iPhone 13的A15芯片,比苹果自己声称的还要快?
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苹果发布会刚结束不久,这个词语就在人们口口相传下奔赴各地,微博、微信群、朋友圈,虽然 iPhone 13 系列升级幅度不是特别大,但苹果加量减价的做法还是让这一调侃传遍了互联网。
不过,在我看来比 iPhone 13 系列更香的,无疑是和它同场更新的 iPad mini 6,不仅用上了 iPad Pro 同款的全面屏设计,还有 iPhone 13 Pro Max 同款满血版 A15 芯片。
2010年,苹果发布iPhone 4,明确向外界宣布自研处理器A4。十多年后,新浪数码与苹果公司两位高管的聊天话题是A15仿生芯片。苹果公司全球产品营销副总裁Bob Borchers,与负责硬件技术的副总裁Tim Millet,围绕技术与应用,谈起来苹果公司研发A15芯片的幕后故事。
9月,伴随着iPhone 13系列手机的发布,苹果带来了最新的A15仿生芯片,并声称A15的速度比竞争对手快50%。而早前有有外媒报道,在对芯片性能、效率和图形核心等进行多项独立性测试后发现,A15 并不像苹果声称的那样比竞争对手快50%,而是快62%。
根据报告,A15可能采用了台积电的N5P工艺,是其5纳米工艺的“性能增强版”,允许更高频率。此外,A15 系统缓存已经提升到 32MB,与 A14 相比,系统缓存增加了一倍。这种翻倍“使竞争者相形见绌”,这能够将内存访问保持在同一个硅片上,而不是转到更慢、更耗电的DRAM上。
不过在这份报告中还指出,iPhone的整体散热设计被认为是“绝对属于最差的”,因为它没有很好地将热量分散到整个手机机身。然而,即使他们的散热能力有些有限,iPhone 13仍然比竞争产品快得多,并给出了更好的游戏体验。
苹果新一代搭5纳米工艺A15芯片的iPhone 13系列,官方称其搭载的 6核心 CPU和 4核心 GPU,相比竞品达 50%和 30%的性能提升。据第三方评测机构AnandTech推送的最新实测报告显示,基于5纳米强化版技术研发的A15芯片,在CPU核心性能的提升方面,实际上,甚至比竞争对手还快上62%,远高于苹果官方提供的数据。而且A15芯片不仅有更快速的性能,同时还显著地带来降低功耗的节能优势,这也是今年新一代iPhone 13在电池续航时间大幅提升的关键。
Anand Tech进一步分析指出,A15芯片采取32MB系统快取,相当于是前代A14的2倍,此翻倍式的转变,能让随机存取内存保留在同一个硅芯片上,相较于缓存在DRAM上,拥有更快速度、更低耗电的优势,在这样的情况下,让苹果A15芯片的电源芯片管理具备更好的转换效率,并能更流畅地强化多核心处理性能,是超越竞争对手如高通骁龙 S888、三星Exynos 2100的主要因素。
而iPhone13由于外观变化不大,依然是刘海屏的造型,所以苹果在A15身上下的功夫就更大了,相比上一代A14芯片,A15在CPU部分采用了2颗大核+4颗小核的架构,性能将会提升20%左右。而在GPU部分,A15 芯片采用5核心架构,性能预计能提升35%左右
但A15的总体架构相比A14并没有发生改变,那么苹果是如何做到不改变芯片架构却能提升如此多的性能呢?这是因为苹果在A15芯片上首次采用了SVE2(可伸缩矢量扩展技术二代)技术。
A15芯片将在CPU上采用2个高性能核心(内部代号:FireStorm)和4个高能效核心(内部代号:IceStorm)的设计架构。与去年苹果A14芯片相比,A15芯片并没有增加的CPU核心数量。
但据DigiTimes报道,A15芯片的CPU相较A14芯片的CPU将会提高20%的性能,30%的能效。
行业人士分析A15芯片在没有改变芯片架构的情况下,性能却有所提升的原因可能是,A15芯片将首次采用SVE2(可伸缩矢量扩展技术二代)技术。
SVE2是可伸缩矢量扩展技术SVE(Scalable Vector Extensions,SVE)的扩展,可兼容NEON的指令。SVE2技术今年3月首次应用在Armv9架构上。该技术可以加快数据处理速度、保护数据安全等。
该技术可以加快数据处理速度、保护数据安全等。另外A15还有个重大改进是它将不再外挂5G基带,而是换成了内置5G基带,这将进一步提升5G信号接收能力同时还将大幅降低功耗。不仅如此,A15还增加了环境光处理器(Ambient light sensor,ALS)处理区块
这意味着调整 iPhone 13 屏幕的亮度、色温等功能在芯片环节就会得到优化。但最大的功臣还是台积电,A15是首个采用台积电最新5纳米+工艺制程的芯片,比高通下一代的骁龙898快了半年多。
“我们的团队非常幸运,因为不需要去猜测”—— Tim Millet的一句话点明了 A15仿生芯片与其他竞品研发过程的最大不同。
众所周知,目前在移动设备领域,除了苹果,在安卓阵营几乎所有芯片都是由高通、MTK等少数厂商研发的,虽然终端厂商也会参与其中部分过程(如影像功能优化等),但整个过程的思路跟PC时代类似:芯片厂商制造芯片,电脑厂商将芯片配上合适的主板/内存/硬盘等,再装上来自另一家的系统,调试后交给用户。这种各自分工明确的方式,打造了“Wintel”联盟的辉煌,并培养出一大批PC厂商。
在移动领域,Android+高通+众多安卓手机厂商复制了这种模式;但近年,移动芯片架构逐渐摸到天花板,芯片计算能力提升有限,电池和散热等成为更大的瓶颈。
此时,苹果软硬合一的研发模式优势显现,自芯片研发阶段初始,相关团队就与手机硬件,软件系统团队,甚至是影像团队紧密合作,他们给芯片团队明确的目标,之后协同工作。