耗降低15%。

實際上，從近幾年來看，不光是蘋果，其他芯片廠商也一樣，從最開始追求性能上的卓越慢慢轉(zhuǎn)變追求極致的能耗比，這得益于晶圓代工廠先進(jìn)的制程工藝技術(shù)。強(qiáng)大的性能勢必加重能耗，而當(dāng)今手機(jī)性能若不是追求大型游戲或是多任務(wù)處理，實際上是過剩的，一臺千元機(jī)的性能也足以滿足日常需求，而這時對于移動設(shè)備來說續(xù)航能力便是最重要的了。好在蘋果今年也算是良心發(fā)現(xiàn)，不光在芯片上下功夫，電池容量增大，還配備了18W充電頭。

從彭博社整理的這張圖我們便能清晰的了解蘋果A系列歷史的幾個大事件。A4到A11也不過8年時間，但A系列處理器的性能實在飆升太快，感嘆蘋果自研實力和前瞻目光，它的確可以稱得上是一個偉大的企業(yè)。

但光以文字表述顯然缺乏直觀性，小編便搜集歷代A系列芯片的GeekBench跑分制成表圖以直觀展現(xiàn)蘋果強(qiáng)悍的芯片性能。（注：由于GeekBench版本不同，算法會有差異，故早期芯片的跑分與目前較新芯片的跑分存在一定的算法差異性，跑分?jǐn)?shù)據(jù)僅供參考，且GeekBench數(shù)據(jù)庫數(shù)量龐大，跑分分?jǐn)?shù)只取眾多數(shù)據(jù)的一項，不取平均值。）

從圖上我們便能清晰地看到，A系列處理器幾個比較重要的節(jié)點，A6，A7，A8X，A10X，A11，都代表了蘋果芯片實力的一次躍進(jìn)，照A13相比A12提升20%來算，從跑分上看，A13有著70倍A4處理器水平的能力，而這也不過是10年的光景,。

世人常說如今的蘋果已經(jīng)沒有喬布斯時代那般的統(tǒng)治力和影響力，單論iPhone而言，確實如此，安卓廠商的異軍突起，中國國產(chǎn)手機(jī)廠商沖出本土市場都對蘋果產(chǎn)生了不小的影響，但不可否認(rèn)蘋果仍舊是一個偉大的企業(yè)，至少它曾改變過世界。

能在歷史上畫下濃墨重彩的一筆實屬不易，能做到名垂青史的又有幾個呢？