为什么高通和华为没有设计出一款超越苹果A11的处理器?

满目清香

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苹果A系列芯片的强大,主要是CPU上的强大,但是在其他方面还是高通上强一点。而且在通讯基带上,高通和华为可以比苹果更加好。

A11 仿生芯片在 Geekbench 4 的性能基准测试中表现非常强劲,单核平均得分高达 4169,而多核得分也有 9837 将近一万的分数,这样成绩真的是领先了安卓阵容一年。

虽然去年开始,苹果已经自行研发GPU了。但是在GPU上跟高通还是有一点差距,不过差距也不大。而且苹果屏幕的分辨率没有安卓的高,对GPU的压力不怎么大。同时,得益于强大的CPU和iOS加持,所以苹果本身的游戏表现真的很好。

这个时候,看似苹果已经完爆了安卓了。

但是你们忽略了一个重点,那就是基带。通讯基带也是一项非常复杂的工程,而且汇总了大量通讯行业的专利。苹果在自行研发的芯片采用了外挂的基带,之前本来是高通承包的,但是后来引入了英特尔的基带。去年1月,苹果已在北京对高通提起诉讼,称高通滥用在芯片行业的地位,并寻求10亿元人民币的损失赔偿,其中很大部分就是苹果给高通支持的基带的费用和专利费用。

很多人说华为的芯片是买ARM的架构来组装的,你倒是没有发现,华为的基带是世界上一流的水平。华为的旗舰机的信号和通讯水平都是杠杠滴,主要是华为有自主的基带,配合华为的通讯设备业务的积累和优化,所以华为的信号真的棒。如果华为不做基带,那么它在通讯设备行业真的有点难立足了,你可知道我们很多的基站都是华为中兴提供的。要是光设计CPU和GPU什么的,华为和高通这么强大研发,真的没有怕过谁。


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关于骁龙芯片似乎在性能上不如同时期的苹果A系列,高通的内部人士曾公开回应过,算是比较权威的解答。

他表示,A系列芯片仅仅是AP(应用处理器),而骁龙则是同时集成AP和BP(基带)的SoC,设计复杂难度高很多。高通认为,如果纯粹是只做一款AP,高通的结果不见得比苹果差。

具体来说,这番言论的意思是,历代的iPhone手机都是外挂基带,而高通骁龙包括华为的麒麟则是需要在一块芯片上同时集成基带。基带可以说是手机的第二心脏,通讯的第一司令官。

所以,要在有限的面积里同时兼顾CPU/GPU和基带的性能、发热、功耗,这个难度不是iPhone可以比拟的,具体可参考A9和A10时代的主板设计(iPhone 7之前都是外挂高通的基带,要交给高通海量的专利费,iPhone 7开端有有些机型外挂Intel的基带)。

那么苹果为什么集成不了或者做不了基带?

尽管苹果公司在芯片规划和消费电子产品研制才能很强,但是在通讯领域没有技术积累,也没有专利。 而华为和高通都是通讯起家,专利和经验丰富深厚。

不过,也必须承认的是,单苹果的AP的确也强悍如猛兽,尤其是这一代A11,GB4的初步跑分单核接近4K,多核直接破万,已经摸到了Intel x86的屁股,而这一切都不是偶然的。

考虑到A10的信息较少、A11更是规格尚未公布,来看看A9和骁龙820时代在CPU设计方面的核心指标——

网友削腚恶总结的原因是,Ax系列从64bit的A7开始,跟ARM阵营其它CPU拉开差距的主要因素是:超宽的发射宽度(6-issue),超大的微指令区大小(192micro-ops),超宽的流水线深度,超大的L1,L2,L3缓存(SRAM可是很贵的),较低的逻辑延迟。这些单个拿出来都无法决定一个CPU的性能,但是当这些优势都集合到一起的时候,就造就了一个能效比极高的怪兽。

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综上,高通骁龙和华为麒麟因为要在SoC集成基带,所以没法像苹果那样狂堆AP部分,如果有机会单独拉出来比拼,结果不一定是谁输谁赢呢。


快科技问答

因为苹果能赚钱

一般来说,苹果公司宣布推出新iPhone时,随之也会推出一款全新的系统级芯片,同往常一样,今年新推出的iPhone 8、iPhone 8 Plus和iPhone X都使用苹果自研发的A11仿生处理器。

苹果最新的SoC(芯片、处理器)与高通、三星、华为的最新产品都不可避免地进行比较,结果当然是苹果完胜。那么,为什么苹果的SoC似乎总是打败竞争对手?为什么Android的总是落于人后?这里需要好好解释一下。

先从苹果A11仿生处理器开始

苹果芯片的设计使用,都是源于ARM(公司)的64位架构的处理器,这意味着苹果与高通,三星,华为等厂商,均使用相同的RISC芯片架构。

但不同之处在于,苹果拥有ARM的架构许可证,允许它从头开始设计自己的芯片。苹果公司的第一个64位ARM处理器是iPhone 5S中使用的A7芯片。拥有双核心,主频率为1.4 GHz,并采用四核PowerVR G6430 GPU(图形处理器)。

而苹果最新推出的A11新品,拥有六核心,采用异构多处理(HMP)和自研发的GPU。其中,六个内核由两个高性能内核(代号为Monsoon)和四个节能内核(代号为Mistral)组成,并能够同时用所有核心进行工作。比上一代A10分开工作的高性能核心集群和高能效核心集群更加出色。

苹果声称这两个高性能内核比A10内核快25%,而四个高效核心的能力比A10的节能核心快了70%。工艺方面,A11采用台积电的10纳米制造工艺,芯片包含43亿个晶体管。尺寸为89.23平方毫米,比A10小30%。

来自iPhone 8 Plus的跑分测试,该设备在Geekbench的单核测试中得分4260,在多核测试中得分为10221。

我们来对照一下高通骁龙835

看图说话,苹果A11采用与高通骁龙835相同的制造工艺。A11是六核CPU,而835是八核。A11仿生处理器可以在每个核心上进行进程调度,835也可以做,但A10不能。尽管有类似的规格,但是A11的单核Geekbench得分是高通骁龙835的两倍。

为什么?

这里有个前提,Geekbench不会测试SoC的其他部分。像DSP,ISP和任何与AI相关的功能,都将影响这些处理器设备的日常体验。但仅仅速度上,苹果A11更具毁灭性。

在这里需要来一段苹果和高通的竞争历史课

目前可以肯定的是,苹果公司在2013年宣布推出64位A7芯片后,高通就追不上了

。在那之前,苹果和高通都出货生产32位的ARMv7处理器,并应用在手机上。当时高通32位的骁龙800处理器还处于领先地位,与之配合的图像处理器Adreno 330命运也很好。

而当苹果公司突然宣布推出64位ARMv8芯片时,高通意识到危机,但是手上什么都没有,虽然不久之后高通的64位处理器也来了。

相隔一年的2014年4月,高通推出了具有四个Cortex-A57内核和四个Cortex-A53内核的骁龙810,这是一款不完善的64位处理器。但在同一年,苹果公司宣布推出其第二代内部64位的A8处理器。

直到2015年3月,高通才宣布推出其第一代内置64位处理器,即骁龙820与其定制的Kryo CPU内核。同年9月,苹果公司已经推出第三代 64位处理器,即iPhone6S采用的A9,整整领先高通两个版本。

2016年,高通公司的产品再次迎来更新。来自ARM最新的CPU设计,高通量身定制开发出了Kryo 280 内核架构,也就是骁龙835处理器,采用四个Cortex-A73内核(具备调整功能)和四个Cortex-A53内核(具备调整功能)。发布时间为2016年冬季,欲对标苹果iPhone7的A10处理器、

然后就到了今年iPhone8的A11处理器了,与之对标的2018高通旗舰处理器还未出现。

苹果的CPU内核有什么不同?

一、 虽然ARM自己在2012年10月份公布了Cortex-A57(64位处理器),但在时间上,ARM的合作伙伴将在2014年才能发布第一批64位处理器。但是,苹果2013年的手机就有64位ARM CPU了。并从此设法将这一年的距离拉大,事实如此,苹果每年都会有一个新的CPU核心设计。

二、 苹果设计的芯片与手机发布紧密相连,

虽然设计高性能的手机CPU很难,但是高通想要适配那么多安卓手机则更难,需要更长的时间。(Cortex-A57于2012年10月发布,但直到2014年4月才出现在智能手机上。)

三、 苹果的CPU很大。在这项竞争中,大则意味着贵。据Linley集团的2016年报告,苹果A10的核心“是其他高端移动CPU的两倍”。即使较小的Zephyr内核比其低功耗的芯片要大得多。

这里最关键在于,苹果卖的是手机,而不是芯片。

因此,它可以使芯片用料很贵,并在其他地方收回资金,包括所使用芯片的手机最终价格。

四、 苹果的CPU有很大的缓存,里面所用到的硅材料同样很贵,对于一些芯片制造商而言,其利润率甚至可以靠节省0.5平方毫米硅片来实现,但就像刚才说到的,苹果在这方面无需拮涩。

在Cortex-A75之前,ARM的Cortex处理器都没有支持L3缓存。但自从A7以来,苹果一直在使用大型L3缓存。Apple A7和A8拥有1 MB L2高速缓存和4 MB L3高速缓存。A9和A10具有3 MB L2缓存和4 MB L3缓存,总共为7 MB缓存。根据Geekbench的信息显示,A11具有8 MB的L2缓存,没有L3缓存。虽然Cortex-A75现在支持L3缓存,最多4 MB和4 MB L2缓存(每个核心0.5 MB),但这些都是由高通公司等芯片制造商决定是否使用的。

总结

不可否认,苹果拥有世界级的CPU设计团队,在过去几年中一直在世界各地生产出最好的SoC。苹果的成功并不是魔术。

在苹果你可以看到,优于其竞争对手的开发应用实践,以及每次仅为一两款产品开发的堪称奢侈品的芯片。正常情况下,苹果是处于绝对领先地位的,高通三星华为都将面临大黑天,除非:

一、苹果作死

二、芯片厂商不顾利益的联合打击


黑子可可

看了一些回答,我想说下。所谓的基带论其实只能忽悠门外汉。简单的想把集成作为性能差距的借口是不负责任的。如果高通放开专利这块,能设计并生产基带的公司多了去了,都不用到苹果这个层面。

咱们不用专业知识,就简单的逻辑思考下。高通有单独的基带,事实上苹果直到最近开始使用intel基带之前,大部分使用的都是高通的基带。既然也量产了单独的基带,既然觉得自己性能没做上去是因为集成基带,那就做两个版本大家选咯。你看选啥的多。苹果这么多年都用这个架构,也没什么不可以的,你做个分开的版本,不就追平苹果性能优势了么。

苹果之所以不设计集成基带而直接购买,和能不能设计和能不能生产没有任何关系。以目前苹果的实力,收顶尖的实验室或者团队分分钟的事,做个基带基本和做鸡蛋炒饭难度差不多。而事实上苹果这些年也是这么操作的。通讯业发展到今天,基本上处于扁平化的态势,没有什么你能做我不能做的东西,有的,只是知识产权筑起的壁垒高墙。我自己设计自己生产,每生产一块还要付给你专利费,那我为啥不直接购买呢。为什么很少有厂商做cdma手机?因为就算高通没参与任何研发生产,只要你做的是cdma手机,你就要给高通交钱,而且按部计算。难不成还是cdma手机太难做一般厂家做不出来么。

这个问题,偏向于正确的答案,除了技术实力意外。比较大的因素是兼容性问题。苹果设计的a系列处理器只需要考虑自家的一亩三分地,充其量不到十种产品。这种情况下,苹果的定制能力就发挥到了极限,不用畏手畏脚,甚至可以做到整个产品设计为这块处理器服务。高通就做不到,与性能相比,高通还要考虑兼容的问题。可以说这是ios和安卓两个阵营从一开始就决定了的特质。而且在可预见的未来,这种性能优势还会继续保持。除非哪天高通自己做手机,单独开发一块专门的版本,那我相信高通有这个实力。

华为暂时来讲还要更差一步,麒麟的定制方案由于还是以华为自己的手机为载体,那对于整个生态的兼容性就会差不少。所以华为的手机经常出现的问题是,高分低能。或者你用某些常用软件,他的表现还不错,但如果使用一些小众软件,那麒麟的表现可以说远不如那些评分软件给分的水准。


苍劲的兰亭

虽然说现在跑分不可信了,热衷于跑分的厂商也不在跑分了,但是跑分都是根据硬件规格来的,还是有一定的可信度,单核跑分上面高通835取得了1998的分数,苹果A10处理器取得了3399的分数,而AA1则取得了4260的分数,直接就是两倍啊,就算跑分在不可信,高出这么多也是有一些依据吧。

其实性能上高通不如苹果大家普遍的一个说法就是芯片的结构问题,苹果的处理器是和基带分开的,而高通的基带是整合在一起的,体积就决定了一切!做为通讯业的霸主,高通想要将性能超越苹果还是可以的,只不过这一丝差别,高通无所谓了。

安卓本来就和IOS没有什么可比性,苹果的性能在怎么强悍,高通的处理器仍然是安卓行业里面最强的,所以说高通和苹果也算不上竞争对手,无关利益当然不会激发高通的斗志,如果安卓阵营有一个处理器要超越高通了,那高通就应该要紧张了!


做处理器我个人认为重要的不是性能,而是集成度、工艺制程、技术支持!率先大规模量产10nm处理器,处理器一起打包了不少东西给手机厂商,全网通、快充、双摄支持、高分辨率支持等等,这一切都是高通的功劳!

正是苹果的处理器只给自己用,所以在系统优化上也会来的比安卓更优秀,跑分也是基于系统的,如果高通835放在IOS系统上面是不是也会很强呢?话又说回来了,安卓和IOS本身就没有可比性。

就算苹果配置比安卓手机低,流畅度苹果也能领先安卓!


一个安卓,一个IOS有什么可比性?IOS系统本身就算的上是一个大优势。

你和一个势均力敌的对手进行五公里负重越野,他背5公斤的东西,你背15公斤的东西,

这场比赛在一开始就已经有结果了。


水哥爱搞机

arm是最早由Apple和几家公司联合资助的项目。jobs回到苹果后就把Apple在arm的股份卖了,用赚到的钱再资助苹果重生。Apple在近代的risc的芯片设计上有过不可磨灭的贡献。除了arm,ppc也是Apple和IBM/Motorola合作项目。光有了芯片还是不行的。苹果在compiler领域也是极牛的。现代有关CPU芯片设计是和compiler等toolchain紧紧相连的。华为和Qualcomm是做通信技术芯片的。和CPU的设计是不同的。我个人认为CPU较难,因为CPU必须要generic,但是通信芯片是application specific的,没有抽象化的需求。如果没有IP的限制,通信芯片设计是较容易的


兔子2049

高通华为不能设计出性能更牛逼的超越a11处理器的根本原因在于处理器的设计研发能力,虽然都是采用arm架构,但是苹果有数十年的处理器研发历史,能够利用arm开发的架构深层研发,做出性能高于arm内核的处理器,而高通就差一点了,他连arm的研发速度都跟不上,自己研发的内核时常还不如arm的基本款,现在都说骁龙835就是魔改的arm a73内核,而华为由于进入处理器迟,现在基本不能从arm的架构上研发,也不怎么会像高通那样魔改(也没必要),完全采用arm的内核设计公版制作,自然无法超越苹果,因此它俩要想超越苹果就需要arm研发的内核效率超越苹果,可arm不仅要研发内核,还要研发新架构,不会花太多精力搞内核研发,所以暂时苹果领先,不过arm在开发出新的架构效率有显著提升的话,苹果在不够买新架构专利的情况下是无法击败arm新架构的新内核的。补充一下苹果研发处理器的历史:


1994年,苹果更新了它的Macintosh产品线,推出了Power Mac系列。它基于IBM、摩托罗拉和苹果三家共同开发的PowerPC系列处理器。这款处理器使用RISC(精简指令集运算)结构,它超过了之前Mac所使用的Motorola 680x0系列,而且有本质的不同。苹果的系统软件经过调整,能让大部分为旧处理器编写的程序在PowerPC系列上以模拟模式运行。

任飘零89281552

由于ios和安卓系统因素所以有几点不同

ios系统对于后台管理机制是与安卓不一样的 ios的app store对于开发者的软件是有要求的 所以ios上的应用程序是要对接苹果的数据接口的 所以ios的墓碑机制的情况下 应用已经被杀了之后还会准时接到推送通知 这样的情况下ios对cpu单核性能要求高 对于cpu的多核性能要求就不是那么的高

而安卓系统是开放系统 它对于软件的后台要求很宽松 不是墓碑机制 所以安卓手机旗舰内存都是6G或者8G 而苹果最新旗舰才3G 它要求有足够的空间来保证应用程序的后台运行 所以安卓才有一键手动杀后台的设置 所以他对于cpu的多核性能要求还是比较高的 其实包括A11的还有很多苹果处理器单核性能把高通华为秒成渣 但是多核性能大多数情况都是高通领先 这是由于系统问题造成的 其他高通的每年旗舰都是很强的 高通的旗舰soc都是每年让众多手机厂商挣首发或者旗舰的必定搭载的soc 高通是一家soc供应商 他并且沉淀深厚 华为的海思处理器 毕竟发展史比较短 而且它是一家中国公司 资源也受到了一些限制 但是海思这几年发展迅猛 安卓阵营性能方面除了高通也就是华为的海思旗舰芯片了吧 传闻不是海思980要赶超甚至超过高通了吗 还有前一段时间寒武纪发布的新一代npu 估计华为980也会加持 手机的流畅性不是一味地堆硬件 还有系统优化的问题 华为的系统不是早就宣布500天不卡顿 对于安卓资源进行管理的承诺吗 这点可能不紧是AI方面的关系 还是华为对自己cpu的针对优化的结果吧 ios的流畅性就是苹果针对性优化 还有对开发者的app规则性限定的结果 而且cpu不紧是性能方面 还有功耗平衡 手持ipx 觉得A11发热耗电控制的不行 有人说是双主板设计的原因 soc是个集成芯片 苹果在基带方面不就不如华为和高通吗


勿忘心安

从技术上来说高通有能力设计一款与A11并驾齐驱的CPU,但是安卓体验跟不上iOS,也就是说多费了40%力气却只有5%收获一样。

高通作为设计和生产通用芯片,芯片包含了基带+CPU+GPU+协处理器这些主要模块。如果将这40%力气放在其它模块都比放在CPU好。

于是就出现了高通卖基带送CPU的梗,因为高通基带真的很好。华为走的也是这个路线。

苹果A11芯片虽然性能强劲,但是没有集成通信基带,所以耗电量会比单独一片芯片高,于是苹果的高性能和省电调教好就跟高通的旗舰芯片差不多。苹果领先的是其iOS的优化能力。

同时这也是苹果手机做不了双卡双待原因。无法在iphone小身板里集成另外一套天线和基带。


heipi雪人

剩下就比高通和苹果了,高通技术比苹果好,但是有一点不能忽略,高通不自己制造手机,都是造芯片给别人用,这就决定了高通在用户体验上没法把控,比不上苹果,从而造成一种错觉,苹果芯片比高通牛逼,其实是错误的,高通更好,高通在ap+modem这块目前放眼世界无人能望其项背。三星不行,苹果不行,mtk,华为更不行,展讯不用提了。

这是个用户体验为王的时代,苹果自己设计芯片用在自己手机上,系统也是自己的,所以成为王者,这个时代玩的就是综合实力,华为高通都不行,在苹果面前没有自己系统决定了必须输。


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